一种智能温室控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及温室领域，具体涉及一种智能温室控制系统及控制方法。包括温室主体和安装在温室主体上的通信装置、处理器、检测装置、灌溉装置，灌溉装置包括：精确灌溉组件，其围绕植株设置，用于对植株根系各部位精准浇水，输送组件，为精确灌溉组件输送灌溉用水，温控组件，用于调节灌溉用水的水温；精确灌溉组件包括：储水件，储水件设置有阀门，分流件，其插入植株根系周围的土壤中，侧面开设有通孔，分流件连接储水件上的阀门；分流件包括第一分流件和第二分流件，第一分流件为浅处土壤浇水，第二分流件为深处土壤供水。本发明专利技术采用更加精确的灌溉方式，联合分析天气预报及多项参数对温室进行精确调节，优化了控制效果、节能、环保。环保。环保。

【技术实现步骤摘要】
一种智能温室控制系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及温室领域，具体涉及一种智能温室控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]随着人们生活水平的提升，人们对于农副产品的需求同样在提升，又由于我国农业资源禀赋较差，因此需要温室大棚的种植面积随之扩大。但现有的温室大多采用人工管控的方式来调整温室内各项参数，自动化程度不够高。
[0003]现有技术1，中国专利技术专利，公开号CN210445075U，公开日20200505，公开了一种基于物联网的农业智能温室大棚监控系统，用于对温室大棚内各参数的自动化监控和控制。
[0004]但所述现有技术1依然存在问题，现有技术1中的监控系统根据温室内的各参数的变化被动地进行控制，对于各项参数的控制存在单一控制的问题，没有考虑到各项参数之间相互影响的情况，导致所述控制存在延迟、调节不够精确。并且传统的温室大棚内的灌溉方式过于简单，对于电能、水资源的消耗较大，不够节能环保。由于大棚内的各项参数同时受室外天气的影响，现有技术中不考虑外部天气的控制方法效果不佳。
[0005]因此需要一种智能温室控制系统以及一种智能温室控制方法，解决现有技术中控制系统存在延迟，单一参数机械式调节效果不佳，能耗大，不环保的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种智能温室控制系统以及一种智能温室控制方法，采用更加精确的灌溉方式，节能环保。联合分析天气预报及多项参数对温室进行精确调节，从而优化了控制效果、节能、环保，解决了现有技术中存在的问题。
[0007]一种智能温室控制系统，包括温室主体和安装在温室主体上的通信装置、处理器、检测装置、灌溉装置、温度调节装置、通风装置、二氧化碳气肥机、湿度调节装置，所述灌溉装置包括：
[0008]精确灌溉组件，其围绕植株设置，用于对植株根系各部位精准浇水，
[0009]输送组件，其一端连接供水装置，另一端连接所述精确灌溉组件，为所述精确灌溉组件输送灌溉用水，
[0010]温控组件，其设置在所述输送组件上靠近所述精确灌溉组件处，用于调节灌溉用水的水温；
[0011]所述精确灌溉组件包括：
[0012]储水件，其上设置有供水口，所述供水口连接输送组件，所述储水件设置有阀门，所述阀门为计量阀，
[0013]分流件，其为一端尖锐的管状结构，所述分流件插入所述植株根系周围的土壤中，所述分流件侧面开设有通孔，所述分流件的另一端连接所述储水件上的阀门；
[0014]所述分流件包括至少一个第一分流件和至少一个第二分流件，所述第一分流件插入土壤的深度小于所述第二分流件，所述第一分流件为浅处土壤浇水，所述第二分流件为
深处土壤供水，所述第一分流件对应连接的储水件上的阀门记为第一阀门，所述第二分流件对应连接的储水件上的阀门记为第二阀门。
[0015]当检测装置检测到土壤需要浇水时，处理器控制输送组件从供水口将灌溉用水输送到精确灌溉组件，在输送中所述灌溉用水经过所述温控组件。所述温控组件根据温室内土壤的实际情况对灌溉用水进行温度调节。所述处理器根据检测装置装置的反馈，根据土壤不同部位不同的湿度和需求，控制多个插入土壤不同深度的分流件对土壤的特定部位进行精确的浇水。
[0016]由于植株不同部位的根系对浇水的反应不同，不同深度土壤的土壤湿度对植株的生长有着关键的影响，采用这样的结构，能够精确地根据土壤情况和植株情况对植株进行灌溉，节约水资源，利于植株的生长，节能环保。并且采用这样的结构可以更加均匀地浇水，避免土壤湿度在短时间内变化过大影响植株的生长。
[0017]进一步的，所述检测装置包括：
[0018]至少两个土壤温湿度传感器，其设置在所述植株根系周围不同深度的土壤中，用于检测不同深度的土壤温度、土壤湿度，所述土壤温湿度传感器将检测到的数据发送到所述处理器，所述处理器通过不同深度土壤的土壤湿度控制精确灌溉组件，通过控制第一分流件、第二分流件来控制不同深度土壤的湿度。
[0019]采用这样的结构，通过位于部同深度的土壤的土壤温湿度传感器，能够精确地采集到植株根系周围土壤具体、详细的土壤温度、土壤湿度情况，从而更加方便对土壤温度、土壤湿度进行精确的控制。
[0020]进一步的，所述处理器接收通信装置、图像采集装置、检测装置、灌溉装置、温度调节装置、通风装置、二氧化碳气肥机、湿度调节装置发送的数据，通过对数据进行判断来控制灌溉装置、温度调节装置、通风装置、二氧化碳气肥机、湿度调节装置，从而实现温室智能控制系统的运行。
[0021]所述通信装置通过网络获取天气预报。
[0022]进一步的，还包括终端控制台，其用于存储、监控温室数据并控制所述处理器。
[0023]所述温度调节装置包括：
[0024]气温调节装置，其包括空调，所述空调安装于温室主体上靠近顶棚位置，
[0025]地温调节装置，其包括：电加热元件和隔热垫，所述隔热垫埋设在土壤下，将温室内的土壤与室外土壤分隔开；所述电加热元件埋设于温室内土壤和隔热垫之间。
[0026]所述电加热元件埋设深度为距温室地表1.2m～1.8m之间。
[0027]采用这样的结构，能够很方便地使用空调对温室内的气温进行调节。使用地温调节装置能够在冬天地温过低的时候对温室内的土壤进行加热，防止土壤温度过低影响植株的生长，采用隔热垫能够更好地保存温室中的热，防止热量散失过快，具有节能的优点。
[0028]所述通风装置包括通风口、通风风机、风道，所述通风口设置在温室主体上的顶棚边缘位置，所述通风风机安装在通风口处，所述风道布设于温室主体上的顶棚边缘位置，所述风道的进风口连接通风风机，所述风道上均匀布设有朝向作物的出风口；
[0029]所述通风装置还包括循环风机，所述循环风机安装在温室主体的靠近地面的侧壁上。
[0030]在需要室外通风时打开通风孔和通风风机，在需要室内循环时打开循环风机，采
用这样的结构，能够方便快捷地改善温室的室内通风问题。
[0031]所述湿度调节装置包括：
[0032]微雾加湿组件，其包括：供水管路、高压泵和雾化喷头，所述雾化喷头安装在温室主体的顶棚上，其一端连接高压泵，所述高压泵一端连接雾化喷头另一端连接供水管路，所述供水管路为高压泵供水；
[0033]除湿组件，其包括除湿机和排水管路，所述除湿机均匀设置在温室内地面上，所述排水管路安装在温室地面上的沟垄旁，所述排水管路一端连接除湿机另一端连通排水沟。
[0034]在需要加湿时，处理器控制微雾加湿组件打开，所述雾化喷头喷出水雾，由于雾化的作用，水雾在空中就能蒸发，避免加湿时水汽沉降到植株和土壤后对其造成影响，可以有效增加室内湿度；在需要除湿时，打开除湿机组件就能有效降低室内湿度。采用这样的办法，可以更加有效地控制室内湿度，使得室内湿度更加可控，避免了加湿时水汽沉降影响植株。
[0035]进一步的，所述检测装置还包括：
[0036]室内温湿度传感器，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能温室控制系统，包括温室主体和安装在温室主体上的通信装置、图像采集装置、处理器、检测装置、灌溉装置、温度调节装置、通风装置、二氧化碳气肥机、湿度调节装置，其特征在于，所述灌溉装置包括：精确灌溉组件，其围绕植株设置，用于对植株根系各部位精准浇水，输送组件，其一端连接供水装置，另一端连接所述精确灌溉组件，为所述精确灌溉组件输送灌溉用水，温控组件，其设置在所述输送组件上靠近所述精确灌溉组件处，用于调节灌溉用水的水温；所述精确灌溉组件包括：储水件，其上设置有供水口，所述供水口连接输送组件，所述储水件设置有阀门，所述阀门为计量阀，分流件，其为一端尖锐的管状结构，所述分流件插入所述植株根系周围的土壤中，所述分流件侧面开设有通孔，所述分流件的另一端连接所述储水件上的阀门，所述分流件通过其上开设的通孔为土壤浇水；所述分流件包括至少一个第一分流件和至少一个第二分流件，所述第一分流件插入土壤的深度小于所述第二分流件，所述第一分流件为浅处土壤浇水，所述第二分流件为深处土壤供水，所述第一分流件对应连接的储水件上的阀门记为第一阀门，所述第二分流件对应连接的储水件上的阀门记为第二阀门。2.根据权利要求1所述的智能温室控制系统，其特征在于，所述检测装置包括：至少两个土壤温湿度传感器，其分别设置在所述植株根系周围不同深度的土壤中，用于检测不同深度的土壤温度、土壤湿度；位于不同深度土壤的土壤温湿度传感器将检测到的数据发送到所述处理器，所述处理器根据相应的数据，通过控制第一分流件、第二分流件来控制不同深度土壤的湿度。3.根据权利要求1所述的智能温室控制系统，其特征在于，所述检测装置还包括：室内温湿度传感器，其通过所述温室主体吊设在所述温室中，用于检测温室的室内气温和室内湿度，室外温湿度传感器，其设置在温室通风口的外侧，用于检测温室外的环境温度和环境湿度，至少两个二氧化碳浓度传感器，其包括设置在温室内靠近植株的近地侧的近地二氧化碳浓度传感器以及设置在远离植株的空气中的空气二氧化碳浓度传感器；所述近地二氧化碳浓度传感器用于检测植株周围靠近地面的二氧化碳浓度，所述空气二氧化碳浓度传感器用于检测温室内远离植株的空气中的二氧化碳浓度。4.根据权利要求1所述的智能温室控制系统，其特征在于，所述图像采集装置包括：植株摄像头，其通过摄像头支架设置在所述温室主体上并靠近植株，所述植株摄像头采集植株的生长图像并发送至处理器，监控摄像头，其设置在所述温室主体靠近顶棚处，所述监控摄像头监控温室内的整体环境。5.一种权利要求1中系统所使用的智能温室控制方法，其特征在于，包括如下步骤：首先确定温室中培育的作物，确定所述作物的生长周期内的各阶段生长状态，确定作
物在生长周期内温室各项参数的最佳范围，将其作为设定值，作物在不同生长阶段对应不同的设定值；然后将设定值代入参数控制方法中，形成温室在作物各生长阶段对应的控制方法，将其记为阶段控制方法；然后采集所述作物的当前生长状态图像，用当前生长状态图像与所述各阶段生长状态图像比对，确定所述作物当前对应的生长阶段，根据作物当前对应的生长阶段执行对应的阶段控制方法；所述参数控制方法包括如下步骤：步骤A，采集温室内的当前土壤湿度，对比当前土壤湿度与土壤湿度设定值，并判断是否需要浇水，步骤A.1，若是，计算当前土壤湿度和土壤湿度设定值之间的差值，记为土壤湿度差，根据土壤湿度差和土壤灌溉体积计算灌溉量，步骤A.2，采集温室内土壤温度，记为当前地温，对比当前地温与地温设定值，根据当前地温与地温设定值的对比结果调节灌溉用水的温度，并根据所述灌溉量控制灌溉装置进行灌溉；步骤A.3，灌溉完成后待室内湿度稳定，采集当前室内湿度、当前环境湿度、当前室内气温、当前环境温度；收集一小时后的天气预报，获取未来环境气温、未来环境湿度；综合当前室内湿度、当前环境湿度、当前室内气温、当前环境气温、未来环境气温、未来环境湿度，调节温室内的室内湿度和室内气温；步骤A.4，待室内气温稳定后，每两小时采集一次当前地温，对比当前地温与地温设定值，根据对比情况控制地温调节装置调节温室内土壤温度；步骤A.a，若步骤A中判断无需浇水，则每一小时采集一次采集当前室内湿度、当前环境湿度、当前室内气温、当前环境气温；收集一小时...

【专利技术属性】
技术研发人员：张岩，曾鹏，侯扶江，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：