CN117859558B - 一种温室大棚自动控温装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于温室大棚温控技术领域，提供了一种温室大棚自动控温装置及方法，其中一种温室大棚自动控温装置，包括棚体，所述棚体包括侧壁以及顶棚，所述顶棚与侧壁固定连接，还包括：挡光机构，所述顶棚设置有用于通风的上部通风组件；侧部通风机构，包括转板，所述侧壁上转动连接有多块转板，所述侧壁内壁固定设置有磁吸组件；强制通风组件，包括进风罩以及出风罩，两侧的侧壁上分别设置有多个进风扇机以及出风扇机。一种温室大棚自动控温装置，当温度感应器达到或超过第一温度阈值时，控制模块控制挡光机构以及上部通风组件同时启动；挡光机构能够对太阳光进行遮挡，从而减缓棚体中的升温速率。

Description

一种温室大棚自动控温装置及方法

技术领域

本发明属于温室大棚温控技术领域，尤其涉及一种温室大棚自动控温装置及方法。

背景技术

温室大棚能透光、保温，主要用来栽培植物。在不适宜植物生长的季节，能提供温室生育期和增加产量，多用于低温季节对喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。温室的种类繁多，依不同的屋架材料、采光材料、外形及加温条件等又可分为很多种类。

现有分类号为CN107509558的一种新型可通风大棚，包括前墙体 ，所述前墙体的后表面设有均匀分布的横杆，所述横杆的侧面设有等距分布的弧形杆，所述弧形杆的外表面覆盖有薄膜；矩形孔的内部前端设有推拉窗，矩形孔的内部后端设有纱网，推拉窗和纱网可以加速大棚内部的空气流通。通过PLC控制器控制风机、电动伸缩杆和超声波测距仪工作，电动伸缩杆带动塞子缓慢移出通风管，同时风机将外部空气抽取并通过通风管输送到大棚内部，且电动伸缩杆的输入端与PLC控制器的输出端电连接，可以对通风速度进行调节。

上述方案中通过风机对大棚中的温度进行调节，能够调节大棚的降温速率。但在外部光照过强，棚内温度升高速率过快时，随着棚内温度升高较快，而植株表面的温度升高慢，植株温度低于棚内温度，从而造成棚内湿气在蔬菜植株表面凝结成露珠，如果这时降温速率过快，就会导致冷风急剧将蔬菜叶面及果面的露珠吹干，从而造成干叶、皴皮。但如果不及时降温，大棚中温度过高会影响到作物的光合作用和蔬菜的病菌产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种温室大棚自动控温装置及方法，旨在解决现有技术中大棚降温速率过快，导致冷风急剧将蔬菜叶面及果面的露珠吹干，从而造成干叶、皴皮的技术问题。

本发明是这样实现的，一种温室大棚自动控温装置，包括棚体，所述棚体包括侧壁以及顶棚，所述顶棚与侧壁固定连接，还包括：

挡光机构，与顶棚固定连接，所述挡光机构能够对太阳光进行遮挡；所述顶棚设置有用于通风的上部通风组件；

侧部通风机构，包括转板，所述侧壁上转动连接有多块转板，所述侧壁内壁固定设置有磁吸组件，磁吸组件通电时能够对转板的一端进行吸附；

强制通风组件，包括进风罩以及出风罩，两侧的侧壁上分别设置有多个进风扇机以及出风扇机，进风罩以及出风罩分别设置在进风扇机以及出风扇机外部，所述进风扇机一侧设置有导风组件，所述导风组件能够左右摆动进行导风，所述进风扇机均设置在靠近地面的一侧；

所述转板一侧设置有滑动变阻器，当转板转动时，转板能够推动滑动变阻器上的滑片进行移动，所述滑动变阻器连接在进风扇机以及导风组件的控制电路中；

调控系统，当棚体中温度过高时，所述调控系统能够根据升温温度的大小，通过控制挡光机构、上部通风组件、侧部通风机构以及强制通风组件的方式对棚体中的温度进行调控。

进一步的技术方案：所述挡光机构包括遮光布收放机以及框架，所述框架与顶棚固定连接，所述遮光布收放机与框架固定连接。

进一步的技术方案：所述上部通风组件包括进风口、出风口以及电动挡板；

所述顶棚的两侧棚面倾斜设置，所述出风口设置在顶棚中部，所述进风口设置在两侧棚面，所述进风口以及出风口处均转动连接有电动挡板。

进一步的技术方案：所述磁吸组件包括支撑架、弹簧以及滑动电磁块；

所述支撑架与侧壁固定连接，所述滑动电磁块与支撑架滑动连接，所述弹簧连接在支撑架与滑动电磁块之间。

进一步的技术方案：所述导风组件包括电机以及导风筒；

所述电机与侧壁固定连接，所述导风筒与电机的输出轴固定连接，所述进风罩与导风筒之间通过软管连接。

进一步的技术方案：所述导风筒与出风罩中均固定设置有螺旋水管。

进一步的技术方案：所述调控系统包括监测模块、存储模块、处理模块以及控制模块；

所述监测模块包括温度感应器以及光照传感器，所述温度感应器设置在棚体中，所述光照传感器设置在顶棚表面，所述温度感应器用于对棚体中的温度进行监测以及获取，所述光照传感器用于对阳光照射强度进行监测以及获取；

存储模块，用于对监测模块获取的数据信息进行存储并建立数据集；

处理模块，用于调取存储模块中当前时刻温度信息以及光照强度信息，并形成判断信息；

控制模块，用于接收判断信息并根据判断信息对挡光机构、上部通风组件、侧部通风机构以及强制通风组件进行控制。

进一步的技术方案：在控制模块中：

当光照传感器达到或超过光照阈值时，控制模块控制挡光机构启动；

当温度感应器达到或超过第一温度阈值时，控制模块控制挡光机构以及上部通风组件同时启动；

当温度感应器继续上升并达到或超过第二温度阈值时，控制模块继续控制侧部通风机构以及强制通风组件启动。

一种温室大棚自动控温方法，应用于上述方案中任一所述的温室大棚自动控温装置，包括以下步骤：

步骤1：当棚体中温度达到或超过第一温度阈值时，调控系统控制挡光机构能够对太阳光进行遮挡，从而减缓棚体中的升温速率；

步骤2：调控系统控制在挡光机构启动的同时控制上部通风组件打开，通过上部通风组件对棚体进行降温；

步骤3：当上部通风组件打开后，棚体中温度继续上升，并且棚体中温度达到或超过第二温度阈值时，调控系统继续控制侧部通风机构以及强制通风组件启动，对棚体进行降温。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：

1、一种温室大棚自动控温装置，当温度感应器达到或超过第一温度阈值时，控制模块控制挡光机构以及上部通风组件同时启动；挡光机构能够对太阳光进行遮挡，从而减缓棚体中的升温速率；同时调控系统控制上部通风组件打开，通过上部通风组件对棚体进行降温，避免上部通风组件打开时冷风直接吹向蔬菜，造成蔬菜叶片和幼果遭受冷冻伤害；

2、一种温室大棚自动控温装置，挡光机构打开时，挡光机构与顶棚之间产生过流通道，外部冷风通过过流通道进入到棚体中时可对外部冷风进行预热，避免外部冷风直接进入到棚体造成棚体失温较快，进而达到棚体平稳降温的目的；

3、一种温室大棚自动控温装置，当温度感应器继续上升并达到或超过第二温度阈值时，控制模块继续控制侧部通风机构以及强制通风组件启动；此调节方式避免了进风扇机风力持续较大时使蔬菜产生冻伤，同时节约了电力资源；

4、一种温室大棚自动控温装置，在进风扇机启动时，导风组件能够左右摆动进行导风，增加外部风力的流动范围，提升棚体中降温速率的同时，避免外部风力持续吹向固定区域的蔬菜，进一步避免了造成蔬菜冻伤。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为图1的正视图；

图4为棚体的剖视图；

图5为图3中A区域的放大示意图；

图6为导风组件的三维示意图；

图7为磁吸组件的三维示意图；

图8为调控组件的控制原理图。

附图中：1、侧壁；2、顶棚；3、挡光机构；31、遮光布收放机；32、框架；4、上部通风组件；41、进风口；42、出风口；43、电动挡板；5、侧部通风机构；51、转板；52、磁吸组件；521、支撑架；522、弹簧；523、滑动电磁块；6、强制通风组件；61、进风扇机；62、出风扇机；63、进风罩；64、出风罩；65、导风组件；651、电机；652、导风筒；66、滑动变阻器；7、棚体；8、螺旋水管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1-图8所示，为本发明提供的一种温室大棚自动控温装置，包括棚体7，所述棚体7包括侧壁1以及顶棚2，所述顶棚2与侧壁1固定连接，还包括：

挡光机构3，与顶棚2固定连接，所述挡光机构3能够对太阳光进行遮挡；所述顶棚2设置有用于通风的上部通风组件4；

侧部通风机构5，包括转板51，所述侧壁1上转动连接有多块转板51，所述侧壁1内壁固定设置有磁吸组件52，磁吸组件52通电时能够对转板51的一端进行吸附；

强制通风组件6，包括进风罩63以及出风罩64，所述进风罩63以及出风罩64在棚体7外部的部分设置有电动密封挡板，两侧的侧壁1上分别设置有多个进风扇机61以及出风扇机62，进风罩63以及出风罩64分别设置在进风扇机61以及出风扇机62外部，所述进风扇机61一侧设置有导风组件65，所述导风组件65能够左右摆动进行导风，且导风组件65能够对进风温度进行调节；

所述转板51一侧设置有滑动变阻器66，当转板51转动时，转板51能够推动滑动变阻器66上的滑片进行移动，使得滑动变阻器66阻值增大，所述滑动变阻器66连接在进风扇机61以及导风组件65的控制电路中；

调控系统，当棚体7中温度过高时，所述调控系统能够根据升温温度的大小，通过控制挡光机构3、上部通风组件4、侧部通风机构5以及强制通风组件6的方式对棚体7中的温度进行调控。

在上述方案中，当棚体7中温度达到或超过第一温度阈值时，调控系统控制挡光机构3能够对太阳光进行遮挡，从而减缓棚体7中的升温速率；同时调控系统控制上部通风组件4打开，通过上部通风组件4对棚体7进行降温；

当上部通风组件4打开后，棚体7中温度继续上升，并且棚体7中温度达到或超过第二温度阈值时，调控系统继续控制侧部通风机构5以及强制通风组件6启动，磁吸组件52通电对转板51的一端进行吸附，棚体7两侧的侧壁1上的转板51同时打开，转板51与滑动变阻器66接触；

转板51打开时，在棚体7内外温差的作用下，外部自然风通过转板51打开的通风孔穿过棚体7，棚体7两侧的侧壁1之间形成对流，提升棚体7的降温速率；

当对流风力较小时，进风扇机61与出风扇机62同时打开进行强制通风，棚体7的降温速率提升；

当对流风力较大时，在外部风力推动下，转板51推动滑动变阻器66，滑动变阻器66阻值增大，进风扇机61与出风扇机62的控制电流减小，强制通风的风力减小。

如图2所示，作为本发明的一种优选实施例，所述挡光机构3包括遮光布收放机31以及框架32，所述框架32与顶棚2固定连接，所述遮光布收放机31与框架32固定连接。

在此实施例中，通过遮光布收放机31对遮光布进行收放，框架32对遮光布进行支撑，通过遮光布能够在光照过强时对太阳光进行阻隔，防止棚体7中升温过高或者棚体7中的蔬菜受到光照灼伤。

如图1所示，作为本发明的一种优选实施例，所述上部通风组件4包括进风口41、出风口42以及电动挡板43；

所述顶棚2的两侧棚面倾斜设置，所述出风口42设置在顶棚2中部，所述进风口41设置在两侧棚面，所述进风口41以及出风口42处均转动连接有电动挡板43。

当挡光机构3将遮光布展开时，遮光布与顶棚2之间形成过流通道；电动挡板43逆时针转动时，在电动挡板43的导向作用下，外部风力经过过流通道并从进风口41进入到棚体7中，此时外部冷空气下沉，棚体7中的热空气上浮并从出风口42排出。

如图5和图7所示，作为本发明的一种优选实施例，所述磁吸组件52包括支撑架521、弹簧522以及滑动电磁块523；

所述支撑架521与侧壁1固定连接，所述滑动电磁块523与支撑架521滑动连接，所述弹簧522连接在支撑架521与滑动电磁块523之间。

在磁吸组件52中，弹簧522对滑动电磁块523弹性限位，当滑动电磁块523通电时，滑动电磁块523对转板51进行吸附，此时转板51转动并解除对侧壁1的封闭，两侧的侧壁1之间形成过流通道，外部空气进入到棚体7中，从而将棚体7的热量带出。

如图6所示，作为本发明的一种优选实施例，所述导风组件65包括电机651以及导风筒652；

所述电机651与侧壁1固定连接，所述导风筒652与电机651的输出轴固定连接，所述进风罩63与导风筒652之间通过软管连接。

此实施例中，电机651带动导风筒652往复转动，导风筒652对外部风力进行导向。

如图6所示，作为本发明的一种优选实施例，所述导风筒652与出风罩64中均固定设置有螺旋水管8；当棚体7中升温时，螺旋水管8中的水可以吸热，降低棚体7的升温速率，避免蔬菜脱水；当外部风力进入时，通过螺旋水管8中的热水能够对外部风力进行预热，避免外部冷空气直吹蔬菜。

如图8所示，作为本发明的一种优选实施例，所述调控系统包括监测模块、存储模块、处理模块以及控制模块；

所述监测模块包括温度感应器以及光照传感器，所述温度感应器设置在棚体7中，所述光照传感器设置在顶棚2表面，所述温度感应器用于对棚体7中的温度进行监测以及获取，所述光照传感器用于对阳光照射强度进行监测以及获取；存储模块，用于对监测模块获取的数据信息进行存储并建立数据集；处理模块，用于调取存储模块中当前时刻温度信息以及光照强度信息，并形成判断信息；控制模块，用于接收判断信息并根据判断信息对挡光机构3、上部通风组件4、侧部通风机构5以及强制通风组件6进行控制。

在控制模块中：当光照传感器达到或超过光照阈值时，控制模块控制挡光机构3启动；当温度感应器达到或超过第一温度阈值时，控制模块控制挡光机构3以及上部通风组件4同时启动；当温度感应器继续上升并达到或超过第二温度阈值时，控制模块继续控制侧部通风机构5以及强制通风组件6启动。

一种温室大棚自动控温方法，包括以下步骤：

步骤1：当光照传感器达到或超过光照阈值时，控制模块控制挡光机构3启动，遮光布收放机31将遮光布铺平在框架32上，通过遮光布能够在光照过强时对太阳光进行阻隔，防止棚体7中升温过高或者棚体7中的蔬菜受到光照灼伤；

步骤2：当温度感应器达到或超过第一温度阈值时，控制模块控制挡光机构3以及上部通风组件4同时启动；

挡光机构3能够对太阳光进行遮挡，从而减缓棚体7中的升温速率；同时调控系统控制上部通风组件4打开，通过上部通风组件4对棚体7进行降温，由于棚体7中的蔬菜离上部通风组件4较远，上部通风组件4降温时外部风力从上向下逐渐下沉，棚体7下部温度逐渐降低，避免上部通风组件4打开时冷风直接吹向蔬菜，造成蔬菜叶片和幼果遭受冷冻伤害，此时棚体7中的湿气从顶棚2向外排出；

上述过程中，挡光机构3打开时，挡光机构3与顶棚2之间产生过流通道，上部通风组件4热气上升时使得过流通道温度升高，当外部冷风通过过流通道进入到棚体7中时可对外部冷风进行预热，避免外部冷风直接进入到棚体7造成棚体7失温较快，进而达到棚体7平稳降温的目的；

步骤3：当温度感应器继续上升并达到或超过第二温度阈值时，控制模块继续控制侧部通风机构5以及强制通风组件6启动；

磁吸组件52通电对转板51的一端进行吸附，棚体7两侧的侧壁1上的转板51同时打开，转板51与滑动变阻器66接触；

转板51打开时，在棚体7内外温差的作用下，外部自然风通过转板51打开的通风孔穿过棚体7，棚体7两侧的侧壁1之间形成对流，提升棚体7的降温速率；

当对流风力较小时，进风扇机61与出风扇机62同时打开进行强制通风，棚体7的降温速率提升；

当对流风力较大时，在外部风力推动下，转板51推动滑动变阻器66，滑动变阻器66阻值增大，进风扇机61与出风扇机62的控制电流减小，强制通风的风力减小；由于进风扇机61以及出风扇机62靠近地面蔬菜，此调节方式避免了进风扇机61风力持续较大时使蔬菜产生冻伤，同时节约了电力资源；

在进风扇机61启动时，导风组件65能够左右摆动进行导风，增加外部风力的流动范围，提升棚体7中降温速率的同时，避免外部风力持续吹向固定区域的蔬菜，进一步避免了造成蔬菜冻伤；

在侧部通风机构5以及强制通风组件6启动前，上部通风组件4将棚体7中的湿气带出，避免侧部通风机构5以及强制通风组件6启动后，外部风力大量涌入接触湿空气，造成蔬菜失温过快。

所述导风筒652与出风罩64中均固定设置有螺旋水管8；当棚体7中升温时，螺旋水管8中的水可以吸热，降低棚体7的升温速率，避免蔬菜脱水；当外部风力进入时，通过螺旋水管8中的热水能够对外部风力进行预热，避免外部冷空气直吹蔬菜。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种温室大棚自动控温装置，包括棚体（7），所述棚体（7）包括侧壁（1）以及顶棚（2），所述顶棚（2）与侧壁（1）固定连接，其特征在于，还包括：

挡光机构（3），与顶棚（2）固定连接，所述挡光机构（3）能够对太阳光进行遮挡；所述顶棚（2）设置有用于通风的上部通风组件（4）；

侧部通风机构（5），包括转板（51），所述侧壁（1）上转动连接有多块转板（51），所述侧壁（1）内壁固定设置有磁吸组件（52），磁吸组件（52）通电时能够对转板（51）的一端进行吸附；

强制通风组件（6），两侧的侧壁（1）上分别设置有多个进风扇机（61）以及出风扇机（62），进风扇机（61）以及出风扇机（62）的外部分别设置有进风罩（63）以及出风罩（64），所述进风扇机（61）一侧设置有导风组件（65），所述导风组件（65）能够左右摆动进行导风；

所述转板（51）一侧设置有滑动变阻器（66），当转板（51）转动时，转板（51）能够推动滑动变阻器（66）上的滑片进行移动，所述滑动变阻器（66）连接在进风扇机（61）以及导风组件（65）的控制电路中；

调控系统，当棚体（7）中温度过高时，所述调控系统能够根据升温温度的大小，通过控制挡光机构（3）、上部通风组件（4）、侧部通风机构（5）以及强制通风组件（6）的方式对棚体（7）中的温度进行调控；

所述上部通风组件（4）包括进风口（41）、出风口（42）以及电动挡板（43）；

所述顶棚（2）的两侧棚面倾斜设置，所述出风口（42）设置在顶棚（2）中部，所述进风口（41）设置在两侧棚面，所述进风口（41）以及出风口（42）处均转动连接有电动挡板（43）；

所述磁吸组件（52）包括支撑架（521）、弹簧（522）以及滑动电磁块（523）；

所述支撑架（521）与侧壁（1）固定连接，所述滑动电磁块（523）与支撑架（521）滑动连接，所述弹簧（522）连接在支撑架（521）与滑动电磁块（523）之间；

所述导风组件（65）包括电机（651）以及导风筒（652）；

所述电机（651）与侧壁（1）固定连接，所述导风筒（652）与电机（651）的输出轴固定连接，所述进风罩（63）与导风筒（652）之间通过软管连接；

所述调控系统包括监测模块、存储模块、处理模块以及控制模块；

所述监测模块包括温度感应器以及光照传感器，所述温度感应器设置在棚体（7）中，所述光照传感器设置在顶棚（2）表面，所述温度感应器用于对棚体（7）中的温度进行监测以及获取，所述光照传感器用于对阳光照射强度进行监测以及获取；

存储模块，用于对监测模块获取的数据信息进行存储并建立数据集；

处理模块，用于调取存储模块中当前时刻温度信息以及光照强度信息，并形成判断信息；

控制模块，用于接收判断信息并根据判断信息对挡光机构（3）、上部通风组件（4）、侧部通风机构（5）以及强制通风组件（6）进行控制；

当温度感应器达到或超过第一温度阈值时，控制模块控制挡光机构（3）以及上部通风组件（4）同时启动；挡光机构（3）打开时，挡光机构（3）与顶棚（2）之间产生过流通道，上部通风组件（4）热气上升时使得过流通道温度升高，当外部冷风通过过流通道进入到棚体（7）中时可对外部冷风进行预热，避免外部冷风直接进入到棚体（7）造成棚体（7）失温较快；

当温度感应器继续上升并达到或超过第二温度阈值时，控制模块继续控制侧部通风机构（5）以及强制通风组件（6）启动；棚体（7）两侧的侧壁（1）之间形成对流；当对流风力较小时，进风扇机（61）与出风扇机（62）同时打开进行强制通风；当对流风力较大时，在外部风力推动下，转板（51）推动滑动变阻器（66），滑动变阻器（66）阻值增大，进风扇机（61）与出风扇机（62）的控制电流减小，强制通风的风力减小。

2.根据权利要求1所述的温室大棚自动控温装置，其特征在于，所述挡光机构（3）包括遮光布收放机（31）以及框架（32），所述框架（32）与顶棚（2）固定连接，所述遮光布收放机（31）与框架（32）固定连接。

3.根据权利要求1所述的温室大棚自动控温装置，其特征在于，所述导风筒（652）与出风罩（64）中均固定设置有螺旋水管（8）。

4.一种温室大棚自动控温方法，其应用于权利要求1-3任一所述的温室大棚自动控温装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：当棚体（7）中温度达到或超过第一温度阈值时，调控系统控制挡光机构（3）能够对太阳光进行遮挡，从而减缓棚体（7）中的升温速率；

步骤2：调控系统控制在挡光机构（3）启动的同时控制上部通风组件（4）打开，通过上部通风组件（4）对棚体（7）进行降温；

步骤3：当上部通风组件（4）打开后，棚体（7）中温度继续上升，并且棚体（7）中温度达到或超过第二温度阈值时，调控系统继续控制侧部通风机构（5）以及强制通风组件（6）启动，对棚体（7）进行降温。