一種用于調(diào)控溫室內(nèi)溫度和濕度的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于溫室控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于調(diào)控溫室內(nèi)溫度和濕度的系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 溫室是指通過人工干預(yù)的方式來對(duì)指定區(qū)域內(nèi)的溫度、濕度、光照、土壤水分、養(yǎng) 分和CO2濃度等諸多環(huán)境因素進(jìn)行綜合調(diào)控，使之適合所培育作物的生長需求，由于它擺脫 了地點(diǎn)、季節(jié)和外界氣候的影響和限制，從而能夠有效地改善農(nóng)業(yè)生態(tài)、生產(chǎn)條件，促進(jìn)農(nóng) 業(yè)資源的科學(xué)開發(fā)和合理利用，提高土地產(chǎn)出率、勞動(dòng)生產(chǎn)率和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。因此，在世 界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003] 世界各國的現(xiàn)代溫室，于20世紀(jì)60年代逐步完善并快通發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn) 后，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速恢復(fù)和快速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量大幅度提高，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品需求提出了更 高的要求；隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，鋼鐵化學(xué)工業(yè)的振興和石油的廉價(jià)開發(fā)以及工業(yè)水平的 不斷提高，工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上得到了廣泛的應(yīng)用，也加快了農(nóng)業(yè)的工業(yè)化進(jìn)程。設(shè)施農(nóng) 業(yè)應(yīng)運(yùn)面生，在全球迅速倔起，并形成資金、技術(shù)、勞動(dòng)力密集型的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè).也是當(dāng) 今世界最具活力的產(chǎn)業(yè)之一，現(xiàn)代溫室也隨之快速發(fā)展，并向材料結(jié)構(gòu)現(xiàn)代化、環(huán)境控制自 動(dòng)化、規(guī)模面積大型化的方向發(fā)展。
[0004] 近10年來，我國溫室產(chǎn)業(yè)取得很大的發(fā)展，但是與發(fā)達(dá)國家相比，我國的現(xiàn)代化 設(shè)施農(nóng)業(yè)水平還有較大差距，還尚未開發(fā)出較成熟的國產(chǎn)化系列溫室。我國的塑料大棚和 溫室的面積約占世界的二分之一，但其中大部分是低檔塑料薄膜溫室、設(shè)施環(huán)境可控程度 和水平還比較低、抗御自然災(zāi)害能力差、工程科技含量也較低、設(shè)施水平和機(jī)械化水平低、 抗御自然災(zāi)害能力差，耕地浪費(fèi)嚴(yán)重和運(yùn)行成本較高等方面還待進(jìn)一步改造。國外多為 連棟溫室，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)在溫室控制和管理系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，而我國目前只有鋼管 裝配式塑料大棚和玻璃溫室有國家標(biāo)準(zhǔn)和工廠系列產(chǎn)品，且應(yīng)用的僅占設(shè)施載培面積的 10%，絕大部分是結(jié)構(gòu)簡單、農(nóng)民自行建造的塑料日光溫室，只能起一定的保溫作用，根本 不能對(duì)光、溫、濕、氣等環(huán)境因子進(jìn)行調(diào)控；無專用小型作業(yè)機(jī)具，作業(yè)主要靠人力，勞動(dòng)生 產(chǎn)效率低，只相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家的1/10,甚至1/100。由此可見，能否發(fā)明出一種勞動(dòng)效率高、 可操作性強(qiáng)，并有效對(duì)光、溫、濕、氣環(huán)境因此進(jìn)行調(diào)控的系統(tǒng)，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解 決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的之一是解決針對(duì)溫室環(huán)境下設(shè)施環(huán)境可控程度和水平低、抗御自然 災(zāi)害能力差、工程科技含量也較低、設(shè)施水平和機(jī)械化水平低、抗御自然災(zāi)害能力差的問 題，。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
[0007] 一種用于調(diào)控溫室內(nèi)溫度和濕度的系統(tǒng)，包括自然通風(fēng)系統(tǒng)、濕墊通風(fēng)系統(tǒng)、外遮 陽系統(tǒng)、屋頂噴淋系統(tǒng)、參數(shù)檢測裝置和微控制器，所述參數(shù)檢測裝置和微控制器電信息連 接，所述微控制器和所述自然通風(fēng)系統(tǒng)、濕墊通風(fēng)系統(tǒng)、外遮陽系統(tǒng)、屋頂噴淋系統(tǒng)電信息 連接。
[0008] 所述的參數(shù)檢測裝置包括熱電偶傳感器和溫度傳感器。
[0009] 所述微控制器包括采集數(shù)據(jù)模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、自檢模塊、溫室參數(shù)控制模塊， 所述微控制器通過采集數(shù)據(jù)模塊進(jìn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)采集、顯示和保存，將采集的數(shù)據(jù)輸入所 述數(shù)據(jù)分析模塊確定溫室內(nèi)作物可生長的溫度和濕度的標(biāo)準(zhǔn)范圍值，將所述標(biāo)準(zhǔn)范圍值輸 入自檢模塊，建立自檢模塊中的標(biāo)準(zhǔn)范圍值，然后開始進(jìn)行參數(shù)檢測，將所述采集參數(shù)輸入 自檢模塊同標(biāo)準(zhǔn)范圍值進(jìn)行對(duì)比得出結(jié)果，所述溫室參數(shù)控制模塊根據(jù)自檢模塊得出的結(jié) 果發(fā)出啟動(dòng)指令，調(diào)控自然通風(fēng)系統(tǒng)、濕墊通風(fēng)系統(tǒng)、外遮陽系統(tǒng)、屋頂噴淋系統(tǒng)。
[0010] 所述數(shù)據(jù)分析模塊將采集的數(shù)據(jù)用線性函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、二項(xiàng)式函數(shù)、乘冪函數(shù)和 指數(shù)函數(shù)進(jìn)行擬合，判斷溫室內(nèi)溫度和濕度的最佳函數(shù)關(guān)系，利用最佳函數(shù)關(guān)系結(jié)合溫室 內(nèi)作物的最低生長溫度、最高生長溫度、最佳濕度數(shù)值，確定溫室內(nèi)作物可生長的溫度和濕 度的標(biāo)準(zhǔn)范圍值。
[0011] 所述的微控制器連接有用戶鍵盤和顯示液晶屏。
[0012] 本發(fā)明的有益效果為：
[0013] 本發(fā)明的一種用于調(diào)控溫室內(nèi)溫度和濕度的系統(tǒng)，針對(duì)溫室的不同種植作物，建 立針對(duì)該種作物的最適生長情況，本發(fā)明先進(jìn)行不同種植作物生長溫室環(huán)境中的的溫度和 濕度的參數(shù)采集，將參數(shù)輸入數(shù)據(jù)分析模塊，數(shù)據(jù)分析模塊將采集的數(shù)據(jù)用線性函數(shù)、對(duì)數(shù) 函數(shù)、二項(xiàng)式函數(shù)、乘冪函數(shù)和指數(shù)函數(shù)進(jìn)行擬合，判斷溫室內(nèi)溫度和濕度的最佳函數(shù)關(guān) 系，利用最佳函數(shù)關(guān)系結(jié)合溫室內(nèi)作物的最低生長溫度、最高生長溫度、最佳濕度數(shù)值，確 定溫室內(nèi)作物可生長的溫度和濕度的標(biāo)準(zhǔn)范圍值。本發(fā)明的系統(tǒng)更有效的針對(duì)不同作物建 立溫度和濕度變化標(biāo)準(zhǔn)值的數(shù)據(jù)庫，以有效的對(duì)溫室內(nèi)溫度和濕度進(jìn)行控制。
【附圖說明】
[0014] 圖1所示為本發(fā)明一種用于調(diào)控溫室內(nèi)溫度和濕度的系統(tǒng)框圖。
[0015] 圖2所示為本發(fā)明一種用于調(diào)控溫室內(nèi)溫度和濕度實(shí)施例1檢測溫度和濕度關(guān)系 折線圖。
[0016] 圖3所示為本發(fā)明一種用于調(diào)控溫室內(nèi)溫度和濕度實(shí)施例1檢測溫度和濕度關(guān)系 點(diǎn)狀圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下文將結(jié)合具體附圖詳細(xì)描述本發(fā)明具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意的是，下述實(shí)施例中 描述的技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是孤立的，它們可以被相互組合從而達(dá) 到更好的技術(shù)效果。
[0018] 如圖1所示為本發(fā)明一種用于調(diào)控溫室內(nèi)溫度和濕度的系統(tǒng)框圖，本發(fā)明的一種 用于調(diào)控溫室內(nèi)溫度和濕度的系統(tǒng)，包括自然通風(fēng)系統(tǒng)、濕墊通風(fēng)系統(tǒng)、外遮陽系統(tǒng)、屋頂 噴淋系統(tǒng)、參數(shù)檢測裝置和微控制器，所述參數(shù)檢測裝置和微控制器電信息連接，所述微控 制器同所述自然通風(fēng)系統(tǒng)、濕墊通風(fēng)系統(tǒng)、外遮陽系統(tǒng)、屋頂噴淋系統(tǒng)電信息連接。所述的 參數(shù)檢測裝置包括熱電偶傳感器和溫度傳感器。所述微控制器包括采集數(shù)據(jù)模塊、數(shù)據(jù)分 析模塊、自檢模塊、溫室參數(shù)控制模塊，所述微控制器通過采集數(shù)據(jù)模塊進(jìn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)采 集、顯示和保存，將采集的數(shù)據(jù)輸入所述數(shù)據(jù)分析模塊確定溫室內(nèi)作物可生長的溫度和濕 度的標(biāo)準(zhǔn)范圍值，將所述標(biāo)準(zhǔn)范圍值輸入自檢模塊，建立自檢模塊中的標(biāo)準(zhǔn)范圍值，然后開 始進(jìn)行參數(shù)檢測，將所述采集參數(shù)輸入自檢模塊同標(biāo)準(zhǔn)范圍值進(jìn)行對(duì)比得出結(jié)果，所述溫 室參數(shù)控制模塊根據(jù)自檢模塊得出的結(jié)果發(fā)出啟動(dòng)指令，調(diào)控自然通風(fēng)系統(tǒng)、濕墊通風(fēng)系 統(tǒng)、外遮陽系統(tǒng)、屋頂噴淋系統(tǒng)。
[0019] 實(shí)施例1
[0020] 溫室內(nèi)溫度和濕度的最佳標(biāo)準(zhǔn)值的確定：
[0021] 先后開啟參數(shù)檢測裝置、自然通風(fēng)系統(tǒng)、外遮陽系統(tǒng)、屋頂噴淋系統(tǒng)、濕墊通風(fēng)系 統(tǒng)，針對(duì)室溫進(jìn)行溫度和濕度的檢測，每30min，進(jìn)行一次溫濕度數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)結(jié)果見圖2 和圖3所示為本發(fā)明一種用于調(diào)控溫室內(nèi)溫度和濕度實(shí)施例1檢測溫度和濕度關(guān)系圖，并 將采集數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)分析模塊，進(jìn)行溫室內(nèi)溫度和濕度的最佳標(biāo)準(zhǔn)值的確定。
[0022] 具體的，上午8:30的時(shí)間，先開啟自然通風(fēng)系統(tǒng)，使溫室頂窗打開進(jìn)行自然通風(fēng) 系統(tǒng)，排除室內(nèi)的熱量和夜間聚集的水蒸汽，待室內(nèi)溫度升高到一定程度后，9:30關(guān)閉自然 通風(fēng)系統(tǒng)，同時(shí)開啟外遮陽系統(tǒng)，11:00打開屋頂噴淋系統(tǒng)，室內(nèi)溫度開始下降，并且在以后 的升溫過程中，由于屋頂噴淋系統(tǒng)減少了室外熱量通過屋頂傳入到室內(nèi)，其升溫速度明顯 下降。為了降低室內(nèi)熱負(fù)荷，12:30開啟濕墊通風(fēng)系統(tǒng)持續(xù)30min，室內(nèi)溫度急劇下降，同時(shí) 濕度也出現(xiàn)急劇增加，關(guān)閉濕墊通風(fēng)系統(tǒng)后，溫室溫度開始逐漸回升，再次開啟濕墊通風(fēng)系 統(tǒng)進(jìn)行降溫，使室內(nèi)溫度保持在35°C以下。同樣在整個(gè)過程中濕度的變化趨勢與溫度剛好 相反。將采集到的溫度和濕度參數(shù)，以溫度為橫坐標(biāo)，濕度為縱坐標(biāo)，同一時(shí)刻的數(shù)據(jù)標(biāo)示 在該坐標(biāo)體系中得到溫濕度關(guān)系，如圖2和3所示。
[0023] 如圖2和3所示本發(fā)明一種用于調(diào)控溫室內(nèi)溫度和濕度實(shí)施例1檢測溫度和濕度 關(guān)系圖可看出，溫濕度的明顯關(guān)系，分別采用線性函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、二項(xiàng)式函數(shù)、乘冪函數(shù)和 指數(shù)函數(shù)對(duì)圖1進(jìn)行擬合，分別得到上述五種函數(shù)的各自擬合相關(guān)關(guān)系以及各函數(shù)擬合的 相關(guān)系數(shù)，如表1所示。
[0024] 表1溫度和濕度擬合關(guān)系式
[0025]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于調(diào)控溫室內(nèi)溫度和濕度的系統(tǒng)，其特征在于：包括自然通風(fēng)系統(tǒng)、濕墊通 風(fēng)系統(tǒng)、外遮陽系統(tǒng)、屋頂噴淋系統(tǒng)、參數(shù)檢測裝置和微控制器，所述參數(shù)檢測裝置和微控 制器電信息連接，所述微控制器和所述自然通風(fēng)系統(tǒng)、濕墊通風(fēng)系統(tǒng)、外遮陽系統(tǒng)、屋頂噴 淋系統(tǒng)電信息連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于調(diào)控溫室內(nèi)溫度和濕度的系統(tǒng)，其特征在于：所述 的參數(shù)檢測裝置包括熱電偶傳感器和溫度傳感器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于調(diào)控溫室內(nèi)溫度和濕度的系統(tǒng)，其特征在于：所述 微控制器包括采集數(shù)據(jù)模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、自檢模塊、溫室參數(shù)控制模塊，所述微控制器 通過采集數(shù)據(jù)模塊進(jìn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)采集、顯示和保存，將采集的數(shù)據(jù)輸入所述數(shù)據(jù)分析模 塊，確定溫室內(nèi)作物可生長的溫度和濕度的標(biāo)準(zhǔn)范圍值，將所述標(biāo)準(zhǔn)范圍值輸入所述自檢 模塊，建立自檢模塊中的標(biāo)準(zhǔn)范圍值，然后開始進(jìn)行參數(shù)檢測，將所述采集參數(shù)輸入所述自 檢模塊同標(biāo)準(zhǔn)范圍值進(jìn)行對(duì)比得出結(jié)果，所述溫室參數(shù)控制模塊根據(jù)自檢模塊得出的結(jié)果 發(fā)出啟動(dòng)指令，調(diào)控自然通風(fēng)系統(tǒng)、濕墊通風(fēng)系統(tǒng)、外遮陽系統(tǒng)、屋頂噴淋系統(tǒng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于調(diào)控溫室內(nèi)溫度和濕度的系統(tǒng)，其特征在于：所述 數(shù)據(jù)分析模塊將采集的數(shù)據(jù)用線性函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、二項(xiàng)式函數(shù)、乘冪函數(shù)和指數(shù)函數(shù)進(jìn)行 擬合，判斷溫室內(nèi)溫度和濕度的最佳函數(shù)關(guān)系，利用最佳函數(shù)關(guān)系結(jié)合溫室內(nèi)作物的最低 生長溫度、最高生長溫度、最佳濕度數(shù)值，確定溫室內(nèi)作物可生長的溫度和濕度的標(biāo)準(zhǔn)范圍 值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于調(diào)控溫室內(nèi)溫度和濕度的系統(tǒng)，其特征在于：所述 的微控制器連接有用戶鍵盤和顯示液晶屏。
【專利摘要】本發(fā)明屬于溫室控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于調(diào)控溫室內(nèi)溫度和濕度的系統(tǒng)，包括自然通風(fēng)系統(tǒng)、濕墊通風(fēng)系統(tǒng)、外遮陽系統(tǒng)、屋頂噴淋系統(tǒng)、參數(shù)檢測裝置和微控制器，所述參數(shù)檢測裝置和微控制器電信息連接，所述微控制器同所述自然通風(fēng)系統(tǒng)、濕墊通風(fēng)系統(tǒng)、外遮陽系統(tǒng)、屋頂噴淋系統(tǒng)電信息連接。本發(fā)明的系統(tǒng)更有效的針對(duì)不同作物建立溫度和濕度變化標(biāo)準(zhǔn)值的數(shù)據(jù)庫，以有效的對(duì)溫室內(nèi)溫度和濕度進(jìn)行控制。
【IPC分類】A01G9-24
【公開號(hào)】CN104838925
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510219430
【發(fā)明人】胡建, 倪福全, 曾赟, 周曼, 楊萍, 李清, 漆力健, 唐科明, 馬菁
【申請(qǐng)人】四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年4月30日