一种大棚光照检测和控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种大棚光照检测和控制系统，由外部反光装置、地面反光装置、光照角度检测装置和控制器组成，外部反光装置安装在大棚外部的两侧，地面反光装置安装在大棚内地面的植株行间，外部反光装置中的外部反光板由电机驱动，地面反光装置中的地面反光板由电动推杆驱动。本发明专利技术还公开了上述系统的检测和控制方法。本发明专利技术中控制器根据光照角度控制电机和电动推杆的运行状态，以带动外部反光板和地面反光板转动至不同角度。本发明专利技术系统在不同光照情况下能够允许阳光进入大棚内、将大棚内反射出的阳光反射回大棚内、以及将大棚内射向地面的阳光反射到植株底部，使阳光能够充分作用在植株上，最大化促进大棚内植株的生长，而且消耗的电能非常少。

A light detection and control system and control method for greenhouse

【技术实现步骤摘要】
一种大棚光照检测和控制系统及控制方法
本专利技术属于农业大棚调控
，涉及一种大棚光照检测和控制系统，本专利技术还涉及上述系统的检测和控制方法。
技术介绍
温室大棚是目前蔬菜、花卉等农作物种植中普遍使用的种植技术，由于秋冬季室外温度低且光照弱，因此农作物生产速度很慢。而采用玻璃、塑料薄膜等材料覆盖的温室大棚却能有效提高温室内的温度，且能对光照进行有效利用，种植在温室大棚中的农作物生长周期明显比室外种植的农作物生长周期短，因此能够获得更好的经济效益。虽然温室大棚能有效利用秋冬季比较弱的光照，但是由于季节原因秋冬季光照强度明显低于夏季，即使温室大棚对光照的利用率比较高，但是大棚内的光照水平仍然比较低，这对植物生长速度有比较严重的影响。为了提高大棚内的光照水平，目前很多农户都选择在大棚内安装补光灯，在日出时或者阴天可以利用补光灯对农作物进行补充光照，但是这种方式利用的光照是外来的，不但需要消耗大量电能，而且补光灯的光照并不均匀，无法达到正常太阳光照射的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大棚光照检测和控制系统，用于补偿大棚内光照不足的问题。本专利技术的另一目的是提供上述系统的检测和控制方法。本专利技术所采用的技术方案是，一种大棚光照检测和控制系统，包括外部反光装置、地面反光装置、光照角度检测装置和控制器；外部反光装置的数量为多个，分别安装在大棚外部的两侧，所述地面反光装置安装在大棚内的地面上，且位于植株的行间；光照角度检测装置用以检测阳光的照射角度；外部反光装置包括多个排成一排的立杆，相邻两个立杆之间转动安装有外部反光板，外部反光板在电机的带动下转动，地面反光装置中具有可转动的地面反光板，地面反光板在电动推杆的带动下转动，光照角度检测装置、电机和电动推杆均与控制器电连接，控制器接收光照角度检测装置发送的光照角度数据，根据该光照角度数据控制电机和电动推杆的工作状态，以对外部反光板和地面反光板的转动角度进行控制。本专利技术的特点还在于，立杆中贯穿安装有多个驱动杆，驱动杆的一端插入位于一端的立杆侧壁中，另一端依次穿过位于中央的多个立杆的侧壁，并插入位于另一端的立杆的侧壁中，每个驱动杆在位于两个相邻立杆的侧面上固定安装有至少一个外部反光板，外部反光板的至少一个侧面具有反光功能，同一个驱动杆上的多个外部反光板均处于同一个平面内，电机与位于立杆中的多个驱动杆传动连接。立杆上安装有连杆，连杆一端依次穿过多个立柱，连杆另一端与电机连接；立杆内部的驱动杆和连杆上卷绕有传动带，传动带为一个环形，将连杆和驱动杆包围在内。立杆内部转动安装有多组滚轮，滚轮的组数与驱动杆的数量相同，每组滚轮包含两个滚轮，每组中的两个滚轮分别转动安装在位于立杆内部位于一个驱动杆两侧的位置，且滚轮的轴向与驱动杆的轴向平行；传动带位于滚轮和驱动杆之间，且滚轮和对应的驱动杆之间的距离等于传动带的厚度。连杆通过减速机构与电机连接。地面反光装置由多个地面反光单元拼接形成，每个地面反光单元包括框体、转杆和拼接机构，转杆穿过框体的两个相对侧面并转动安装在框体内部，转杆上固定安装有地面反光板，地面反光板地的至少一个侧面具有反光功能，多个地面反光单元的转杆因此拼接在一起，安装杆固定安装在拼接在一起的转杆的一端，电动推杆转动安装在安装杆的一端，多个地面反光单元通过拼接结构拼接在一起。转杆两端分别从框体的两侧面伸出，转杆一端的端面中央具有伸出的插柱，转杆另一端的端面中央具有与插柱形状和尺寸相适应的插孔，两个地面反光单元中一个的插柱插在另一个的插孔中，使两个地面反光单元的转杆拼接在一起。拼接机构包括卡环和卡杆，卡环固定安装在框体安装转杆的一侧壁的顶面上，卡环为截面为优弧的弧形弹片，卡杆为直径与卡环的内径相当的圆柱杆，卡杆固定安装在框体安装转杆的另一侧壁的顶面上，且卡杆和卡环的轴线平行。本专利技术所采用的另一技术方案是，一种大棚光照检测和控制系统的检测和控制方法，按照以下步骤实施：当光照角度处于第一角度范围时，控制向阳侧的外部反光装置中的电机转动，带动外部反光板转动至与光照方向平行的方向，控制背阴侧外部反光装置中的电机转动，带动外部反光板转动至朝向大棚，控制电动推杆伸长或缩短，将大棚内射向地面的阳光反射到与地面反光装置相邻的植株底部；当光照角度处于第二角度范围且光照强度低于预设阈值时，控制向阳侧和背阴侧的外部反光装置中的电机转动，带动外部反光板转动至与光照方向平行的方向，控制电动推杆伸长或缩短，将大棚内射向地面的阳光反射到与地面反光装置相邻的植株底部。本专利技术的特点还在于，当光照角度处于第二角度范围且光照强度超过预设阈值时，控制向阳侧和背阴侧的外部反光装置中的电机转动，带动外部反光板转动至侧面朝向大棚，控制电动推杆伸长或缩短，使地面反光装置中地面反光板转动至与光照方向垂直的方向。本专利技术的有益效果是，一种大棚光照检测和控制系统，由外部反光装置、地面反光装置、光照角度检测装置和控制器组成，外部反光装置安装在大棚外部的两侧，地面反光装置安装在大棚内地面的植株行间，外部反光装置中的外部反光板由电机驱动，地面反光装置中的地面反光板由电动推杆驱动，控制器根据光照角度控制电机和电动推杆的运行状态，以带动外部反光板和地面反光板转动至不同角度，在不同光照情况下能够允许阳光进入大棚内、将大棚内反射出的阳光反射回大棚内、以及将大棚内射向地面的阳光反射到植株底部，使阳光能够充分作用在植株上，最大化促进大棚内植株的生长，而且消耗的电能非常少。附图说明图1是本专利技术一种大棚光照检测和控制系统的在大棚种植区域的安装示意图；图2为外部反光装置的结构示意图；图3为立杆的内部结构示意图；图4为地面反光装置的结构示意图；图5为驱动装置的结构示意图。图中，100.外部反光装置，110.立杆，111.滚轮，120.驱动杆，130.外部反光板，140.连杆，150.传动带，200.地面反光装置，210.框体，220.转杆，221.地面反光板，222.插柱，223.安装杆，224.连接杆，225.电动推杆，230.卡环，240.卡杆，241.连接块，250.插杆。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种大棚光照检测和控制系统，如图1所示，包括外部反光装置100、地面反光装置200、光照角度检测装置和控制器。外部反光装置100的数量为多个，分别安装在大棚外部的两侧，用以将大棚内部反射出来的光反射回大棚内部，提高大棚内部的光照强度。地面反光装置200安装在大棚内的地面上，且位于植株的行间，用于将从上方照射下来的光线向上反射，提高植株底部果实或叶片底面的光照强度。光照角度检测装置安装在大棚外部，用以检测阳光的照射角度。控制器安装在大棚内，用于根据所述光照角度检测装置检测到的光照角度对外部反光装置100和地面反光装置200进行控制。如图2、图3所示，外部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大棚光照检测和控制系统，其特征在于，包括外部反光装置(100)、地面反光装置(200)、光照角度检测装置和控制器；/n所述外部反光装置(100)的数量为多个，分别安装在大棚外部的两侧，所述地面反光装置(200)安装在大棚内的地面上，且位于植株的行间；所述光照角度检测装置用以检测阳光的照射角度；/n所述外部反光装置(100)包括多个排成一排的立杆(110)，相邻两个立杆(110)之间转动安装有外部反光板(130)，外部反光板(130)在电机的带动下转动，地面反光装置(200)中具有可转动的地面反光板(221)，地面反光板(221)在电动推杆(225)的带动下转动，光照角度检测装置、电机和电动推杆(225)均与控制器电连接，控制器接收光照角度检测装置发送的光照角度数据，根据该光照角度数据控制所述电机和电动推杆(225)的工作状态，以对外部反光板和地面反光板的转动角度进行控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种大棚光照检测和控制系统，其特征在于，包括外部反光装置(100)、地面反光装置(200)、光照角度检测装置和控制器；
所述外部反光装置(100)的数量为多个，分别安装在大棚外部的两侧，所述地面反光装置(200)安装在大棚内的地面上，且位于植株的行间；所述光照角度检测装置用以检测阳光的照射角度；
所述外部反光装置(100)包括多个排成一排的立杆(110)，相邻两个立杆(110)之间转动安装有外部反光板(130)，外部反光板(130)在电机的带动下转动，地面反光装置(200)中具有可转动的地面反光板(221)，地面反光板(221)在电动推杆(225)的带动下转动，光照角度检测装置、电机和电动推杆(225)均与控制器电连接，控制器接收光照角度检测装置发送的光照角度数据，根据该光照角度数据控制所述电机和电动推杆(225)的工作状态，以对外部反光板和地面反光板的转动角度进行控制。


2.根据权利要求1所述的一种大棚光照检测和控制系统，其特征在于，所述立杆(110)中贯穿安装有多个驱动杆(120)，驱动杆(120)的一端插入位于一端的立杆(110)侧壁中，另一端依次穿过位于中央的多个立杆(110)的侧壁，并插入位于另一端的立杆(110)的侧壁中，每个驱动杆(120)在位于两个相邻立杆(110)的侧面上固定安装有至少一个外部反光板(130)，外部反光板(130)的至少一个侧面具有反光功能，同一个驱动杆(120)上的多个外部反光板(130)均处于同一个平面内，电机与位于立杆(110)中的多个驱动杆传动连接。


3.根据权利要求2所述的一种大棚光照检测和控制系统，其特征在于，所述立杆(110)上安装有连杆(140)，连杆(140)一端依次穿过多个立柱(110)，连杆(140)另一端与电机连接；立杆(110)内部的驱动杆(120)和连杆(140)上卷绕有传动带(150)，传动带(150)为一个环形，将连杆(140)和驱动杆(120)包围在内。


4.根据权利要求3所述的一种大棚光照检测和控制系统，其特征在于，所述立杆(110)内部转动安装有多组滚轮(111)，滚轮的组数与驱动杆(120)的数量相同，每组滚轮(111)包含两个滚轮，每组中的两个滚轮分别转动安装在位于立杆内部(110)位于一个驱动杆(120)两侧的位置，且滚轮的轴向与驱动杆(120)的轴向平行；传动带(150)位于滚轮和驱动杆(120)之间，且滚轮和对应的驱动杆(120)之间的距离等于传动带(150)的厚度。


5.根据权利要求3所述的一种大棚光照检测和控制系统，其特征在于，所述连杆(140)通过减速机构与电机连接。


6.根据权利要求1所述的一种大棚光照检测和控制系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔巍，王奕璇，曹新亮，任新成，张博航，
申请(专利权)人：延安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61