CN204203818U - 远程温室环境调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温室环境调节系统，包括电脑主机、数据管理模块、单片机、采集模块和执行模块；所述的单片机连接采集模块和执行模块；所述的电脑主机与单片机通过通信模块相连接；电脑主机还与数据管理模块、报警模块和显示模块相连接；所述的执行模块包括开窗系统、拉幕系统、风机-湿帘降温系统、温室加热系统和温室灌溉系统。本实用新型可以实现通过对温室环境参数的检测，利用执行模块对温室环境进行调节，且具有远程监控功能。

Description

远程温室环境调节系统

技术领域

本实用新型涉及一种温室环境调节系统。

背景技术

植物的生长发育与外界环境条件密切相关。环境因子的变化，直接影响着植物生长发育的进程和生长质量。光照度、温度、水分和CO2浓度等影响植物生长发育的生存因子，是植物生长过程中不可缺少又不能替代的。这些因子中不论哪个发生变化，都会对植物的生长发育产生影响。

如何准确地采集温室内大气温湿度、土壤温湿度、光照强度、溶液浓度、二氧化碳浓度、风向、风速以及作物生长状况等参数，并将温室内温、光、水、肥、气等诸多因素综合，根据不同作物、作物不同生长阶段对环境因子的不同要求，通过执行机构协调到最佳状态，是值得人们研究的问题。

实用新型内容

实用新型目的：针对上述问题，本实用新型提供了一种温室环境调节系统。

技术方案：本实用新型所述的温室环境调节系统，包括电脑主机、数据管理模块、单片机、采集模块和执行模块；所述的单片机连接采集模块和执行模块；所述的电脑主机与单片机通过通信模块相连接；电脑主机还与数据管理模块、报警模块和显示模块相连接；所述的执行模块包括开窗系统、拉幕系统、风机-湿帘降温系统、温室加热系统和温室灌溉系统。

所述的采集模块包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、雨量传感器。

所述的数据管理模块包括用户管理模块、资料分析模块和数据备份模块。

所述的通信模块为GPRS网络或zigbee网络。

所述的开窗系统设置于温室墙体的侧面；所述拉幕系统分别设置于温室的顶棚和墙体外侧。

所述的温室加热系统包括锅炉、热水输送管道，锅炉设置于温室外，通过管道连接入温室室内。

所述温室灌溉系统设置于温室顶棚。

所述风机-湿帘降温系统分为风机、湿帘两部分，且分别相对设置于温室的两侧。

有益效果：本实用新型可以实现通过对温室环境参数的检测，利用执行模块对温室环境进行调节，且具有远程监控功能，即使工作人员不在现场，也可以通过远程监控系统对温室内的设备参数进行监视和控制。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构图。

图2为本实用新型执行模块各系统的安装示意图

具体实施方式：

下面结合图1对本实用新型进一步阐述：

本系统主要由电脑主机、数据管理模块、单片机、采集模块和执行模块组成。采用16位超低功耗单片机，单片机内部集成了所有外围电路，并在设计该产品时没有进行任何的扩展，具有较高的靠性和抗干扰能力，缩小了产品的体积。单片机控制采集模块实现温室环境数据实时采集、处理与显示，以及对温室环境的调节，通过总线网络或无线通信模块，将监测的环境参数传输到上位PC机，并接受电脑主机的控制而产生控制决策，控制执行模块进行调节，实现温室自动控制。

采集模块由传感器组成，传感器用来对温室内的温度、湿度、光照强度进行实时数据采集。根据温室作物生长特点和环境要求，选择精度较高、运行稳定，性价比较高的传感器是十分有必要的。本实用新型所采用的传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、雨量传感器。

执行模块包括开窗系统、拉幕系统、风机-湿帘降温系统、温室加热系统和温室灌溉系统。如图2所示，开窗系统1设置于温室墙体的侧面；拉幕系统2分别设置于温室的顶棚和墙体外侧。温室加热系统4包括锅炉、热水输送管道，锅炉设置于温室外，通过管道连接入温室室内。温室灌溉系统5设置于温室顶棚。风机-湿帘降温系统3分为风机、湿帘两部分，且分别相对设置于温室的两侧。下面对各系统做详细描述。

开窗系统:温室开窗系统是指在温室中使用电力或人工，通过开创传动机将温室顶窗或侧窗开启和关闭的系统。

温室开窗系统主要用于温室的自然通风。自然通风是指在当室外存在自然风力时，由于温室的阻挡，气流发生绕流，在温室四周呈现变化的气流压力分布。温室迎风面气流受阻，流速降低、静压升高，而侧面和背风面气流流速增大和产生涡流，静压降低。由于风压的作用，温室迎风面室内空气压力小于室外，侧面和背风面室内空气压力大于室外，外部空气便从迎风面温室墙面的开口进入室内，从侧面或背风面开口流出，从而完成自然通风过程。自然通风对温室的使用和种植是非常有必要的，它可以有效调控室内气温、湿度和CO₂浓度，达到满足室内栽培植物正常生长需求的需要，而且自然自然通风所需的开窗系统设备投资费用不高，运行管理费用低，遮阳面积小，不妨碍温室内的生产作业。

本实用新型采用齿轮齿条开窗，其原理是：减速电机固定在温室骨架上，输出端与传动轴相连。传动轴通过轴承座，并通过轴承座支撑在温室骨架上，但可转动。齿轮固定在传动轴上，齿条和齿轮咬合。齿条的一端与通风窗边由连接件相连。当减速电机转动时，带动传动轴转动，传动轴带动齿轮转动，齿轮带动齿条移动，从而实现窗户的启闭。齿轮齿条开窗性能稳定，运行可靠，安全、承载能力强、传动效率高、运转精确，只需要控制减速电机即可实现智能控制，因此是我们这个温室只能监控系统组建的首选。

利用软件对数据采集控制模块下达指令，通过继电器控制开窗系统减速电机的正反转，从而实现开窗系统的自动化，智能化。

拉幕系统:温室拉幕系统主要用于连栋温室的外遮阳和内保温系统中，利用具有一定遮光率的材料将多余的光照进行遮挡，或者利用保温材料使温室内部形成局部的封闭空间，起到调节光照、降温或保温作用。本实用新型采用钢索拉幕系统。

钢索拉幕系统组要由减速电机、驱动轴、卷线套筒、驱动钢索、换向轮、幕布驱动边等部件组成。其原理是驱动轴与减速电机、卷线套筒相连，驱动钢索经过拉幕梁两侧的换向轮两端，固定并缠绕在卷线套筒上。当减速电机输出轴转动时，驱动轴带动卷线套筒转动，卷线套筒转动带动钢索行走，幕布驱动力与钢索相连。因而，在减速电机往复转动时，幕布驱动力变可实现往复运动。当遮阳幕一段固定在梁柱出，另一端固定在与钢索相连的驱动边上时，就可实现这样幕的展开、收拢动作。

利用软件对数据采集控制模块下达指令，通过继电器控制拉幕系统减速电机的正反转，从而实现外遮阳系统和内保温系统开关的自动化，智能化。

风机-湿帘降温系统：在炎热的夏季，为满足温室内的温度要求，需要采取降温措施。蒸发降温是目前温室中应用最为广泛的降温技术之一。通常使用一些能够对空气进行热湿处理的设备对空气进行降温，温室中应用效果良好的空气热湿处理设备为空气和水直接接触式设备。

本实用新型采用风机-湿帘降温系统。该系统主要由湿帘降温装置和风机组成，其中湿帘降温装置包括湿帘材料，支撑湿帘材料的湿帘箱体或支撑构件、加湿湿帘的配水和供回水管路、水泵、集水池(水箱)、过滤装置、水位调控装置及电控控制装置等。

风机-湿帘降温系统在温室中的常用布置为，湿帘降温装置安装在一侧山墙，风机安装在与其相对的另一山墙上，风机向室外抽风，使室内空气形成负压，湿帘一侧室外空气通过湿帘进入室内。将干热空气加湿降温后送入温室中。

利用软件对数据采集控制模块下达指令，通过继电器控制风机、湿帘的电源开关，从而实现降温系统的自动化，智能化。

温室加温系统：一般由热源、室内散热设备和热媒输送系统组成。本实用新型采用的加温系统为热水采暖系统。热水采暖系统是指以热水为热媒的采暖的系统，一般由提供热源的锅炉、热水输送管道、循环水泵、散热器以及各种控制和调节阀门等组成。该系统由于供热热媒的热惰性较大，温度调节可达到较高的稳定性和均匀性，与热风和蒸汽采暖相比，虽然一次性投资较多，循环动力较大，但热损失较小，运行较为经济。一般冬季室外采暖设计温度在-10℃以下且加温时间超过三个月者或者温室面积较大的温室，通常采用这种系统进行温室加温。

利用软件对数据采集控制模块下达指令，通过继电器控制水泵的电源开关，从而实现加温系统的自动化，智能化。

温室灌溉系统：主要是将灌溉用水从水源提取，经适当加压、净化、过滤等处理后，有输水管道送入田间灌溉设备，最后由温室田间灌溉设备中的灌水器对作物实施灌溉。

本实用新型采用滴灌系统和微喷灌系统。低温季节在温室中采用滴灌，能避免其他灌溉方法灌水后室内适度过大而使作物染病的弊端，因此滴灌通常是温室灌溉系统中的首选。采用滴灌系统还具有省工、省水、节能、优质、增产、等优点，还可以配合施肥设备精确地对作物进行随水追肥和农药等作业。微喷灌系统喷洒水与空气接触面积达，采用微喷灌能够显著增加温室内湿度、降低温室内温度、调节温室气候，有利于高温干燥季节作物的连续生长。在温室生产中将滴灌系统和微喷灌结合使用，低温季节采用滴灌系统进行灌溉，高温干燥季节结合微喷灌进行降温加湿、调节温室气候，从而获得更好的收成。

利用软件对数据采集控制模块下达指令，通过继电器控制灌溉系统的开关，从而实现温室内灌溉系统的自动化，智能化。

本实用新型的数据管理模块主要由软件功能来实现，主要包括用户管理模块、资料分析模块和数据备份模块。

用户管理模块：本系统可设置具备用户管理模块，通过该模块可设置不同用户的使用权限，根据不同监控点的职权对用户权限进行分级。

资料分析模块：一个好的温室智能控制系统，不仅在于它能实时、远程监控系统，关键还要能够提供历史数据.通过对历史数据的分析，从中找出对温室中农作物生长最为有利各种参数，并通过与农业专家系统的接口.提供一个农作物生长最为有效的模型。

数据备份管理模块：系统支持如可擦写光驱、外接磁盘阵列等可以热插拔的存贮设备，用户无需中断系统的工作就可以完成备份操作。数据备份的目的主要是为了进行数据分析与资料整理。

报警模块：报警系统由声音报警和警报灯报警组成。声音报警通过P1.0口接SD口控制系统的音效模块发声，用CPU控制P1.0产生一定频率的方波就可以实现音效模块的发声。音效模块是一个带有扬声器的放大电路。

Claims (5)

1.一种温室环境调节系统，其特征在于该系统包括电脑主机、数据管理模块、单片机、采集模块和执行模块；所述的单片机连接采集模块和执行模块；所述的电脑主机与单片机通过通信模块相连接；电脑主机还与数据管理模块、报警模块和显示模块相连接；所述的执行模块包括开窗系统、拉幕系统、风机-湿帘降温系统、温室加热系统和温室灌溉系统；

所述的温室加热系统包括锅炉、热水输送管道，锅炉设置于温室外，通过管道连接入温室室内；

所述温室灌溉系统设置于温室顶棚；

所述风机-湿帘降温系统分为风机、湿帘两部分，且分别相对设置于温室的两侧。

2.如权利要求1所述的温室环境调节系统，其特征在于所述的采集模块包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、雨量传感器。

3.如权利要求1所述的温室环境调节系统，其特征在于所述的数据管理模块包括用户管理模块、资料分析模块和数据备份模块。

4.如权利要求1所述的温室环境调节系统，其特征在于所述的通信模块为GPRS网络或zigbee网络。

5.如权利要求1所述的温室环境调节系统，其特征在于所述的开窗系统设置于温室墙体的侧面；所述拉幕系统分别设置于温室的顶棚和墙体外侧。