CN209089534U - 一种基于人工智能的温控种植大棚 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于人工智能的温控种植大棚包括大棚、检测系统、控制系统、二氧化碳发生器、控温系统；所述大棚包括棚架、用于覆盖棚架的棚膜，棚架和棚膜围设成棚腔，所述棚腔顶部设有喷淋机构；所述检测系统设在棚腔内，所述检测系统包括温度传感器、二氧化碳浓度传感器、湿度传感器，所述温度传感器、二氧化碳浓度传感器、湿度传感器均与控制系统电性连接；所述二氧化碳发生器出气口通过通管与棚腔相通。通过将人工智能结合现代农业，实现对大棚内的环境因素实时的检测，实时调整，使大棚内维持一个良好的生长环境，实现对大棚的智能控制管理。本实用新型应用于作物种植设备。

Description

一种基于人工智能的温控种植大棚

技术领域

本实用新型涉及种植大棚技术领域，特别是涉及一种基于人工智能的温控种植大棚。

背景技术

种植业结合人工智能是现代农业的一个发展趋势，将人工智能运用到现代种植农业可以实现对各种环境因素的实时监控、对相应的因素做出及时精确的调整。目前的种植业还是普遍采用传统的人工管理的方式，仅凭管理人员的种植经验管理，而影响种植物的外部因素往往很多，仅凭人的经验很难做到精确量化调整，并且对每一因素调节仅靠人力的话，工作强度大，需要雇佣大量的管理人员。而目前我国从事种植业的人越来越少，针对这一矛盾将种植业结合人工智能是一种必然趋势。

种植大棚是一种人为地创造适宜的生态环境，调整作物生产季节，调节市场需求，促进作物优质高产，是增加农民收入的有效手段之一。大棚内影响种植物生长的环境因素很多，二氧化碳的浓度、温度、湿度等，同时针对这些环境因素，为了促进作物更好的生长需要进行适当的调整，如果每一项都利用人工调整的话，费时费力，而且往往不能做出及时的调整，也不能很好地调整到合适的范围。温度是影响种植物生长的一个重要环境因素，无论是温度过高或者过低都会严重影响种植物的生长，严重的甚至会导致种植物大面积的死亡，造成无法挽回的损失。

实用新型内容

本实用新型的目的提供一种基于人工智能的温控种植大棚，可智能控制大棚内的种植物的生长环境，对大棚内的环境实时的检测，实时调整，使大棚内维持一个良好的生长环境。

本实用新型所采用的技术方案是：一种基于人工智能的温控种植大棚包括大棚、检测系统、控制系统、二氧化碳发生器、控温系统；所述大棚包括棚架、用于覆盖棚架的棚膜，棚架和棚膜围设成棚腔，所述棚腔顶部设有喷淋机构；所述检测系统设在棚腔内，所述检测系统包括温度传感器、二氧化碳浓度传感器、湿度传感器，所述温度传感器、二氧化碳浓度传感器、湿度传感器均与控制系统电性连接；所述二氧化碳发生器出气口通过通管与棚腔相通，所述控温系统包括通风窗和加热机构以用于调节棚腔的温度，所述通风窗、加热机构均受控于控制系统。

进一步优选的，所述大棚上设有至少一个可开合的通风窗，所述通风窗包括窗体和窗户，所述窗户一端和窗体铰接，窗户外缘与伸缩装置相接，所述伸缩装置与控制系统电性连接。

进一步优选的，所述窗户内侧设有送风装置，所述送风装置包括风扇、旋转轴，所述旋转轴转动连接于窗户内侧，所述旋转轴与旋转电机连接，所述风扇一端与旋转轴固定相接，所述风扇、旋转轴均与控制系统电性连接。

进一步优选的，所述加热机构包括热水箱以及与热水箱相连的供水管道，所述热水箱和供水管道之间设有驱动水循环的驱动装置，所述供水管包括主管和若干支管，每一所述支管均与主管相通，每一所述支管与大棚内的加热水管相通，所述热水箱、驱动装置均与控制系统电性连接。

进一步优选的，所述供水管包括热水管和冷水管，所述热水管和冷水管连通并形成闭合回路，所述热水管的一端与驱动装置的热水出口相接，热水管的另一端与加热水管的入水端相通，所述冷水管的一端与驱动装置的冷水出口相接，所述冷水管的另一端和加热水管出水端相通。

进一步优选的，所述二氧化碳发生器包括盛放反应试剂的试剂桶、密封的反应桶、气泵、密封的过滤桶和用于加热反应桶的加热装置，所述试剂桶通过通管与反应桶进料口相通，所述通管上设有电磁阀，所述过滤桶包括位于过滤桶侧壁的过滤桶进气口和过滤桶出气口，所述过滤桶进气口位于过滤桶下部，所述过滤桶出气口位于过滤桶上部，所述过滤桶进气口通过通管与反应桶相通，所述过滤桶出气口与棚腔相通，所述电磁阀、加热装置均与控制系统电性连接。

进一步优选的，所述反应桶通过通管与气泵出气口相通，以用于向反应桶内鼓气，提高二氧化碳在棚腔内的扩散速度，所述气泵与控制系统电性连接。

进一步优选的，所述喷水装置包括至少一个水管，所述水管与棚架固定连接并从大棚的一端跨设到大棚的另一端，所述水管均匀间隔设有若干个多自由度旋转的喷嘴，所述水管进水端通过水泵和喷水池相接。

进一步优选的，所述棚膜包括两层薄膜，所述薄膜之间设有支撑筋，所述薄膜与支撑筋一体成型。

进一步优选的，所述棚腔顶部均匀设有若干照明装置，所述照明装置与制系统电性连接。

本实用新型的有益效果：通过将人工智能结合现代农业，实现对大棚内的环境因素实时的检测，实时调整，使大棚内维持一个良好的生长环境，在大棚内设置检测系统实时检测大棚内的环境，并将数据反馈给控制系统，控制系统控制二氧化碳发生器、喷淋机构、温控系统及时调节内的环境，使种种植大棚维持一个良好的生长环境，减少了管理人员的劳动成本，实现对大棚的智能控制管理。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。

图1本实施例的结构示意图；

图2是通风窗的结构示意图；

图3二氧化碳发生器的结构示意图；

图4喷淋机构的结构示意图；

图5棚膜的结构示意图。

具体实施方式

图1是本实施例的结构示意图，一种基于人工智能的温控种植大棚，包括，大棚、检测系统、控制系统、二氧化碳发生器2、控温系统。

大棚包括棚架11以及覆盖在棚架11上的棚膜12，棚架11和棚膜12围设成棚腔。在棚腔内设置了检测系统，检测系统包括温度传感器、二氧化碳浓度传感器2、湿度传感器，检测系统检测到的数据传递给控制系统，控制系统将收到的数据传递给管理人员并对收到的数据做出相应的调整。

温控系统包括通风窗和加热机构，用来调节棚腔内的温度，通风窗和加热机构均手控制系统控制。

通风窗的数量至少为一个，设置在大棚的侧面，通风窗包括窗体 41和窗户42，窗户42的一端和窗体41铰接，窗户42外缘和伸缩机构43连接，当温度传感器检测到大棚内的温度过高并将信息传递给控制系统，控制系统控制伸缩机构43的伸缩杆伸长打开通窗户42，当温度降低以后，控制系统控制伸缩机构收缩关闭通风窗。通风窗的数量优选为多个，并均匀的设在大棚两侧。

参考图1、图2，在窗户42的内侧设有送风装置，送风装置包括风扇44、旋转轴45，旋转轴45转动连接于窗户42内侧，旋转轴45 与旋转电机连接，风扇44一端与旋转轴45固定相接，送风装置与控制系统电性连接。当通风窗打开后，驱动电机驱动旋转轴45转动，窗户42随着旋转轴45直到朝向窗口后，风扇44启动，开始往棚腔内送风，以加强棚腔内的空气流动，加快降温。降温完成后，风扇44停止转动，电机反转，将风扇44回收到初始位置后，关闭窗户42。

当温度传感器检测到棚腔内的温度过低时控制系统启动加热机构，加热机构包括热水箱51以及与热水箱51相连的供水管道，热水箱51和供水管道之间设有驱动水循环的驱动装置52，供水管包括主管和若干支管，每一支管均与主管相通，每一支管与大棚内的加热水管相通，热水箱51、驱动装置52均与控制系统电性连接。当温度传感器检测到温度过低时，控制系统启动加热机构，热水箱51开始对水进行加热，驱动装置52将热水送入热水管531，进而进入设置在大棚内的加热管道，热水在加热管道完成循环后，进入冷水管532，通过驱动装置52回到热水箱51中，完成循环。当温度传感器检测到棚腔内的温度达到合理的范围时，控制系统控制加热机构停止工作。

图3二氧化碳发生器的结构示意图，作物在进行光合作用时会吸收大量的二氧化碳，为提高作物的产量，本实施例还设有二氧化碳发生器2。二氧化碳发生器2包括盛放反应试剂的试剂桶21、反应桶22、过滤桶23和用于加热反应桶的加热装置24，当二氧化碳浓度传感器 25检测到棚腔内的二氧化碳浓度低于下限时，控制系统控制电磁阀25 开启，反应试剂从试剂桶21进入反应桶22内，同时加热装置25开始加热产生二氧化碳和其他反应物气体，产生的二氧化碳和其他反应物气体通过过滤桶23过滤，将气体吸收，留下二氧化碳进入棚腔内。

过滤桶23侧壁设有过滤桶进气口231和过滤桶出气口232，过滤桶进气口231设在过滤桶23下部，过滤液液面不低于过滤桶进气口231，过滤桶出气口232位于过滤桶23上部，过滤液液面低于过滤桶出气口232。本实施例采用的试剂为碳酸氢铵，碳酸氢铵加热产生二氧化碳和氨气。过滤桶中装的是水，氨气溶于水内，达到过滤的目的。

进一步改进，反应桶22与气泵26相连，当反应桶22在进行反应时，气泵26同时向反应桶22内鼓风，将产生的二氧化碳气体送到棚腔内，达到快速扩散二氧化碳的目的，使二氧化碳在棚腔内快速均匀扩散。

图4喷淋机构的结构示意图，作物种植过程中需要大量的用水，为实现这一目的，在棚腔顶部设有水管31，水管31从大棚的一端跨设到另一端，水管31的下端均匀间隔设有多个喷嘴32，喷嘴32和水管31相通，喷嘴32具有多个自由旋转方向，以完全喷洒覆盖棚内的种植物。水管31的进水端与位于喷池34内水泵33的出水口相连。当需要喷洒农药时，将农药倒入喷池后以达到对种植物喷洒农药。

如图5所示，本实施例采用的棚膜12包括两层薄膜，薄膜121 之间设有支撑筋122，薄膜121与支撑筋122一体成型，两层膜的结构具有更好的保温效果。

为满足夜间工作需要，在棚顶设有照明装置，同时也可以利用照明装置对种植物进行持续照射也加快生长速度。

当然，本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种基于人工智能的温控种植大棚，其特征在于：包括大棚、检测系统、控制系统、二氧化碳发生器(2)、控温系统；

所述大棚包括棚架(11)、用于覆盖棚架(11)的棚膜(12)，棚架(11)和棚膜(12)围设成棚腔，所述棚腔顶部设有喷淋机构；

所述检测系统设在棚腔内，所述检测系统包括温度传感器、二氧化碳浓度传感器、湿度传感器，所述温度传感器、二氧化碳浓度传感器、湿度传感器均与控制系统电性连接；所述二氧化碳发生器(2)出气口通过通管与棚腔相通；

所述控温系统包括通风窗和加热机构以用于调节棚腔的温度，所述通风窗、加热机构均受控于控制系统。

2.根据权利要求1所述的基于人工智能的温控种植大棚，其特征在于：所述通风窗包括窗体(41)和窗户(42)，所述窗体(41)位于棚膜(12)外侧，所述窗户(42)的一端和窗体(41)铰接，所述窗户(42)外缘与伸缩装置(43)相接，所述伸缩装置(43)与控制系统电性连接。

3.根据权利要求2所述的基于人工智能的温控种植大棚，其特征在于：所述窗户(42)内侧设有送风装置，所述送风装置包括风扇(44)、旋转轴(45)，所述旋转轴(45)转动连接于窗户(42)内侧，所述旋转轴(45)与旋转电机连接，所述风扇(44)的一端与旋转轴(45)固定连接，所述风扇(44)、旋转轴(45)均与控制系统电性连接。

4.根据权利要求1所述的基于人工智能的温控种植大棚，其特征在于：所述加热机构包括热水箱(51)以及与热水箱(51)相连的供水管道，所述热水箱(51)和供水管道之间设有驱动水循环的驱动装置(52)，所述供水管包括主管和若干支管，每一所述支管均与主管相通，每一所述支管与大棚内的加热水管相通，所述热水箱(51)、驱动装置(52)均与控制系统电性连接。

5.根据权利要求4所述的基于人工智能的温控种植大棚，其特征在于：所述供水管包括热水管(531)和冷水管(532)，所述热水管(531)和冷水管(532)连通并形成闭合回路，所述热水管(531)的一端与驱动装置(52)的热水出口相接，所述热水管(531)的另一端与加热水管的入水端相通，所述冷水管(532)的一端与驱动装置(52)的冷水入口相接，所述冷水管(532)的另一端和加热水管出水端相通。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的基于人工智能的温控种植大棚，其特征在于：所述二氧化碳发生器(2)包括盛放反应试剂的试剂桶(21)、反应桶(22)、过滤桶(23)和用于加热反应桶的加热装置(24)，所述试剂桶(21)出料口通过通管与反应桶(22)进料口相通，所述通管上设有电磁阀(25)，所述过滤桶(23)侧壁设有过滤桶进气口(231)和过滤桶出气口(232)，所述过滤桶进气口(231)位于过滤桶(23)下部，所述过滤桶出气口(232)位于过滤桶(23)上部，所述过滤桶进气口(231)通过通管与反应桶(21)相通，所述过滤桶出气口(232)通过通管与棚腔相通，所述电磁阀(25)、加热装置(24)均与控制系统电性连接。

7.根据权利要求6所述的基于人工智能的温控种植大棚，其特征在于：所述二氧化碳发生器(2)还包括气泵(26)，所述气泵(26)出气口通过通管与反应桶(22)相通，以用于向反应桶(22)内鼓气，所述气泵与控制系统电性连接。

8.根据权利要求1至5任意一项所述的基于人工智能的温控种植大棚，其特征在于：所述喷淋机构包括至少一根水管(31)，所述水管(31)固定连接在棚架(11)顶部并从大棚的一端跨设到大棚的另一端，所述水管(31)均匀间隔设有若干个多自由度旋转的喷嘴(32)，所述水管(31)的进水端与位于喷水池(34)内的水泵(33)相接。

9.根据权利要求1至5任意一项所述的基于人工智能的温控种植大棚，其特征在于：所述棚膜(12)包括两层薄膜，两层所述薄膜(121)之间设有支撑筋(122)，所述薄膜(121)与支撑筋(122)一体成型。

10.根据权利要求1至5任意一项所述的基于人工智能的温控种植大棚，其特征在于：所述棚腔顶部均匀设有若干照明装置，所述照明装置与控制系统电性连接。