CN212087289U - 一种温室农业智能通风系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种温室农业智能通风系统，适用于现代农业温室通风口的智能控制（包括但不限于现代日光温室，设施大棚、普通蔬菜大棚、食药用菌培养恒温室以及农产品恒温贮存温室等，只要配置通风需求的，均可采用本实用新型实现通风过程智能控制）。本发明提供的系统包括数据处理装置、执行机构、控制手柄和数据监测装置，数据监测装置包括温度/湿度传感器、光照传感器、风向风速传感器；通过对温室内外环境因数（温度、湿度、光照、风等）进行采集、监测，通过数据处理计算未来室内温度变化趋势，最终对执行机构作出策略反馈，对通风口智能预先调整，实现精准把握通风强度和通风时间，实现根据作物要求提供科学生长环境，防止作物生长环境忽冷忽热，可以稳定生长环境且有效提高产品质量，提高产量。

Description

一种温室农业智能通风系统

技术领域

本实用新型属于现代农业领域，具体涉及一种温室农业智能通风系统；适用于现代农业温室通风口的智能控制（包括但不限于现代日光温室，设施大棚、普通蔬菜大棚、食药用菌培养恒温室以及农产品恒温贮存温室等，只要配置通风需求的，均可采用本实用新型实现通风过程智能控制）。

技术背景

我国是温室种植领域最早的国家，尤其自20世纪90年代以来，中国的设施农业逐步发展，温室农业的规模化、集约化、智能化实现了现代农业种植、农产品加工、乡村旅游等全方位的一二三产业融合，现代温室农业基础设施不断完善。温室农业不但解决菜篮子难题，同时，温室农业基础产业延伸，温室农业技术、尤其是智能温室切入传统农业领域，提高了蔬菜产量和品质，把低价农产品变成了高附加值的农产品。

作为温室农业的典型代表，日光温室解决了人们冬季菜篮子难题，越来越多的反季越冬蔬菜丰富了餐桌菜品。日光温室又称节能日光温室、暖棚，由俩侧山墙、维护后墙体、支撑骨架及覆盖材料组成，是我国北方地区独有的一种温室类型。这种温室不设置室内热源，通过后墙体对太阳能吸收实现蓄放热，维持室内一定的温度水平，以满足蔬菜作物生长的需要。当前采用通风的方法实现内外温度交流是日光温室温度控制的主要手段，主流的北方种植经营主体依旧存在温室硬件设施相对落后，现有的日光温室顶端的通风口仅能通过人工拖拽的形式进行通风，不仅费时费力而且无法精准的控制通风口的大小，导致作物生长环境忽冷忽热，蔬菜质量时好时坏，产量忽高忽低。

本实用新型提供了一种温室农业智能通风系统，可广泛应用于日光温室的通风管理，实现精准的自动控制温室顶端的通风口，及时、快速、高效地科学精准调节，从而实现温度管理的智能化、稳定化；有利于温室增产增收和降低劳动强度。

发明内容

本实用新型针对传统温室农业管理水平低、效率慢，对作物通风不及时以及人工通风不科学无规律造成日光温室内忽冷忽热等问题提供了一种温室农业智能通风系统，可应用于现代农业种植的通风管理。

为实现温室管理的智能通风，本实用新型采用的技术方案如下：

系统装置主要由数据处理装置、执行机构、控制手柄和数据监测装置构成。其中数据监测装置包括温度传感器、光照传感器、风向风速传感器，所述数据监测装置中的温度传感器和光照传感器设置在日光温室室内的中心处，分别检测日光温室中心位置的环境变量（温度、光照），风向风速传感器设置在日光温室的室外，用于检测室外环境中的风向和风速，数据处理装置包括A/D转换模块、单片机、存储模块和显示模块，所述数据检测装置中温度传感器、光照传感器、风向风速传感器、直线位移传感器分别通过A/D转换模块连接单片机的输入端，单片机的存储信号输出端连接存储模块，单片机的显示信号的输出端连接显示模块，数据处理装置控制信号输出端连接电控装置输入端，电控装置输出端连接执行机构中的减速电机，所述执行机构由减速电机、传动轴和直线位移传感器组成，所述直线位移传感器连接单片机，把当前位置实时反馈给单片机，减速电机根据数据处理装置发出的信号与直线位移传感器配合对通风口进行精准放大或缩小。本发明设计的温度传感器和光照传感器安装在日光温室内，风向风速传感器安装在室外，数据处理装置根据当前温度、光照强度和室外风向风速，计算未来室内温度变化趋势，对大棚的通风口预先调整，精准把握通风强度和通风时间，防止作物生长环境忽冷忽热，可以稳定生长环境且有效提高产品质量，提高产量。

所述的控制手柄装有自动/手动转换开关、点动开启/关闭按钮分别连接单片机，自动模式下由系统智能控制，手动模式可直接放大和缩小通风口。

所述单片机内编程有时钟电路。

所述单片机采用STM32F103微处理器。

所述减速电机为双输出轴蜗轮蜗杆直流减速电机。

所述电控装置内采用继电器。

本实用新型结构简单，仅在原有控制方式上通过安装温度传感器、光照传感器、风向风速传感器，及时采集到各项数据，并将数据发送给数据处理单元进行计算，若温度呈上升趋势且光照越来越强（日出），在到达最高温度以前慢慢放大通风距离，不会温度过高以后，突然打开通风口因室内外温差大而导致气温骤降，若温度呈下降趋势且光照越来越弱（日落），逐渐缩小通风口，直至关闭，室外的风向风速会影响通风时间和通风口的大小，风向风速传感器会将室外的风向和风速实时反馈给数据处理装置，以保证精准的通风时间和通风强度。通风口的大小可通过直线位移传感器将实时位置反馈到数据处理装置，保证对通风口的精准控制，以更科学的方式帮助菜农对蔬菜的精细化管理，温度的合理控制有效提高产品品质。

附图说明

附图1为本发明的基本原理图。

附图2为本发明的结构分布俯视图。

具体实施方式

如附图1所示，本发明包括数据处理装置、执行机构、控制手柄和数据监测装置，所述数据监测装置中的温度传感器和光照传感器设置在日光温室室内的中心处，分别检测日光温室中心位置的环境变量（温度、光照），风向风速传感器设置在日光温室的室外，用于检测室外环境中的风向和风速，数据检测装置中的每个传感器均连接数据处理装置的A/D转换模块，所述数据处理装置包括A/D转换模块、单片机、存储模块和显示模块，单片机采用STM32F103微处理器，温度传感器、光照传感器、风向风速传感器、直线位移传感器分别通过A/D转换模块连接单片机的输入端，单片机的存储信号输出端连接存储模块，单片机的显示信号的输出端连接显示模块，数据处理装置连接电控装置输入端，电控装置输出端连接执行机构中的减速电机。所述执行机构由减速电机、传动轴和直线位移传感器组成，控制手柄装有自动/手动转换开关、点动开启/关闭按钮分别连接单片机，自动模式下由系统智能控制，手动模式可直接放大和缩小，数据处理装置对数据监测装置反馈的数据进行实时存储、实时计算，并和存储装置中的标准值比较，对电控装置发出信号，由执行机构对通风口进行调整，使农业快速进入数字化、智能化。

如附图2所示，1为日光温室顶端的通风口，可前后移动来控制通风口大小，2为安装在日光温室室内中心位置的数据监测装置中的温度传感器，用于检测日光温室室内中心位置的温度，3为安装在日光温室室内中心位置的数据监测装置中的光照传感器，用于检测日光温室室内中心位置的光照强度和光照时间，4为执行机构中的直线位移传感器，安装在通风口1左侧，感应指针随通风口前端移动，用于检测通风口的开合大小，5为安装在日光温室室外的数据监测装置中的风向风速传感器，用于检测日光温室室外的风向和风速，6为执行机构中的传动装置，通过此装置来拉动通风口的开合，7为执行机构中的减速电机，用于执行机构的动力输出。

Claims (7)

1.一种温室农业智能通风系统，其特征在于：系统装置包括数据处理装置、执行机构、控制手柄、电控装置和数据监测装置，数据监测装置包括的温度传感器、光照传感器和风向风速传感器，数据处理装置包括A/D转换模块、单片机、存储模块和显示模块。

2.根据权利要求1所述的一种温室农业智能通风系统，其特征在于：所述数据监测装置中的温度传感器和光照传感器均安装在室内中心处，用来检测中心位置的温度和光照，风向风速传感器安装在室外，用来检测室外的风向和风速。

3.根据权利要求1所述的一种温室农业智能通风系统，其特征在于：所述执行机构主要构成包括直线位移传感器、减速电机和传动装置，执行机构中的直线位移传感器用来检测通风口的开合大小，减速电机为动力输出，带动传动装置实现通风口的电动开合，所述减速电机为双输出轴蜗轮蜗杆直流减速电机。

4.根据权利要求1所述的一种温室农业智能通风系统，其特征在于：所述电控装置采用继电器。

5.根据权利要求2所述一种温室农业智能通风系统，其特征在于：所述数据监测装置的输出端，均连接数据处理装置的输入端，数据处理装置设置在室内，数据处理装置的输出端连接电控装置的输入端，可通过电控装置控制执行机构。

6.根据权利要求书所述的一种温室农业智能通风系统，其特征在于：所述数据处理装置主要构成包括A/D转换模块、单片机、存储模块和显示模块，温度传感器、光照传感器、风向风速传感器和直线位移传感器分别经A/D转换模块连接单片机的输入端，单片机的存储信号输出端连接存储模块，单片机的显示信号的输出端连接显示模块，单片机的控制信号输出端连接电控装置的输入端。

7.根据权利要求6所述的一种温室农业智能通风系统，其特征在于：所述数据处理装置中的单片机采用STM32F103微处理器，且内编程有时钟电路。

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