CN113906938A - 温室大棚的智能植物环境参数的调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了温室大棚的智能植物环境参数的调节方法，温室大棚的智能植物环境参数的调节方法包括以下步骤:选址与划分、安装环境调节仪器、温室补光与遮光、数据采集与传输、远程检测与控制、环境参数的调节；该温室大棚的智能植物环境参数的调节方法，通过上述的方法步骤相结合，使其能够实现智能监控与调整植物的生长环境，还能够降低能耗、节约资源，通过将许多的智能的植物单元温室集成在同一个较大型的温室中，以便对某些环境参数进行统一管理，做到各个不同植物单元单独调控，最终实现对植物的大批量高精度培育，同时并加以整体化调控，实现集高技术、高度集成化、产业化、智能化、网络化、多功能化于一体的智慧植物工厂。

Description

温室大棚的智能植物环境参数的调节方法

技术领域

本发明涉及植物环境参数调节技术领域，具体为温室大棚的智能植物环境参数的调节方法。

背景技术

植物工厂的理念最早出现于丹麦，但植物工厂定义起源于日本学者，荷兰的太阳光利用型植物工厂目前技术比较先进，主要以玻璃温室为主，但这种温室环境测量控制手段仍然是属于传统温湿度控制为主；

目前现有技术中有一些智能花盆的研究成果与产品，但大多数产品功能较单一，而且需要工作人员现场观察并及时的调整或操作，大大的加大了工作人员的工作强度，同时由于研究成果与产品尚在研发阶段，因此不能大批量商品化，为此，提出温室大棚的智能植物环境参数的调节方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了温室大棚的智能植物环境参数的调节方法，具有模块化组成与整体化管理优点，解决了目前智能花室无法实现联网与远程操控功能问题。

本发明提供如下技术方案：温室大棚的智能植物环境参数的调节方法，该调节方法包括以下步骤:

步骤一、选址与划分，首先找一个大型的平坦的且土壤肥沃的土地，而后将其打造成一个较大型的温室，其次将较大型的温室根据需要进行划分，将同种类的植物规划在同一个植物单元里面，并挂上各区域的大种类名称，得到划分后的植物单元温室。

步骤二、安装环境调节仪器，在选址划分后的植物单元温室内均安装环境调节仪器，首先将湿度传感器、温度传感器以及土壤墒情监测系统分别安装在各个植物单元温室内，而后在大型的温度内安装一台空调和加湿器，其次，在每个植物单元温室内安装单独的浇喷洒器以及喷洒系统，得到安装好的环境调节仪器的温室；

步骤三、温室补光与遮光，首先在划分后的每个植物单元温室的顶部安装补光组件，而每个补光组件上设置有旋转主轴以及挂在旋转主轴上的多个补光灯，多个补光灯分别进行遥控开启，其次在大温室的顶部外表面上铺设屋顶形状类似框架，而后在框架上根据温室内划分的植物单元面积进行同等划分，采用竖架进行隔断，再在竖架的两侧开设滑道，而后将遮光布安装在滑道上，遮光布的厚度根据种植进行挑选，得到安装好的遮光与补光后的温室。

步骤四、数据采集与传输，首先在大温室内安装一个4G模块和一个DTU设备，而后在每个植物单元温室的区域内各安装一个DTU设备，每个单元区域内的植物数据可以通过每个植物单元温室内的DTU设备进行数据传输，其次每个植物单元温室内的DTU设备上的数据传输大温室的DTU设备上，再将大温室的DTU设备与4G模块相连接，最后将4G模块于电脑设备或者手机设备信号连接，得到每个植物单元温室的数据；

步骤五、远程检测与控制，将4G模块上的数据分类传输到电脑设备上，同时每个植物单元温室传输的数据都可以在电脑设备上设置单独监控，通过DTU设备转4G再到云端，与电脑设备或手机均可以实现远程连接与操作，其次通过KEIL编写单片机程序，通过E4A软件设计远程监控软件，通过Keep Server访问云端数据库进行检测，得到检测的并监控后的温室数据；

步骤六、环境参数的调节，将电脑终端或者手机中的app中设置各个植物单元温室的标准数值范围并监控，而后在数据传输后出现警告情况则需要根据植物单元的实际情况来调整植物的生产环境，利用步骤一中的安装后的温度传感器、湿度传感器以及土壤墒情传感器等对温室内大气环境、土壤状况、植物生长等进行测量，同时还可以利用单独的浇灌系统对其土壤进行精确调整，利用遮光或者补光调整最佳的光照环境，从而完成温室大棚的智能植物环境参数的调节方法，最终得到植物单元温室的最佳生产环境。

优选的，步骤一中，植物分类可以根据藻类植物、苔藓类植物、蕨类植物、种子植物进行分类，也可以根据实际的品种，将需要种植的相同品种放置在同一个植物单元温室内。

优选的，步骤三中，遮光布使用时通过滑道将需要遮光的单一的植物单元温室进行顶部铺设遮光，关闭时则通过滑道将其收纳关闭。

优选的，步骤四中，大温室内的DTU设备设置为数据接收器，其余每个植物单元都利用DTU设备进行数据传输，而且每个硬件之间可通过AD转换装置来实现信号的准确接收与输送。

优选的，步骤五中，在监测数据时还可以在E4A软件设计远程监控软件，通过KeepServer访问云端数据库的基础上，再利用WinCC组态软件实现对大量数据的监控，保证系统的稳定性。

优选的，本温室大棚的智能植物环境参数的调节方法可以通过遥测、遥信、遥控、遥调外等一体化的遥视功能，同时通过遥视功能，可以观察实时的现场环境。

与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：该温室大棚的智能植物环境参数的调节方法，对不同的植物生长参数采用了联网数据库技术，可以在数据库中获取和配置不同植物最适合的生长条件；其次通过DTU设备转4G模块再到云端，从而实现花室与电脑终端包括手机端的远程连接，远程操作，从而为大规模植物工厂的实现提供了一种可行可操作的方案；同时该调节方法实现遥测、遥信、遥控、遥调外，可以集成一体化的遥视功能。使监测数据直观显示时，通过遥视功能，观察实时的现场环境，使得可靠性和直观性大大提高。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

首先，选址与划分，首先找一个大型的平坦的且土壤肥沃的土地，而后将其打造成一个较大型的温室，其次将较大型的温室根据需要进行划分，将同种类的植物规划在同一个植物单元里面，并挂上各区域的大种类名称，植物分类可以根据藻类植物、苔藓类植物、蕨类植物、种子植物进行分类，也可以根据实际的品种，将需要种植的相同品种放置在同一个植物单元温室内，得到划分后的植物单元温室。

其次，安装环境调节仪器，在选址划分后的植物单元温室内均安装环境调节仪器，首先将湿度传感器、温度传感器以及土壤墒情监测系统分别安装在各个植物单元温室内，而后在大型的温度内安装一台空调和加湿器，其次，在每个植物单元温室内安装单独的浇喷洒器以及喷洒系统，得到安装好的环境调节仪器的温室；

而后，温室补光与遮光，首先在划分后的每个植物单元温室的顶部安装补光组件，而每个补光组件上设置有旋转主轴以及挂在旋转主轴上的多个补光灯，多个补光灯分别进行遥控开启，其次在大温室的顶部外表面上铺设屋顶形状类似框架，而后在框架上根据温室内划分的植物单元面积进行同等划分，采用竖架进行隔断，再在竖架的两侧开设滑道，而后将遮光布安装在滑道上，遮光布的厚度根据种植进行挑选，遮光布使用时通过滑道将需要遮光的单一的植物单元温室进行顶部铺设遮光，关闭时则通过滑道将其收纳关闭，得到安装好的遮光与补光后的温室。

然后，数据采集与传输，首先在大温室内安装一个4G模块和一个DTU设备，而后在每个植物单元温室的区域内各安装一个DTU设备，每个单元区域内的植物数据可以通过每个植物单元温室内的DTU设备进行数据传输，其次每个植物单元温室内的DTU设备上的数据传输大温室的DTU设备上，再将大温室的DTU设备与4G模块相连接，最后将4G模块于电脑设备或者手机设备信号连接，大温室内的DTU设备设置为数据接收器，其余每个植物单元都利用DTU设备进行数据传输，而且每个硬件之间可通过AD转换装置来实现信号的准确接收与输送，得到每个植物单元温室的数据；

再远程检测与控制，将4G模块上的数据分类传输到电脑设备上，同时每个植物单元温室传输的数据都可以在电脑设备上设置单独监控，通过DTU设备转4G再到云端，与电脑设备或手机均可以实现远程连接与操作，其次通过KEIL编写单片机程序，通过E4A软件设计远程监控软件，通过Keep Server访问云端数据库进行检测，在监测数据时还可以在E4A软件设计远程监控软件，通过Keep Server访问云端数据库的基础上，再利用WinCC组态软件实现对大量数据的监控，保证系统的稳定性，得到检测的并监控后的温室数据；

最后，环境参数的调节，将电脑终端或者手机中的app中设置各个植物单元温室的标准数值范围并监控，而后在数据传输后出现警告情况则需要根据植物单元的实际情况来调整植物的生产环境，利用步骤一中的安装后的温度传感器、湿度传感器以及土壤墒情传感器等对温室内大气环境、土壤状况、植物生长等进行测量，同时还可以利用单独的浇灌系统对其土壤进行精确调整，利用遮光或者补光调整最佳的光照环境，本温室大棚的智能植物环境参数的调节方法可以通过遥测、遥信、遥控、遥调外等一体化的遥视功能，同时通过遥视功能，可以观察实时的现场环境，从而完成温室大棚的智能植物环境参数的调节方法；

通过上述方法进行植物种养100颗植物，经过生产周期后，存活的植物数量为85颗，植物的存活率高达85%，且植物的产量大大的提升。

实施例2

将现有的植物培育方法对同等100颗植物进行培育，经过生产周期后，存活的植物数量为50颗。植物的存活率为50%，相比本发明使用的调整环境参数方法培育的植物存活率低，不适合大批量的培育。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.温室大棚的智能植物环境参数的调节方法，该温室大棚的智能植物环境参数的调节方法包括以下步骤:

步骤一、选址与划分，首先找一个大型的平坦的且土壤肥沃的土地，而后将其打造成一个较大型的温室，其次将较大型的温室根据需要进行划分，将同种类的植物规划在同一个植物单元里面，并挂上各区域的大种类名称，得到划分后的植物单元温室；

步骤二、安装环境调节仪器，在选址划分后的植物单元温室内均安装环境调节仪器，首先将湿度传感器、温度传感器以及土壤墒情监测系统分别安装在各个植物单元温室内，而后在大型的温度内安装一台空调和加湿器，其次，在每个植物单元温室内安装单独的浇喷洒器以及喷洒系统，得到安装好的环境调节仪器的温室；

步骤三、温室补光与遮光，首先在划分后的每个植物单元温室的顶部安装补光组件，而每个补光组件上设置有旋转主轴以及挂在旋转主轴上的多个补光灯，多个补光灯分别进行遥控开启，其次在大温室的顶部外表面上铺设屋顶形状类似框架，而后在框架上根据温室内划分的植物单元面积进行同等划分，采用竖架进行隔断，再在竖架的两侧开设滑道，而后将遮光布安装在滑道上，遮光布的厚度根据种植进行挑选，得到安装好的遮光与补光后的温室；

步骤四、数据采集与传输，首先在大温室内安装一个4G模块和一个DTU设备，而后在每个植物单元温室的区域内各安装一个DTU设备，每个单元区域内的植物数据可以通过每个植物单元温室内的DTU设备进行数据传输，其次每个植物单元温室内的DTU设备上的数据传输大温室的DTU设备上，再将大温室的DTU设备与4G模块相连接，最后将4G模块于电脑设备或者手机设备信号连接，得到每个植物单元温室的数据；

步骤五、远程检测与控制，将4G模块上的数据分类传输到电脑设备上，同时每个植物单元温室传输的数据都可以在电脑设备上设置单独监控，通过DTU设备转4G再到云端，与电脑设备或手机均可以实现远程连接与操作，其次通过KEIL编写单片机程序，通过E4A软件设计远程监控软件，通过Keep Server访问云端数据库进行检测，得到检测的并监控后的温室数据；

步骤六、环境参数的调节，将电脑终端或者手机中的app中设置各个植物单元温室的标准数值范围并监控，而后在数据传输后出现警告情况则需要根据植物单元的实际情况来调整植物的生产环境，利用步骤一中的安装后的温度传感器、湿度传感器以及土壤墒情传感器等对温室内大气环境、土壤状况、植物生长等进行测量，同时还可以利用单独的浇灌系统对其土壤进行精确调整，利用遮光或者补光调整最佳的光照环境，从而完成温室大棚的智能植物环境参数的调节方法，最终得到植物单元温室的最佳生产环境。

2.根据权利要求1所述的温室大棚的智能植物环境参数的调节方法，其特征在于：步骤一中，植物分类可以根据藻类植物、苔藓类植物、蕨类植物、种子植物进行分类，也可以根据实际的品种，将需要种植的相同品种放置在同一个植物单元温室内。

3.根据权利要求1所述的温室大棚的智能植物环境参数的调节方法，其特征在于：步骤三中，遮光布使用时通过滑道将需要遮光的单一的植物单元温室进行顶部铺设遮光，关闭时则通过滑道将其收纳关闭。

4.根据权利要求1所述的温室大棚的智能植物环境参数的调节方法，其特征在于：步骤四中，大温室内的DTU设备设置为数据接收器，其余每个植物单元都利用DTU设备进行数据传输，而且每个硬件之间可通过AD转换装置来实现信号的准确接收与输送。

5.根据权利要求1所述的温室大棚的智能植物环境参数的调节方法，其特征在于：步骤五中，在监测数据时还可以在E4A软件设计远程监控软件，通过Keep Server访问云端数据库的基础上，再利用WinCC组态软件实现对大量数据的监控，保证系统的稳定性。

6.根据权利要求1所述的温室大棚的智能植物环境参数的调节方法，其特征在于：本温室大棚的智能植物环境参数的调节方法可以通过遥测、遥信、遥控、遥调外等一体化的遥视功能，同时通过遥视功能，可以观察实时的现场环境。