CN203276075U

CN203276075U - 智能大棚管理装置

Info

Publication number: CN203276075U
Application number: CN2013203528585U
Authority: CN
Inventors: 付洪涛; 赵胜春; 李长威; 朱经纬; 朱莫武
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2023-06-20

Abstract

智能大棚管理装置，它涉及工业控制技术领域，它的主控单元与数据设定单元相互连接，温度检测装置、二氧化碳浓度检测装置、光照强度检测装置、湿度探测仪、太阳追踪单元均与主控单元连接，主控单元分别与光控单元、温控单元、湿控单元、二氧化碳发生装置、报警装置、无线网络装置、万向转动装置连接，万向转动装置与太阳能接受储存装置连接；它结构简单，绿色节能，自动化信息化程度高，稳定性高，安装操作简便，实用性强，经济效益高。

Description

智能大棚管理装置

技术领域

本实用新型涉及工业控制技术领域，具体涉及一种以太阳能为能源的互联网智能大棚管理装置。

背景技术

当前温室大棚仍然采用传统的人工操作、控制的方法：在我国大多数地区人们对温室大棚的管理依然处于传统的人工管理状态，这样就会出现多个较大的弊端，首先，传统大棚的管理程序复杂，不便于人员实时监控室内作物生长状态。一旦由于人工操作失误或不当就会对大棚作物产生很大影响，导致作物减产，降低经济效益。其次，传统大棚耗电量大，人力投入大，这也在一定程度上降低了大规模种植的作物的经济效益。再者，人工管理大棚生产效率低下，不利于大棚的规模化生产。因此传统大棚生产效率低，成本高，产量低、品质低，生产效率低，效益低，不能满足工业信息化时代的要求。我国人口越来越多，人民生活条件也日益提高，传统大棚不能满足人们的需要。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种以太阳能为能源的互联网智能大棚管理装置，它结构简单，绿色节能，自动化信息化程度高，稳定性高，安装操作简便，实用性强，经济效益高。

为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用如下技术方案：它包含主控单元、数据设定单元、温度检测装置、二氧化碳浓度检测装置、光照强度检测装置、湿度探测仪、光控单元、温控单元、湿控单元、二氧化碳发生装置、报警装置、无线网络装置、太阳追踪单元、万向转动装置、太阳能接受储存装置，主控单元与数据设定单元相互连接，温度检测装置、二氧化碳浓度检测装置、光照强度检测装置、湿度探测仪、太阳追踪单元均与主控单元连接，主控单元分别与光控单元、温控单元、湿控单元、二氧化碳发生装置、报警装置、无线网络装置、万向转动装置连接，万向转动装置与太阳能接受储存装置连接。

本实用新型的工作原理为：当大棚土壤湿度低于设定阈值时，湿度探测仪把湿度信号传给主控单元，主控单元控制灌溉装置工作；为了避免过量灌溉，主控单元控制水泵间接工作，当土壤湿度超过阈值80%RH时停止灌溉。

湿度探测仪将检测的温室大棚湿度值送到主控单元中，主控单元将检测值与设定值进行比较，如果空气湿度高于设定值，则控制除湿装置进行除湿。实时调整室内空气湿度，使作物生长处于最佳状态。

光照强度检测装置将温室内的光照强度测量值送到主控单元中，由主控单元将其与设定的光照强度进行比较，再将其比较结果送到光照强度控制装置中去，调节棚内光照强度，如果测量值小于2500LX则控制补光装置工作。如果测量值大于3500LX，控制遮光装置工作。控制棚内光照强度在2500～3500LX之间。

在白天，二氧化碳浓度检测装置检测室内CO₂浓度，当CO₂浓度低于设定值时由主控单元定时控制二氧化碳发生装置定量向棚内补充CO₂来提高二氧化碳浓度，以增强作物的光合作用。

主控单元将温度检测结果与事先设定好的温度阈值进行对比，如果测量值大于设定值，则打开散热风扇，使空气温度降下来；当测量值小于设定值，则打开加热装置。

本实用新型的有如下优点：一、能够根据作物生长状况实时调控大棚内植物生长因子，大大减轻了管理人员的劳动量，且有利于大棚的规模化生产；二、能自动跟踪太阳，保证太阳能电池板接收到最多的能量，太阳能电池板接受的太阳能一方面为***供电，另一方面为蓄电池储存电量，以备光照强度低和夜间使用；三、为方便管理人员实时了解大棚作物的生长状况，无线网络装置可向终端信息接收设备传送数据，便于管理人员通过手机等设备实时了解室内作物的生长信息；四、同种植物在不同的生长时期所需的生长环境是不同的，不同的植物生长习性也有所差异。根据这些原理数据设定单元可以根据实际情况设定所控因子的值域，使大棚管理更为科学合理；五、当***工作异常时报警装置可以提醒管理人员及时检修相关设备，从而避免因***故障而对作物生长产生影响。

本实用新型具有如下有益效果：结构简单，绿色节能，自动化信息化程度高，稳定性高，安装操作简便，实用性强，经济效益高。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图，

图2为本实用新型中太阳追踪单元的结构示意图，

图3为本实用新型中主控单元的电路原理图。

具体实施方式：

参看图1-图3，本具体实施方式采用如下技术方案：它包含主控单元1、数据设定单元2、温度检测装置3、二氧化碳浓度检测装置4、光照强度检测装置5、湿度探测仪6、光控单元7、温控单元8、湿控单元9、二氧化碳发生装置10、报警装置11、无线网络装置12、太阳追踪单元13、万向转动装置14、太阳能接受储存装置15，主控单元1与数据设定单元2相互连接，温度检测装置3、二氧化碳浓度检测装置4、光照强度检测装置5、湿度探测仪6、太阳追踪单元13均与主控单元1连接，主控单元1分别与光控单元7、温控单元8、湿控单元9、二氧化碳发生装置10、报警装置11、无线网络装置12、万向转动装置14连接，万向转动装置14与太阳能接受储存装置15连接。

所述的温控单元8包括加热装置和散热装置，如果白天（设为9时～16时）温度检测装置3检测温度低于阈值20℃，主控单元1控制加热装置工作，升高室温；如果温温度检测装置3检测温度高于阈值25℃，主控单元1控制降温装置工作，控制室温在 20-25℃之间。夜间，为适当降低大棚温度以降低植物呼吸消耗，温度控制在12℃-15℃以内，使植物呼吸作用处于较低值。所述的加热装置由碳纤维电热管和风扇组成，散热装置为散热风扇；如温温度检测装置3检测得大棚内气温下降到19℃，主控单元1把检测值和设定阈值进行对比，检测值低于阈值，主控单元1控制碳纤维电热管发热，同时驱动风扇工作，使室内气温快速上升，当检测温度达到20℃，加热装置停止工作。下午气温骤升，温温度检测装置3检测得室温达到26℃，主控单元1控制大棚通风窗口打开，同时驱动散热风扇向室内通入冷气，降低室温。

所述的光控单元7包括补光装置和遮光装置；在白天，如果光照强度检测装置5检测值小于2500LX则由主控单元1控制补光装置工作。如果光照强度检测装置5检测值大于3500LX，由主控单元1控制遮光装置工作。控制棚内光照强度在2500～3500LX之间。夜间，光控单元7不工作；所述的遮光装置由步进电机、遮光网和导向机构组成，补光装置为多个LED植物补光灯，如某天上午某时，天气转入多云，光照强度检测装置5检测值为1500LX小于2500LX，主控单元1控制LED植物补光灯工作，为避免光照强度过大与遮光装置干涉，由主控单元1控制补光灯渐进式打开，当光照强度达到2500LX以上，补光灯开启数量维持现状，当一段时间后天气逐渐转入晴朗检测值渐渐上升，由主控单元1控制补光灯渐进式关闭直到全部关闭，当检测值超过3500LX时，主控单元1控制步进电机工作，拉下遮光网，使光照强度控制在2500～3500LX之间，检测值每降低200LX遮光网收起一次，直到收起后的检测值低于3500LX。

所述的湿控单元9包括灌溉装置和除湿装置；湿度探测仪6检测土壤湿度低于60%RH时，主控单元1控制灌溉***工作，使土壤湿度保持在60—80%RH之间；湿度探测仪6检测空气湿度超过70%RH时，主控单元1控制除湿装置工作；使空气湿度保持在45—70%RH之间；所述的灌溉装置为水泵、喷头，除湿装置为除湿风扇；如当土壤湿度低于60%RH，主控单元1对湿度探测仪6检测值进行对比发现土壤干旱，为避免过度灌溉主控单元1控制水泵间接工作，直到检测值超过70%RH。当某时湿度探测仪6检测值高于70%RH时，除湿风扇工作，直到空气湿度低于70%。

所述的报警装置11包括报警器和报警灯，安装在大棚顶部，当***工作异常时，发出声光信号，提醒管理人员检修相关设备。如土壤湿度值低于阈值，经过半小时后土壤湿度检测值仍然较低，则主控单元1控制报警装置11工作，同时液晶显示器附加显示，其他因子的监控亦是如此。

所述的太阳追踪单元13由多个光敏电阻和相同数量的金属管组成，金属管排列为1/4球状，管柱轴心通过空心球球心，光敏电阻平面垂直金属管轴心安装在金属管底部；万向转动装置14由转动机构、X步进电机和Y步进电机组成。太阳的位置变化会体现在不同安装位置的光敏电阻上，主控单元1对数据处理分析，控制X步进电机和Y步进电机转动相应角度，保证太阳能电池板接收到最多能量。如主控单元1对太阳追光装置的光敏电阻进行数值扫面，测定太阳的具***置，主控单元1根据相应数据控制X步进电机和Y步进电机作出相应反应。

所述的无线网络装置12包括无线网络信号发射装置和接收装置手机、电脑等。主控单元1把各个信号检测模块的传送数值附加相关说明文字传给无线网络信号发射装置，在一定距离范围内能使手机等无线信号接收装备可以在任何时候接收到测控数据，使管理员实时了解温室作物生长情况。

所述的数据设定单元2包括遥控模块、液晶显示器；如控制土壤湿度为60—80%RH，管理人员操作遥控使液晶显示器土壤湿度栏显示为60—80%RH，对其他因子的控制亦是如此。

所述的遥控模块的信号输出端与主控单元1的信号输入端相连，主控单元1的数据输出端与液晶显示器信号输入端相连；光照强度检测装置5的数据输出端与主控单元1的信号输入端连接，主控单元1的强光信号输出端与遮光装置的信号输入端连接，主控单元1的弱光信号输出端与补光装置的信号输入端连接；二氧化碳浓度检测装置4的信号输出端与主控单元1的信号输入端相连，主控单元1的信号输出端与二氧化碳发生装置10的信号输入端连接；温度检测装置3的数据输出端与主控单元1的温度信号输入端连接,主控单元1的温控信号输出端与温控单元8的信号输入端连接；湿度探测仪6的信号输出端与主控单元1的信号输入端连接，主控单元1的加湿信号输出端与灌溉装置信号输入端连接；湿度探测仪6的信号输出端与主控单元1的信号输入端连接，主控单元1的除湿信号与除湿装置的信号输入端连接；主控单元1的报警信号输出端与报警器的信号输入端连接；主控单元1的网络信号输出端与无线网络装置12的信号输入端连接。

本具体实施方式具有如下有益效果：结构简单，绿色节能，自动化信息化程度高，稳定性高，安装操作简便，实用性强，经济效益高。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.智能大棚管理装置，其特征在于它包含主控单元(1)、数据设定单元(2)、温度检测装置(3)、二氧化碳浓度检测装置(4)、光照强度检测装置(5)、湿度探测仪(6)、光控单元(7)、温控单元(8)、湿控单元(9)、二氧化碳发生装置(10)、报警装置(11)、无线网络装置(12)、太阳追踪单元(13)、万向转动装置(14)、太阳能接受储存装置(15)，主控单元(1)与数据设定单元(2)相互连接，温度检测装置(3)、二氧化碳浓度检测装置(4)、光照强度检测装置(5)、湿度探测仪(6)、太阳追踪单元(13)均与主控单元(1)连接，主控单元(1)分别与光控单元(7)、温控单元(8)、湿控单元(9)、二氧化碳发生装置(10)、报警装置(11)、无线网络装置(12)、万向转动装置(14)连接，万向转动装置(14)与太阳能接受储存装置(15)连接。