一种农业低碳自动化系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种农业低碳自动化系统，涉及低碳农业技术领域，包括环境监测模块、控制器、环境改善执行模块、多源供电模块，其中，环境监测模块用于监测农业大棚内环境参数，包括土壤湿度传感器、温度传感器、二氧化碳传感器、光敏电阻；控制器用于接收环境参数，并发出控制指令；环境改善执行模块用于对大棚内环境进行改善，包括土壤湿度调节系统、室内温度调节系统、室内二氧化碳浓度调节系统、室内光照调节系统；多源供电模块用于为系统供电，包括光伏发电系统、风力发电系统和蓄电池。本实用新型专利技术系统成本低，能够高效利用自然资源，还可对农作物生长因素进行人工干预与调节，促进作物产量与质量的提高，具有良好的经济效益和生态效益。和生态效益。和生态效益。

【技术实现步骤摘要】
一种农业低碳自动化系统


[0001]本技术涉及低碳农业
，更具体的说是涉及一种农业低碳自动化系统。

技术介绍

[0002]农业是支撑整个国民经济不断发展与进步的保障。农业现代化在技术上就是采用现代的机械技术和生物技术装备农业，建立起现代化的农业科技体系，其作用主要是节约劳动、提高效率、提高农产品质量。
[0003]为提高农作物产量，尤其是提高果蔬作物的产量和质量，现代农业大棚种植越来越普遍，但现代化水平依然较低，全部人力控制或自动控制能力差、控制精度低。
[0004]随着经济的高速发展，人们对环境的保护观念越发成熟，因此对能源提出越来越高的要求，新能源成为当前人类面临的迫切需求，其中太阳能发电以太阳作为主要能源，将太阳能转化成电能存储起来，供家庭用电使用，同太阳能发电一样，风力发电是利用风的动能转化为电能，风能也是一种清洁无公害的可再生能源。
[0005]现有的太阳能风力发电系统存在着能源转化效率低的问题，并不能很好的对设备进行稳定供电，且太阳能能源的利用过程会出现热量浪费以及热量积压，导致设备故障，并且电能的利用范围较小。
[0006]因此，如何综合利用太阳能、风能等自然资源，同时减少太阳能利用时的热量积压，对现代农业低碳自动化系统进行精准控制，改善大棚农作物生长环境，提高农作物产量和质量，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本技术提供了一种农业低碳自动化系统。
[0008]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
>[0009]一种农业低碳自动化系统，包括环境监测模块、控制器、环境改善执行模块、多源供电模块，所述环境监测模块、控制器、环境改善执行模块依次连接，其中：
[0010]环境监测模块用于实时监测农业大棚内环境参数，包括土壤湿度传感器、温度传感器、二氧化碳传感器、光敏电阻；
[0011]控制器用于接收环境监测模块传输的环境参数，并发出控制指令至环境改善执行模块；
[0012]环境改善执行模块用于对农业大棚内环境进行改善，包括土壤湿度调节系统、室内温度调节系统、室内二氧化碳浓度调节系统、室内光照调节系统；
[0013]多源供电模块用于为环境监测模块、控制器、环境改善执行模块进行多源供电，包括光伏发电系统、风力发电系统和蓄电池。
[0014]可选的，所述控制器为AT89C2051单片机。
[0015]可选的，所述土壤湿度调节系统包括相连接的水泵和集水箱。
[0016]可选的，所述室内温度调节系统包括依次通过管道连接的换热器、存储箱、控温管道，所述换热器与光伏发电系统连接。
[0017]可选的，所述室内二氧化碳浓度调节系统包括相连接的第一电机和棚窗。
[0018]可选的，所述室内光照调节系统包括设置在农业大棚侧面的采光板和设置在农业大棚内的补光灯。
[0019]可选的，所述光伏发电系统包括光伏板、阳光追踪传感器、第二电机、传动机构，所述阳光追踪传感器设置在光伏板靠近阳光一侧的表面上，所述阳光追踪传感器、第二电机分别与控制器电连接，所述第二电机与传动机构连接，所述传动机构与所述光伏板连接；所述传动机构包括齿轮和链条，所述齿轮和所述链条啮合。
[0020]可选的，所述风力发电系统包括风力发电机。
[0021]可选的，还包括显示器和按键模块，所述显示器用于显示当前农业大棚内环境参数，所述按键模块用于设置农业大棚内环境参数设定值。
[0022]经由上述的技术方案可知，本技术提供了一种农业低碳自动化系统，与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0023](1)综合利用太阳能、风能等自然资源作为发电源，低碳、绿色环保，同时结合蓄电池，具有昼夜互补、季节互补等特点，能够多源、持续、稳定、高效地对系统内装置设备进行供电，提高对抗恶劣气候能力，具有良好的经济效益和生态效益。
[0024](2)光伏发电系统不仅能够输出电能，而且室内温度调节系统对光能转化电能的过程中产生的热量进行了充分利用，一方面提高了能源利用率，另一方面减少光伏板位置的热量积压，提高了光电转化的效率，保障设备安全。
[0025](3)将智能控制、农业种植、自然资源利用相结合，精准对接农作物生长需求环境条件，提高了农作物的产量与质量，节约了人力成本和资源使用。
[0026]综上，本技术系统成本低廉，能够高效利用自然资源，还可对农作物生长因素进行人工干预与调节，促进作物产量与质量的提高，具有良好的经济效益和生态效益，发展前景十分广阔。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0028]图1为本技术的系统结构示意图；
[0029]图2为光敏电阻电路图；
[0030]图3为DS1302时钟芯片电路图；
[0031]图4为AT89C2051单片机引脚图；
[0032]图5为时钟电路图；
[0033]图6为水泵调节电路图；
[0034]图7为按键电路图。
具体实施方式
[0035]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0036]本技术实施例公开了一种农业低碳自动化系统，主要用于农业种植大棚升级改造，参见图1，包括环境监测模块、控制器、环境改善执行模块、多源供电模块，所述环境监测模块、控制器、环境改善执行模块依次连接，并使用多源供电模块进行供电。
[0037]一、环境监测模块
[0038]环境监测模块用于实时监测农业大棚内环境参数，例如土壤湿度、室内温度、室内二氧化碳浓度以及植物的光照强度等，故本实施例中环境监测模块包括土壤湿度传感器、温度传感器、二氧化碳传感器、光敏电阻等装置。
[0039]土壤湿度传感器设置于农业大棚的种植基质内，日常用来检测泥土的湿度。本实施例选取YL
‑
69土壤温度传感器进行土壤湿度检测，其灵敏度可调，数字输出简单，模拟输出准确。
[0040]温度传感器设置于农业大棚内，本实施例选用DS18b20数字温度传感器，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。
[0041]二氧化碳传感器设置于农业大棚内，本实施例选用ZK
‑
CO2二氧化碳传感器，采用近红外吸收原理，检测环境中CO2的浓度，具有精度高、稳定性好等特点。
[0042]光敏电阻位于农业大棚内，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农业低碳自动化系统，其特征在于，包括环境监测模块、控制器、环境改善执行模块、多源供电模块，所述环境监测模块、控制器、环境改善执行模块依次连接，其中：环境监测模块用于实时监测农业大棚内环境参数，包括土壤湿度传感器、温度传感器、二氧化碳传感器、光敏电阻；控制器用于接收环境监测模块传输的环境参数，并发出控制指令至环境改善执行模块；环境改善执行模块用于对农业大棚内环境进行改善，包括土壤湿度调节系统、室内温度调节系统、室内二氧化碳浓度调节系统、室内光照调节系统；所述土壤湿度调节系统包括相连接的水泵和集水箱；所述室内温度调节系统包括依次通过管道连接的换热器、存储箱、控温管道，所述换热器与光伏发电系统通过管道连接，所述管道内有第一热交换介质，第二热交换介质存储于存储箱内；多源供电模块用于为环境监测模块、控制器、环境改善执行模块进行多源供电，包括光伏发电系统、风力发电系统和蓄电池；所述光伏发电系统包括光伏板、阳光追踪传感器、第二电机、传动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：李延静，臧琛，雷萌轩，贺磊，袁牧璇，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：新型
国别省市：