CN116784130A - 一种零排放环保节能的智能温控大棚 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种零排放环保节能的智能温控大棚，包括智能温控与补光***：其内部采用光照度、受光仪、弱光采补仪、强光遮阳***进行组合，且配合内部的环境智能监测***，对内部的空气、水体质量分析监测，智能种植***：其内部采用移动轨道式种植架与授粉***，植株自动调整，移动过闸式授粉、摘采控制***，并且种苗识别自动供养***，植物生长监控与自动调节***。本发明的大棚集光伏遮阳发电、碳水资源循环、智能温控补光、环境监测与智能调控功能为一体，从而实现对农产品的生长环境、产品质量的精确可控，并利用养殖水与微生物循环，使之碳氧转换的方式，来维持棚内植物、动物和菌藻类之间的自然生态平衡，达到节水节地节能。

Description

一种零排放环保节能的智能温控大棚
技术领域
本发明涉及大棚栽培技术领域，尤其涉及一种零排放环保节能的智能温控大棚。
背景技术
我国北方地区的温室大棚经过对其建筑结构、环境调控技术和栽培技术等方面的不断改进，初步形成了设施农业生产体系—节能型温室大棚配套栽培技术。在-40℃的高寒地区可实现冬季不加温生产蔬菜，基本消除了冬春蔬菜淡季，该技术在中国北方地区得到广泛应用，南方地区则大力推广塑料大棚和遮阳网栽培，解决了夏季防雨降温的问题。
目前，我国商品化大棚普及率仍然较低，特别是装配式智慧大棚更是凤毛麟角，因现有的大棚结构简单、设备简陋，难以实现环境的综合调控，生产管理和运行水平比较低下。同时，大棚缺乏有效的管理体制和机制，无法将生产、加工、销售有机地结合起来。从而导致现有的大棚在进行果蔬种植时，存在能源不能充分利用，且无法实现绿色环保种植，长此以往无法确保温室产业得到有效的发展，其经济效益是相当有限的，因此因地制宜地研制和开发具有自主知识产权的智慧温室产业设备，建立生态循环智慧种养产业技术创新体系，顺应全球农业产业快速发展的需要。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种零排放环保节能的智能温控大棚。
本发明提出的一种零排放环保节能的智能温控大棚，包括以下组成***：
S1:智能温控与补光***：其内部采用光照度、受光仪、弱光采补仪、强光遮阳***进行组合，且配合内部的环境智能监测***，对内部的空气、水体质量分析监测；
S2:智能种植***：其内部采用移动轨道式种植架与授粉***，植株自动调整，移动过闸式授粉、摘采控制***，并且种苗识别自动供养***，植物生长监控与自动调节***，可以实现种苗培育植株栽培，且栽培过程采用智能输液一体机补水供养与换肥***进行灌溉，而通风部分则采用负压通风地源热调控温湿***进行控制；
S3：智能养殖***：其内部采用采光池体养殖自动清淤排污***进行淤泥处理，对于补水、换水、鱼虾自动分池则采用供养补水自动化处理***处理，饲养部分利用自动配料传输实现饲养，而水质检测利用红外密度检测控制***进行控制；
S4：生物循环***：利用菌化藻微生物循环供氧气养分制备分配***，对废水中的尾、废水过滤循环使用与残渣生物有机制肥***，且利用植物过滤水循环实现养殖***；
S5：智能管控物联网***：大棚在安装了智能控制设备安装后，智能管控平台可以实时视频监控及监测空气温湿度，光照度，二氧化碳，土壤温湿度，土壤酸碱度等环境数据，然后以直观的数据、图标或曲线的方式显示给用户；用户可以通过手机APP或者PC端对养殖场实时监测和远程控制得到所采集数据形成报表，为采购、饲养、销售提供准确、可靠的数据对于异常指标，远程管控通过联动单片机控制外遮电机，内保温电机，光伏板，湿帘水泵，风机，补光灯，浇灌水泵，电磁阀等电机设备，智能控制***对大棚进行自动化控制，所有过程皆可通过手机APP或电脑PC端远程无需人工干预，大大降低了日常人工温室控温、施肥灌溉和收获的劳动量，节省人力成本及提高生产效率。
优选地，所述智能温控与补光***中，智能温控与补光模块由温湿度、光照、CO2传感器和物联网中继器(控制器)组成，分别用于检测温室内的环境数据和天阳能光伏板、补光灯、风扇、喷淋设备、遮光卷帘等设备的运转信息，并实现对相关设备的开关、状态控制，太阳能追踪***、光伏发电板、蓄电池等组成设备能源自主供给***供电，实现节能减排，当传感器检测到室外光照过强致棚内气温高于阈值时，大棚自动采用多元化降温措施。
优选地，所述智能种植***中，智能立体种植***的整体功能实现是通过硬件控制大棚的灌溉***、供能***、数据中心、客户端和各传感器及执行单元协同工作实现智能立体种植***的自动化和智能化、数据的可视化和数字化，同时实现的数据共享，棚内采用A字形种植架高密度种植蔬果，架子两侧与底部配置传感器装置用于实时采集作物根部的环境各参数信息，如温度、湿度、氧气浓度、氨、氮含量等，外部则是检测光强度，检测到的数据实时传输到单片机，嵌入性的微型***将初步判断该植物的生长环境是否为最佳状态，同时通过通信模块，利用局域网将实时数据传输到数据中心，监控装置对设备外部情况及环境进行监控检测，将监测数据实时回传至数据中心，数据中心担任数据中转、设备云控、设备管理和数据可视化处理。
优选地，所述智能养殖***中利用采光池体，进行高密度、智能化恒温养殖池，该池采用ZigBee技术结合物联网***，池中配备若干传感器节点，并将节点和上位机相连，通过ZigBee无线传感器节点可以准确地采集温度、pH值、溶解度、含氧数值和照明相关参数、然后存储和分析养殖池信息，当监测数据超出阈值则通过中央控制***对进行报警并上传信息至数据中心，数据中心对各类参数进行智能化分析，模拟出水产类的最佳生长环境，对于溶解氧、饲料、水量补充的情况，数据中心自动通过无线传输模块发出控制信号控制增氧电机、伺饵电机、水泵等设备运行，实现增氧机运行监控、投饵机运行监控和水泵运行监控。
优选地，所述智能温控大棚实施前还需内部设立智能通信感知模块，采用农业物联网技术和ZigBee拓扑结构组建智能立体无线大棚网络，将光电传感器技术与嵌入式的结合，实时检测大棚内的关照强度、紫外线强度、空气温度、空气湿度、二氧化碳浓度、光合有效幅、养殖水的氧含量与微量元素，并通过光纤将与5G无线通信将光电传感器采集到的信号传输至云平台进行存储，云平台采用微程序将各项指标与设定的阈值进行对比，从而感知是否有指标处于异常状态，对于异常指标，云平台会上传中央智能决策***，在收到决策***的调整方案后迅速通过通信介质传输控制信息到大棚的农机设备调整实时环境，使大棚内的环境恢复到利于农作物生长的最优条件，此外，云平台会向信息检测平台发起预警，农户可通过监控对预警的装备设施远程检查，判断提示信息的真实性，避免因设备损坏照成的误判。
优选地，所述智能温控大棚其顶部还设有棚顶异物检测模块，使用震动传感模快对智慧农业大棚的棚顶进行异物检测，震动传感模块不断向协调器发送消息，协调器通过串口向运行着智慧农业大棚监控***的开发板发送消息，监控***对消息进行解析，未检测到震动，在监控***界面上显示棚顶安全，检测到震动，在监控***界面上显示棚顶有异物。
优选地，所述智能温控大棚内部设有智能检测与加工模块，在蔬果成熟时，通过AI检测到果实的具***置，然后采用机械手臂进行采摘，采摘完相机传入果蔬漂烫机和巴氏杀菌设备，进行清洗消毒，机械手臂按照定量取样的方式挑选部分蔬果样本，通过电子天平、电热恒温水浴锅、调速多用振荡器等物理方法或蔬果局部取样的生化法，免疫分析法、活体生测法检测蔬果中有超标的无抗生素、重金属、硝酸盐、亚硝酸盐，此外，数据中心会定期检水槽中传感器上传的数据信息，分析种植环境是否存在不达标的问题，水产采用定量采样，然后通过气(液)相色谱-质谱联用仪、电感耦合离子体发射光谱-质谱联用仪、全自动氨基酸分析仪或全自动荧光酶标免疫测试***等为代表的精密仪器设备检测其肉质与分子成分，然后上传数据中心进行智能判别。
优选地，优选地，所述智能管控物联网***中设有平台组网，是由有线采集终端和各种大棚环境信息的感知单元由无线湿境信息传感器组成，环境信息传感器监控大棚内空气温、湿度、土壤养分、环境气度、光照度、二氧化碳、土壤温湿度、病害测报等信息，通过有线采集交换机或无线采集终方式将采集数据传输至监控中心，以指导生产，通过4G端以各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境，环境参数采集终端是将这些传感器节点集合在一起的一种采集设备，通过各种传感器可实时监测空气温湿度、土壤含水量、土壤温度、光照强度、二氧化碳浓度等信息，并将数据传输到远程服务平台。
优选地，所述智能温控大棚内部还设立智能报警***，当灌溉***出现故，如水管破裂等，立即停止水泵运行，并报警，当实时监测数据不在相应参数设置的阈值内，***自动报警并执行相应的操作，当控制设备出现断电，掉线时，自动发出报警，并保存报警数据。
优选地，所述种养水系植物循环***中养殖水体通过砾石或陶粒通过二次硝化过滤分离，一级过滤水通过水肥一体机直接用于种植，二级过滤水菌化藻后，返回养殖池，以形成水系闭合循环，养殖排放的废水也可经由种植硝化滤床或(槽)的过滤，硝化床上通常可以栽培一些生物量较大的瓜果植物，以加快有机滤物的分解硝化，经由硝化床过滤而相对清洁的水再循环进入养殖池，多余的用于水培蔬菜或雾培蔬菜生产***作为营养液，循环供给蔬菜瓜果植物根系吸，且养殖区排放的废液通过离心滚筒过滤后，输送至高位阳光房，把废水收集入塔、添加菌种，经过8小时光合菌化藻后返回养殖水体，过滤后的残渣用于生物有机肥的基料或液化后配制成专用营养液，再通过灌溉管道***直接输送到种植架的培植槽内，达到生态循环平衡的作用。
本发明的有益效果：
1、本发明的智能温控大棚，其内部的大棚集光伏遮阳发电、碳水资源循环、智能温控补光、环境监测与智能调控功能为一体，从而实现对农产品的生长环境、产品质量的精确可控，并利用养殖水与微生物循环，使之碳氧转换的方式，来维持棚内植物、动物和菌藻类之间的自然生态平衡，达到节水节地节能，零碳排放的生产模式。
2、本发明的智能温控大棚，该体系集智能温湿度调节、育苗栽培、补光、灌溉施肥、补水供氧、种苗丝摸授粉繁殖等功能，通过智能生态种植***，可自适应调节棚内生态生长环境与碳氧转换。
3、本发明的智能温控大棚，智能养殖***中，发明的采光池体培植益生菌种，进行高密度、智能化恒温养殖，养殖池具有渔污识别、饲喂、淤水排放、补水换水、鱼虾生长自动分池的功能，在生产过程中产生的生物废水，通过菌化藻技术，作为营养液由农作物吸收，或回流到池内养殖水产。
4、本发明的智能温控大棚，以数字农业平台为生产指挥中心，通过各种智能终端设备监控大棚种养过程中的各类指标，对机电设备的控制，实现大棚信息检测和标准化生产监控，帮助用户精确了解大棚内农产品的生长状况、水质环境、空气环境、固液营养变更等情况，融合互联网、云计算、物联网和人工智能，依托部署在农业生产现场的各种传感节点，环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等和通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能分析、智能决策，构建一种精准化、可视化、智能数字化的农业生产方式。
附图说明
图1为本发明提出的一种零排放环保节能的智能温控大棚的***执行流程结构示意图。
图2为本发明提出的一种零排放环保节能的智能温控大棚的模块调用图。
图3为本发明提出的一种零排放环保节能的智能温控大棚的控制电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1，参照图1-3，一种零排放环保节能的智能温控大棚，包括以下组成***：
S1:智能温控与补光***：其内部采用光照度、受光仪、弱光采补仪、强光遮阳***进行组合，且配合内部的环境智能监测***，对内部的空气、水体质量分析监测；
S2:智能种植***：其内部采用移动轨道式种植架与授粉***，植株自动调整，移动过闸式授粉、摘采控制***，并且种苗识别自动供养***，植物生长监控与自动调节***，可以实现种苗培育植株栽培，且栽培过程采用智能输液一体机补水供养与换肥***进行灌溉，而通风部分则采用负压通风地源热调控温湿***进行控制；
S3：智能养殖***：其内部采用采光池体养殖自动清淤排污***进行淤泥处理，对于补水、换水、鱼虾自动分池则采用供养补水自动化处理***处理，饲养部分利用自动配料传输实现饲养，而水质检测利用红外密度检测控制***进行控制；
S4：生物循环***：利用菌化藻微生物循环供氧气养分制备分配***，对废水中的尾、废水过滤循环使用与残渣生物有机制肥***，且利用植物过滤水循环实现养殖***；
S5：智能管控物联网***：大棚在安装了智能控制设备安装后，智能管控平台可以实时视频监控及监测空气温湿度，光照度，二氧化碳，土壤温湿度，土壤酸碱度等环境数据，然后以直观的数据、图标或曲线的方式显示给用户；用户可以通过手机APP或者PC端对养殖场实时监测和远程控制得到所采集数据形成报表，为采购、饲养、销售提供准确、可靠的数据对于异常指标，远程管控通过联动单片机控制外遮电机，内保温电机，光伏板，湿帘水泵，风机，补光灯，浇灌水泵，电磁阀等电机设备，智能控制***对大棚进行自动化控制，所有过程皆可通过手机APP或电脑PC端远程无需人工干预，大大降低了日常人工温室控温、施肥灌溉和收获的劳动量，节省人力成本及提高生产效率；
智能温控与补光***中，核心模块采用工业嵌入式Linux***，ARMA8(/ARM9)高性能处理器架构z 64M/128M DDR2内存，128M SLC nandflash大容量存储，智能温控与补光模块由温湿度、光照、CO2传感器和物联网中继器(控制器)组成，分别用于检测温室内的环境数据和天阳能光伏板、补光灯、风扇、喷淋设备、遮光卷帘等设备的运转信息，并实现对相关设备的开关、状态控制，太阳能追踪***、光伏发电板、蓄电池等组成设备能源自主供给***供电，触摸屏是以先进的Cortex-A8 CPU为核心(主频6000MHz)的高性能的四线电阻式触摸屏(分辨率4096×4096)，采用7英寸高亮度TFT液晶显示屏(分辨率800×400)，可以存储容量大，最大20万条记录，实现节能减排，当传感器检测到室外光照过强致棚内气温高于阈值时，大棚自动采用多元化降温措施首先嵌入式传感器根据光照角度，调节光伏板的位置，吸热遮阳，光伏板的空隙之间采用隔热膜格挡，进行第一轮降温。
若温度仍过高，智能控制器操纵大棚自动打开通风换气口或开启换气扇进行排气降温，在降低室温的同时，排出干燥的热气。排出的热气沿着管道传入大棚的湿帘降温膜中，该膜的纤维表面包含一层薄薄的水膜纸垫，当干燥的热空气穿过纸内时，水膜上的水会吸收空气的热量进而蒸发成水蒸气，这样经过处理后的凉爽湿润的空气从新进入大棚，进行二次降温，并实现空气循环。此外，大棚顶部配备有孔管道，水分可通过管道小孔喷于棚内，辅助棚内智能降温。
当冬天棚内温度低于阈值时，温控***根据作物种类和设施规模和类型选用太阳能加温***是将棚内上部日照时出现的高温空气所截获的热能储存于地下以提高地温，当夜间气温低于地温时，储存于大棚底部的水暖可将热量散发到空气中，调节棚内温度达到作物的最佳生长需求。补光模块根据湿度、光照和CO2传感器检测的数据，构建作物数字生长模型，推算当前作物生长所需的光照强度、紫外线强度、CO2含量，再结合太阳能光伏板的遮阳区域，智能调节补光灯的角度、光照强度与补光类别。
所述智能种植***中，智能立体种植***的整体功能实现是通过硬件控制大棚的灌溉***、供能***、数据中心、客户端和各传感器及执行单元协同工作实现智能立体种植***的自动化和智能化、数据的可视化和数字化，同时实现的数据共享，棚内采用A字形种植架高密度种植蔬果，架子两侧与底部配置传感器装置用于实时采集作物根部的环境各参数信息，如温度、湿度、氧气浓度、氨、氮含量等，外部则是检测光强度，检测到的数据实时传输到单片机，嵌入性的微型***将初步判断该植物的生长环境是否为最佳状态，同时通过通信模块，利用局域网将实时数据传输到数据中心，监控装置对设备外部情况及环境进行监控检测，将监测数据实时回传至数据中心，数据中心担任数据中转、设备云控、设备管理和数据可视化处理。
数据中心将接收到的数据行进处理分析，建立可视化模型。将同时刻植物根部的温湿度信息、氧含量信息、外界的光照强度和植物生长状态进行分析，并通过不同时间、不同季节对比推断，得出植物的最佳生长环境，然后控制物理设备进行施肥灌溉、养料补给。而用户可以通过客户端App通过C/S通信请求数据中心，获取植物生长状态，也可以获取设备的定位，通过监控装置和3D引擎算法将区域植物生长状态进行模拟显示。同时客户端也可向数据中心发送设备控制强求，实现远距离控制。同时数据中心可对外开放，其他用户也可通过App客户端获取植物的最佳生长条件，从而可以避免重复投资带来的资源浪费，提高了整体效率。
实施例2，参照图3，一种零排放环保节能的智能温控大棚，包括以下组成***：
S1:智能温控与补光***：其内部采用光照度、受光仪、弱光采补仪、强光遮阳***进行组合，且配合内部的环境智能监测***，对内部的空气、水体质量分析监测；
S2:智能种植***：其内部采用移动轨道式种植架与授粉***，植株自动调整，移动过闸式授粉、摘采控制***，并且种苗识别自动供养***，植物生长监控与自动调节***，可以实现种苗培育植株栽培，且栽培过程采用智能输液一体机补水供养与换肥***进行灌溉，而通风部分则采用负压通风地源热调控温湿***进行控制；
S3：智能养殖***：其内部采用采光池体养殖自动清淤排污***进行淤泥处理，对于补水、换水、鱼虾自动分池则采用供养补水自动化处理***处理，饲养部分利用自动配料传输实现饲养，而水质检测利用红外密度检测控制***进行控制；
S4：生物循环***：利用菌化藻微生物循环供氧气养分制备分配***，对废水中的尾、废水过滤循环使用与残渣生物有机制肥***，且利用植物过滤水循环实现养殖***；
S5：智能管控物联网***：大棚在安装了智能控制设备安装后，智能管控平台可以实时视频监控及监测空气温湿度，光照度，二氧化碳，土壤温湿度，土壤酸碱度等环境数据，然后以直观的数据、图标或曲线的方式显示给用户；用户可以通过手机APP或者PC端对养殖场实时监测和远程控制得到所采集数据形成报表，为采购、饲养、销售提供准确、可靠的数据对于异常指标，远程管控通过联动单片机控制外遮电机，内保温电机，光伏板，湿帘水泵，风机，补光灯，浇灌水泵，电磁阀等电机设备，智能控制***对大棚进行自动化控制，所有过程皆可通过手机APP或电脑PC端远程无需人工干预，大大降低了日常人工温室控温、施肥灌溉和收获的劳动量，节省人力成本及提高生产效率。
智能检测与加工模块针对食品的品质和运输问题、构建一个可信度高、权威性的智能化食品安全检测与精加工体系，可直接在生产间进行加工与销售。蔬果的品质易受水土环境、不合理的种植方式或品种自身的因素而不达标。检测模型在蔬果成熟时，首先会通过AI检测到果实的具***置，然后采用机械手臂进行采摘，采摘完相机传入果蔬漂烫机和巴氏杀菌设备，进行清洗消毒。机械手臂按照定量取样的方式挑选部分蔬果样本，通过电子天平、电热恒温水浴锅、调速多用振荡器等物理方法或蔬果局部取样的生化法，免疫分析法、活体生测法检测蔬果中有超标的无抗生素、重金属、硝酸盐、亚硝酸盐。此外，数据中心会定期检水槽中传感器上传的数据信息，分析种植环境是否存在不达标的问题。水产采用定量采样，然后通过气(液)相色谱-质谱联用仪、电感耦合离子体发射光谱-质谱联用仪、全自动氨基酸分析仪或全自动荧光酶标免疫测试***等为代表的精密仪器设备检测其肉质与分子成分，然后上传数据中心进行智能判别。对于品质合格的农产品，可根据市场需要加工为半成品或成品直接销往市场，或通过冷链技术保鲜进行长途运输。
智能养殖***中利用采光池体，进行高密度、智能化恒温养殖池，该池采用ZigBee技术结合物联网***，池中配备若干传感器节点，并将节点和上位机相连，通过ZigBee无线传感器节点可以准确地采集温度、pH值、溶解度、含氧数值和照明相关参数、然后存储和分析养殖池信息，当监测数据超出阈值则通过中央控制***对进行报警并上传信息至数据中心，数据中心对各类参数进行智能化分析，模拟出水产类的最佳生长环境，对于溶解氧、饲料、水量补充的情况，数据中心自动通过无线传输模块发出控制信号控制增氧电机、伺饵电机、水泵等设备运行，实现增氧机运行监控、投饵机运行监控和水泵运行监控。
当水中的氨氮含量过高时，数据中心从监控中调取池底的图像信息，通过图像识别与传感器数据相结合的方式判断池底是否存在大量的水产***物。对于***物造成的水质问题，数据中心会控制驱鱼器驱鱼，然后底部自动清理***物至离心机中，离心机自动将部分干净的水分离出来，输送回养殖池中。剩下的污水会传入大棚顶部为菌类提供养分，菌发酵后的部分水输送回养殖池，剩余部分用于蔬果吸收过滤后再输送至养殖词。此外，数据中心可根据水产品的特性控制光伏板和补光灯进行遮阳补光，客户可通过手机APP或网站实时查看池内的各项指标与水产品的现场信息，使产品的展示过程更加形象有说服力。
实施例3，参照图2-3，一种零排放环保节能的智能温控大棚，包括以下组成***：
S1:智能温控与补光***：其内部采用光照度、受光仪、弱光采补仪、强光遮阳***进行组合，且配合内部的环境智能监测***，对内部的空气、水体质量分析监测；
S2:智能种植***：其内部采用移动轨道式种植架与授粉***，植株自动调整，移动过闸式授粉、摘采控制***，并且种苗识别自动供养***，植物生长监控与自动调节***，可以实现种苗培育植株栽培，且栽培过程采用智能输液一体机补水供养与换肥***进行灌溉，而通风部分则采用负压通风地源热调控温湿***进行控制；
智能温控大棚实施前还需内部设立智能通信感知模块，采用农业物联网技术和ZigBee拓扑结构组建智能立体无线大棚网络，将光电传感器技术与嵌入式的结合，实时检测大棚内的关照强度、紫外线强度、空气温度、空气湿度、二氧化碳浓度、光合有效幅、养殖水的氧含量与微量元素，并通过光纤将与5G无线通信将光电传感器采集到的信号传输至云平台进行存储，云平台采用微程序将各项指标与设定的阈值进行对比，从而感知是否有指标处于异常状态，对于异常指标，云平台会上传中央智能决策***，在收到决策***的调整方案后迅速通过通信介质传输控制信息到大棚的农机设备调整实时环境，使大棚内的环境恢复到利于农作物生长的最优条件，此外，云平台会向信息检测平台发起预警，农户可通过监控对预警的装备设施远程检查，判断提示信息的真实性，避免因设备损坏照成的误判；
S3：智能养殖***：其内部采用采光池体养殖自动清淤排污***进行淤泥处理，对于补水、换水、鱼虾自动分池则采用供养补水自动化处理***处理，饲养部分利用自动配料传输实现饲养，而水质检测利用红外密度检测控制***进行控制；
S4：生物循环***：利用菌化藻微生物循环供氧气养分制备分配***，对废水中的尾、废水过滤循环使用与残渣生物有机制肥***，且利用植物过滤水循环实现养殖***；
S5：智能管控物联网***：大棚在安装了智能控制设备安装后，智能管控平台可以实时视频监控及监测空气温湿度，光照度，二氧化碳，土壤温湿度，土壤酸碱度等环境数据，然后以直观的数据、图标或曲线的方式显示给用户；用户可以通过手机APP或者PC端对养殖场实时监测和远程控制得到所采集数据形成报表，为采购、饲养、销售提供准确、可靠的数据对于异常指标，远程管控通过联动单片机控制外遮电机，内保温电机，光伏板，湿帘水泵，风机，补光灯，浇灌水泵，电磁阀等电机设备，智能控制***对大棚进行自动化控制，所有过程皆可通过手机APP或电脑PC端远程无需人工干预，大大降低了日常人工温室控温、施肥灌溉和收获的劳动量，节省人力成本及提高生产效率。
智能温控大棚内部还设立智能报警***，当灌溉***出现故，如水管破裂等，立即停止水泵运行，并报警，当实时监测数据不在相应参数设置的阈值内，***自动报警并执行相应的操作，当控制设备出现断电，掉线时，自动发出报警，并保存报警数据。
智能温控大棚其顶部还设有棚顶异物检测模块，使用震动传感模快对智慧农业大棚的棚顶进行异物检测，震动传感模块不断向协调器发送消息，协调器通过串口向运行着智慧农业大棚监控***的开发板发送消息，监控***对消息进行解析，未检测到震动，在监控***界面上显示棚顶安全，检测到震动，在监控***界面上显示棚顶有异物。
种养水系植物循环***中养殖水体通过砾石或陶粒通过二次硝化过滤分离，一级过滤水通过水肥一体机直接用于种植，二级过滤水菌化藻后，返回养殖池，以形成水系闭合循环，养殖排放的废水也可经由种植硝化滤床或(槽)的过滤，硝化床上通常可以栽培一些生物量较大的瓜果植物，以加快有机滤物的分解硝化，经由硝化床过滤而相对清洁的水再循环进入养殖池，多余的用于水培蔬菜或雾培蔬菜生产***作为营养液，循环供给蔬菜瓜果植物根系吸。
养殖区排放的废液通过离心滚筒过滤后，输送至高位阳光房，把废水收集入塔、添加菌种，经过8小时光合菌化藻后返回养殖水体，过滤后的残渣用于生物有机肥的基料或液化后配制成专用营养液，再通过灌溉管道***直接输送到种植架的培植槽内，达到生态循环平衡的作用。
实施例4，参照图1，一种零排放环保节能的智能温控大棚，包括以下组成***：
S1:智能温控与补光***：其内部采用光照度、受光仪、弱光采补仪、强光遮阳***进行组合，且配合内部的环境智能监测***，对内部的空气、水体质量分析监测；
S2:智能种植***：其内部采用移动轨道式种植架与授粉***，植株自动调整，移动过闸式授粉、摘采控制***，并且种苗识别自动供养***，植物生长监控与自动调节***，可以实现种苗培育植株栽培，且栽培过程采用智能输液一体机补水供养与换肥***进行灌溉，而通风部分则采用负压通风地源热调控温湿***进行控制；
S3：智能养殖***：其内部采用采光池体养殖自动清淤排污***进行淤泥处理，对于补水、换水、鱼虾自动分池则采用供养补水自动化处理***处理，饲养部分利用自动配料传输实现饲养，而水质检测利用红外密度检测控制***进行控制；
S4：生物循环***：利用菌化藻微生物循环供氧气养分制备分配***，对废水中的尾、废水过滤循环使用与残渣生物有机制肥***，且利用植物过滤水循环实现养殖***；
智能温控大棚内部设有智能检测与加工模块，在蔬果成熟时，通过AI检测到果实的具***置，然后采用机械手臂进行采摘，采摘完相机传入果蔬漂烫机和巴氏杀菌设备，进行清洗消毒，机械手臂按照定量取样的方式挑选部分蔬果样本，通过电子天平、电热恒温水浴锅、调速多用振荡器等物理方法或蔬果局部取样的生化法，免疫分析法、活体生测法检测蔬果中有超标的无抗生素、重金属、硝酸盐、亚硝酸盐，此外，数据中心会定期检水槽中传感器上传的数据信息，分析种植环境是否存在不达标的问题，水产采用定量采样，然后通过气(液)相色谱-质谱联用仪、电感耦合离子体发射光谱-质谱联用仪、全自动氨基酸分析仪或全自动荧光酶标免疫测试***等为代表的精密仪器设备检测其肉质与分子成分，然后上传数据中心进行智能判别；
S5：智能管控物联网***：大棚在安装了智能控制设备安装后，智能管控平台可以实时视频监控及监测空气温湿度，光照度，二氧化碳，土壤温湿度，土壤酸碱度等环境数据，然后以直观的数据、图标或曲线的方式显示给用户；用户可以通过手机APP或者PC端对养殖场实时监测和远程控制得到所采集数据形成报表，为采购、饲养、销售提供准确、可靠的数据对于异常指标，远程管控通过联动单片机控制外遮电机，内保温电机，光伏板，湿帘水泵，风机，补光灯，浇灌水泵，电磁阀等电机设备，智能控制***对大棚进行自动化控制，所有过程皆可通过手机APP或电脑PC端远程无需人工干预，大大降低了日常人工温室控温、施肥灌溉和收获的劳动量，节省人力成本及提高生产效率。
智能管控物联网***中设有平台组网，是由有线采集终端和各种大棚环境信息的感知单元由无线湿境信息传感器组成，环境信息传感器监控大棚内空气温、湿度、土壤养分、环境气度、光照度、二氧化碳、土壤温湿度、病害测报等信息，通过有线采集交换机或无线采集终方式将采集数据传输至监控中心，以指导生产，通过4G端以各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境，环境参数采集终端是将这些传感器节点集合在一起的一种采集设备，通过各种传感器可实时监测空气温湿度、土壤含水量、土壤温度、光照强度、二氧化碳浓度等信息，并将数据传输到远程服务平台。
大棚在安装了智能控制设备安装后，智能管控平台可以实时视频监控及监测空气温湿度，光照度，二氧化碳，土壤温湿度，土壤酸碱度等环境数据，然后以直观的数据、图标或曲线的方式显示给用户；用户可以通过手机APP或者PC端对养殖场实时监测和远程控制得到所采集数据形成报表，为采购、饲养、销售提供准确、可靠的数据对于异常指标，远程管控通过联动单片机控制外遮电机，内保温电机，光伏板，湿帘水泵，风机，补光灯，浇灌水泵，电磁阀等电机设备，智能控制***对大棚进行自动化控制，所有过程皆可通过手机APP或电脑PC端远程无需人工干预，大大降低了日常人工温室控温、施肥灌溉和收获的劳动量，节省人力成本及提高生产效率。在农产品生长的每一个环节，智能管控平台均采用可溯源编码记录于云平台，为后续加工、产品保鲜、品质控制、食品冷链与传输等环节提供管理数据。顾客在购买商品时仅通过扫描二维码就能获取其各生长阶段的生长参数与肥料种类，商品的信息更加透明且具有硬性说服力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种零排放环保节能的智能温控大棚，其特征在于，包括以下组成***：
S1:智能温控与补光***：其内部采用光照度、受光仪、弱光采补仪、强光遮阳***进行组合，且配合内部的环境智能监测***，对内部的空气、水体质量分析监测；
S2:智能种植***：其内部采用移动轨道式种植架与授粉***，植株自动调整，移动过闸式授粉、摘采控制***，并且种苗识别自动供养***，植物生长监控与自动调节***，可以实现种苗培育植株栽培，且栽培过程采用智能输液一体机补水供养与换肥***进行灌溉，而通风部分则采用负压通风地源热调控温湿***进行控制；
S3：智能养殖***：其内部采用采光池体养殖自动清淤排污***进行淤泥处理，对于补水、换水、鱼虾自动分池则采用供养补水自动化处理***处理，饲养部分利用自动配料传输实现饲养，而水质检测利用红外密度检测控制***进行控制；
S4：生物循环***：利用菌化藻微生物循环供氧气养分制备分配***，对废水中的尾、废水过滤循环使用与残渣生物有机制肥***，且利用植物过滤水循环实现养殖***；
S5：智能管控物联网***：大棚在安装了智能控制设备安装后，智能管控平台可以实时视频监控及监测空气温湿度，光照度，二氧化碳，土壤温湿度，土壤酸碱度等环境数据，然后以直观的数据、图标或曲线的方式显示给用户；用户可以通过手机APP或者PC端对养殖场实时监测和远程控制得到所采集数据形成报表，为采购、饲养、销售提供准确、可靠的数据对于异常指标，远程管控通过联动单片机控制外遮电机，内保温电机，光伏板，湿帘水泵，风机，补光灯，浇灌水泵，电磁阀等电机设备，智能控制***对大棚进行自动化控制，所有过程皆可通过手机APP或电脑PC端远程无需人工干预，大大降低了日常人工温室控温、施肥灌溉和收获的劳动量，节省人力成本及提高生产效率。
2.根据权利要求1所述的一种零排放环保节能的智能温控大棚，其特征在于，所述智能温控与补光***中，智能温控与补光模块由温湿度、光照、CO2传感器和物联网中继器(控制器)组成，分别用于检测温室内的环境数据和天阳能光伏板、补光灯、风扇、喷淋设备、遮光卷帘等设备的运转信息，并实现对相关设备的开关、状态控制，太阳能追踪***、光伏发电板、蓄电池等组成设备能源自主供给***供电，实现节能减排，当传感器检测到室外光照过强致棚内气温高于阈值时，大棚自动采用多元化降温措施。
3.根据权利要求1所述的一种零排放环保节能的智能温控大棚，其特征在于，所述智能种植***中，智能立体种植***的整体功能实现是通过硬件控制大棚的灌溉***、供能***、数据中心、客户端和各传感器及执行单元协同工作实现智能立体种植***的自动化和智能化、数据的可视化和数字化，同时实现的数据共享，棚内采用A字形种植架高密度种植蔬果，架子两侧与底部配置传感器装置用于实时采集作物根部的环境各参数信息，如温度、湿度、氧气浓度、氨、氮含量等，外部则是检测光强度，检测到的数据实时传输到单片机，嵌入性的微型***将初步判断该植物的生长环境是否为最佳状态，同时通过通信模块，利用局域网将实时数据传输到数据中心，监控装置对设备外部情况及环境进行监控检测，将监测数据实时回传至数据中心，数据中心担任数据中转、设备云控、设备管理和数据可视化处理。
4.根据权利要求1所述的一种零排放环保节能的智能温控大棚，其特征在于，所述智能养殖***中利用采光池体，进行高密度、智能化恒温养殖池，该池采用ZigBee技术结合物联网***，池中配备若干传感器节点，并将节点和上位机相连，通过ZigBee无线传感器节点可以准确地采集温度、pH值、溶解度、含氧数值和照明相关参数、然后存储和分析养殖池信息，当监测数据超出阈值则通过中央控制***对进行报警并上传信息至数据中心，数据中心对各类参数进行智能化分析，模拟出水产类的最佳生长环境，对于溶解氧、饲料、水量补充的情况，数据中心自动通过无线传输模块发出控制信号控制增氧电机、伺饵电机、水泵等设备运行，实现增氧机运行监控、投饵机运行监控和水泵运行监控。
5.根据权利要求1所述的一种零排放环保节能的智能温控大棚，其特征在于，所述智能温控大棚实施前还需内部设立智能通信感知模块，采用农业物联网技术和ZigBee拓扑结构组建智能立体无线大棚网络，将光电传感器技术与嵌入式的结合，实时检测大棚内的关照强度、紫外线强度、空气温度、空气湿度、二氧化碳浓度、光合有效幅、养殖水的氧含量与微量元素，并通过光纤将与5G无线通信将光电传感器采集到的信号传输至云平台进行存储，云平台采用微程序将各项指标与设定的阈值进行对比，从而感知是否有指标处于异常状态，对于异常指标，云平台会上传中央智能决策***，在收到决策***的调整方案后迅速通过通信介质传输控制信息到大棚的农机设备调整实时环境，使大棚内的环境恢复到利于农作物生长的最优条件，此外，云平台会向信息检测平台发起预警，农户可通过监控对预警的装备设施远程检查，判断提示信息的真实性，避免因设备损坏照成的误判。
6.根据权利要求1所述的一种零排放环保节能的智能温控大棚，其特征在于，所述智能温控大棚其顶部还设有棚顶异物检测模块，使用震动传感模快对智慧农业大棚的棚顶进行异物检测，震动传感模块不断向协调器发送消息，协调器通过串口向运行着智慧农业大棚监控***的开发板发送消息，监控***对消息进行解析，未检测到震动，在监控***界面上显示棚顶安全，检测到震动，在监控***界面上显示棚顶有异物。
7.根据权利要求1所述的一种零排放环保节能的智能温控大棚，其特征在于，所述智能温控大棚内部设有智能检测与加工模块，在蔬果成熟时，通过AI检测到果实的具***置，然后采用机械手臂进行采摘，采摘完相机传入果蔬漂烫机和巴氏杀菌设备，进行清洗消毒，机械手臂按照定量取样的方式挑选部分蔬果样本，通过电子天平、电热恒温水浴锅、调速多用振荡器等物理方法或蔬果局部取样的生化法，免疫分析法、活体生测法检测蔬果中有超标的无抗生素、重金属、硝酸盐、亚硝酸盐，此外，数据中心会定期检水槽中传感器上传的数据信息，分析种植环境是否存在不达标的问题，水产采用定量采样，然后通过气(液)相色谱-质谱联用仪、电感耦合离子体发射光谱-质谱联用仪、全自动氨基酸分析仪或全自动荧光酶标免疫测试***等为代表的精密仪器设备检测其肉质与分子成分，然后上传数据中心进行智能判别。
8.根据权利要求1所述的一种零排放环保节能的智能温控大棚，其特征在于，所述智能管控物联网***中设有平台组网，是由有线采集终端和各种大棚环境信息的感知单元由无线湿境信息传感器组成，环境信息传感器监控大棚内空气温、湿度、土壤养分、环境气度、光照度、二氧化碳、土壤温湿度、病害测报等信息，通过有线采集交换机或无线采集终方式将采集数据传输至监控中心，以指导生产，通过4G端以各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境，环境参数采集终端是将这些传感器节点集合在一起的一种采集设备，通过各种传感器可实时监测空气温湿度、土壤含水量、土壤温度、光照强度、二氧化碳浓度等信息，并将数据传输到远程服务平台。
9.根据权利要求1所述的一种零排放环保节能的智能温控大棚，其特征在于，所述智能温控大棚内部还设立智能报警***，当灌溉***出现故，如水管破裂等，立即停止水泵运行，并报警，当实时监测数据不在相应参数设置的阈值内，***自动报警并执行相应的操作，当控制设备出现断电，掉线时，自动发出报警，并保存报警数据。
10.根据权利要求1所述的一种零排放环保节能的智能温控大棚，其特征在于，所述种养水系植物循环***中养殖水体通过砾石或陶粒通过二次硝化过滤分离，一级过滤水通过水肥一体机直接用于种植，二级过滤水菌化藻后，返回养殖池，以形成水系闭合循环，养殖排放的废水也可经由种植硝化滤床或(槽)的过滤，硝化床上通常可以栽培一些生物量较大的瓜果植物，以加快有机滤物的分解硝化，经由硝化床过滤而相对清洁的水再循环进入养殖池，多余的用于水培蔬菜或雾培蔬菜生产***作为营养液，循环供给蔬菜瓜果植物根系吸，且养殖区排放的废液通过离心滚筒过滤后，输送至高位阳光房，把废水收集入塔、添加菌种，经过8小时光合菌化藻后返回养殖水体，过滤后的残渣用于生物有机肥的基料或液化后配制成专用营养液，再通过灌溉管道***直接输送到种植架的培植槽内，达到生态循环平衡的作用。
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