日光温室遮阳率可调的管控系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了日光温室遮阳率可调的管控系统，包括传感器模块、控制模块和动作执行模块。传感器模块连接控制模块，用于检测日光温室内外的气象数据和作物长势数据；控制模块连接传感器模块和动作执行模块，用于根据传感器模块检测的数据做出决策，并向动作执行模块发出指令；动作执行模块连接控制模块，用于接收指令并配合控制模块完成遮阳作业。本发明专利技术在不改变现有日光温室外在结构的前提下，通过管控日光温室遮阳装置并动态调整遮阳率，便于根据作物对光照需求开展自动化遮光作业，实现室内作物高效生产。作物高效生产。作物高效生产。

【技术实现步骤摘要】
日光温室遮阳率可调的管控系统及方法


[0001]本专利技术属于设施农业
，涉及一种日光温室遮阳率可调的管控系统及方法，实现日光温室根据作物对光照需求通过动态调节采光面的遮阳率以满足作物正常生长。

技术介绍

[0002]日光温室是我国北方独有的一种温室类型，其内部温度随外界气温的季节性变化而呈现明显的变化，严寒的冬季和早春气温低，需要用保温棉被覆盖棚膜进行蓄热保温，夏季外界气温高且光照充足，需要通过布设遮阳网减少外界进入室内光照进行降温。然而，目前以遮阳网为代表的日光温室遮阳装置，自动化程度低，大部分依然靠人工或电动方式实现遮阳网开启和关闭、开启时间和范围依然靠人工经验。由于从早到晚太阳光变化程度非常大，造成进入室内的光线存在显著差异，同时植物不同生长阶段对太阳光的需要同样存在差异，单纯依赖人工经验或定时的方式开启和关闭遮阳网，虽然能避免强光对室内植物造成的损伤，然而无形之中削弱了室内植物有效获取光照的机会，从而影响植物正常生长。
[0003]经过对现有技术的文献探索发现，专利申请号201811292994.3“一种温室大棚遮阳网自动收展装置及方法”包括大棚支撑架、挡板、自动收展机构和遮阳网，根据不同农作物的光照需求实现了遮阳网的自动化操作管理，但是文中光照需求仅提及光照时间，缺未涉及真正遮阳网何时开启、开启范围和何时关闭的相关论述。专利申请号201710785320.6“一种日光温室自动外遮阳系统”包括转动装置、温室骨架、遮阳网、控制器和温度和光照传感器，通过手动模式或自动模式实现外遮阳系统控制，其中自动模式采取融合温度与辐射阈值形式开启遮阳网，否则关闭遮阳网。虽然将调控的室内环境参数变量融入到控制决策中，但遮阳网相关论述中未涉及遮阳率、遮阳百分比的相关论述。
[0004]因此，针对现有日光温室遮阳装置控制中存在的问题，急需专利技术一种日光温室遮阳率可调的管控系统及方法，使得温室内种植的作物在夏季高温强光环境下能够正常生长。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供了一种日光温室遮阳率可调的管控系统及方法，在不改变现有日光温室外在结构的前提下，通过外加日光温室遮阳装置并动态调整遮阳率，便于根据作物对光照需求开展自动化遮光作业，实现室内作物高效生产。
[0006]日光温室遮阳率可调的管控系统，包括传感器模块、控制模块和动作执行模块。所述的传感器模块连接控制模块，用于检测日光温室内外的气象数据和作物长势数据；所述的控制模块连接所述传感器模块和所述动作执行模块，用于根据传感器模块检测的数据做出决策，并向动作执行模块发出指令；所述动作执行模块连接所述控制模块，用于接收指令并配合控制模块完成遮阳作业。
[0007]所述的传感器模块包括光照传感器和图像传感器。所述的光照传感器安装于室内
和室外，用于监测日光温室内部和外部的光照强度；所述的图像传感器安装于日光温温室内，用于监测日光温室内作物长势情况。
[0008]所述的控制模块包块处理器模块、电源模块、驱动模块和卷帘电机；所述处理器模块连接所述传感器模块、电源模块、驱动模块和卷帘电机，融合传感器模块采集的光照强度和作物长势情况做出决策，并将决策转化为所述驱动模块能够识别的动作信号；所述的电源模块连接所述处理器模块、驱动模块和卷帘电机并为其供电；所述驱动模块连接所述处理器模块和卷帘电机，用于将接收所述处理器发出的动作信号并驱动所述卷帘电机完成转动；所述的卷帘电机有两个并安装于日光温室顶部与底部，与所述驱动模块电气连接，与所述动作执行模块机械连接，用于带动所述动作执行模块动作而完成遮阳任务。
[0009]所述的动作执行模块包括棚膜上方遮阳网、上方卷轴、卷轴支撑架和下方卷轴。所述的棚膜上方遮阳网包括遮阳网一、遮阳网二和绳索，所述遮阳网一与遮阳网二的遮阳率不同但尺寸相同，所述遮阳网一一端连接所述上方卷轴、另一端连接所述遮阳网二，所述遮阳网二一端连接所述遮阳网一、另一端连接所述绳索，所述的绳索为三根、长度相等且一端与所述遮阳网二连接、另一端连接到下方卷轴；所述上方卷轴布设于所述卷轴支撑架上，一端连接位于顶部的卷帘电机、轴面连接所述遮阳网一一端，通过转动能够带动所述遮阳网一移动；所述的卷轴支撑架位安装于日光温室顶部保温棉被完全卷起的后上方且具有一定高度，支撑上方卷轴却不限制上方卷轴转动，用于使棚膜上方遮阳网与保温棉被分隔开且工作时互不干扰；所述的下方卷轴的轴面连接所述绳索，通过转动带动所述绳索移动，下方卷轴一端连接位于底部的卷帘电机。
[0010]日光温室遮阳率可调的管控系统的方法，包括如下步骤：
[0011](1)装置运行：上方卷轴、下方卷轴和卷帘电机共同配合转动，实现棚膜上方遮阳网开闭；与上方卷轴连接的卷帘电机正转，带动上方卷轴顺时针旋转，带动棚膜上方遮阳网上卷，同时，与下方卷轴连接的卷帘电机正转，带动下方转轴顺时针旋转，使绕在下方卷轴上的棚膜上方遮阳网松开，便于棚膜上方遮阳网实现上卷，当卷帘电机停止时，棚膜上方遮阳网停止移动；与下方卷轴连接的卷帘电机反转，带动下方卷轴逆时针旋转，带动棚膜上方遮阳网下卷，此时与上方卷轴连接的卷帘电机反转，带动上方卷轴逆时针旋转，使绕在上方卷轴上的棚膜上方遮阳网松开，便于棚膜上方遮阳网实现下卷，当卷帘电机停止时，棚膜上方遮阳网停止移动。
[0012](2)棚膜上方遮阳网有效遮阳率调节：棚膜上方遮阳网由遮阳网一、遮阳网二和绳索组成，三者能够单独恰好全部遮住棚膜。假设遮阳网一的遮阳率为ρ1，遮阳网二的遮阳率为ρ2，ρ1＞ρ2，绳索绕在棚膜上不影响光照、绳索的遮阳率为0。当需要调整遮阳效果时，即改变棚膜上方遮阳网的有效折光率，具有以下方式：
[0013]①
遮阳网一部分绕在上方卷轴上、遮阳网二和绳索完全绕在下方卷轴上，棚膜上方遮阳网全部都是遮阳网一，此时棚膜上方遮阳网的有效遮阳率ρ＝ρ1；
[0014]②
遮阳网一部分绕在上方卷轴上、遮阳网二部分、绳索全部绕要在下方卷轴上，棚膜上方遮阳网处于遮阳网一和遮阳网二组合方式，此时棚膜上方遮阳网的有效遮阳率ρ2＜ρ＜ρ1；
[0015]③
遮阳网一完全绕在上方卷轴上、绳索全部绕要在下方卷轴上，此时棚膜上方遮阳网处于遮阳网二全覆盖方式，此时棚膜上方遮阳网的有效遮阳率ρ＝ρ2；
[0016]④
遮阳网一完全、遮阳网二部分绕在上方卷轴上、绳索部分要在下方卷轴上，此时棚膜上方遮阳网处于遮阳网二与绳索组合方式，此时棚膜上方遮阳网的有效遮阳率0＜ρ＜ρ2；
[0017]⑤
遮阳网一和遮阳网二完全绕在上方卷轴上、绳索部分绕在下方卷轴上，此时棚膜上遮阳网方只有3根绳索，此时棚膜上方遮阳网的有效遮阳率ρ＝0；
[0018]因此，棚膜上方遮阳网的遮阳率动态调整范围为0≤ρ≤ρ1。
[0019](3)遮阳调整策略：
[0020]假设室内和室外光照强度分别为L'和L，L
’1为室内达到作物饱和光强点的光照强度，L1为室内光照强度达到作物饱和光强点对应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.日光温室遮阳率可调的管控系统，其特征在于：包括传感器模块、控制模块和动作执行模块；所述的传感器模块连接控制模块，用于检测日光温室内外的气象数据和作物长势数据；所述的控制模块连接所述传感器模块和所述动作执行模块，用于根据传感器模块检测的数据做出决策，并向动作执行模块发出指令；所述动作执行模块连接所述控制模块，用于接收指令并配合控制模块完成遮阳作业。2.根据权利要求1所述的日光温室遮阳率可调的管控系统，其特征在于：所述的传感器模块包括光照传感器和图像传感器；所述的光照传感器安装于室内和室外，用于监测日光温室内部和外部的光照强度；所述的图像传感器安装于日光温温室内，用于监测日光温室内作物长势情况。3.根据权利要求1所述的日光温室遮阳率可调的管控系统，其特征在于：所述的控制模块包块处理器模块、电源模块、驱动模块和卷帘电机；所述处理器模块连接所述传感器模块、电源模块、驱动模块和卷帘电机，融合传感器模块采集的光照强度和作物长势情况做出决策，并将决策转化为所述驱动模块能够识别的动作信号；所述的电源模块连接所述处理器模块、驱动模块和卷帘电机并为其供电；所述驱动模块连接所述处理器模块和卷帘电机，用于将接收所述处理器发出的动作信号并驱动所述卷帘电机完成转动；所述的卷帘电机有两个并安装于日光温室顶部与底部，与所述驱动模块电气连接，与所述动作执行模块机械连接，用于带动所述动作执行模块动作而完成遮阳任务。4.根据权利要求1所述的日光温室遮阳率可调的管控系统，其特征在于：所述的动作执行模块包括棚膜上方遮阳网、上方卷轴、卷轴支撑架和下方卷轴；所述的棚膜上方遮阳网包括遮阳网一、遮阳网二和绳索，所述遮阳网一与遮阳网二的遮阳率不同但尺寸相同，所述遮阳网一一端连接所述上方卷轴、另一端连接所述遮阳网二，所述遮阳网二一端连接所述遮阳网一、另一端连接所述绳索，所述的绳索为三根、长度相等且一端与所述遮阳网二连接、另一端连接到下方卷轴；所述上方卷轴布设于所述卷轴支撑架上，一端连接位于顶部的卷帘电机、轴面连接所述遮阳网一一端，通过转动能够带动所述遮阳网一移动；所述的卷轴支撑架位安装于日光温室顶部保温棉被完全卷起的后上方且具有一定高度，支撑上方卷轴却不限制上方卷轴转动，用于使棚膜上方遮阳网与保温棉被分隔开且工作时互不干扰；所述的下方卷轴的轴面连接所述绳索，通过转动带动所述绳索移动，下方卷轴一端连接位于底部的卷帘电机。5.日光温室遮阳率可调的管控方法，其特征在于：应用权利要求1所述的日光温室遮阳率可调的管控系统，包括如下步骤：(1)装置运行：上方卷轴、下方卷轴和卷帘电机共同配合转动，实现棚膜上方遮阳网开闭；与上方卷轴连接的卷帘电机正转，带动上方卷轴顺时针旋转，带动棚膜上方遮阳网上卷，同时，与下方卷轴连接的卷帘电机正转，带动下方转轴顺时针旋转，使绕在下方卷轴上的棚膜上方遮阳网松开，便于棚膜上方遮阳网实现上卷，当卷帘电机停止时，棚膜上方遮阳网停止移动；与下方卷轴连接的卷帘电机反转，带动下方卷轴逆时针旋转，带动棚膜上方遮阳网下卷，此时与上方卷轴连接的卷帘电机反转，带动上方卷轴逆时针旋转，使绕在上方卷轴上的棚膜上方遮阳网松开，便于棚膜上方遮阳网实现下卷，当卷帘电机停止时，棚膜上方遮阳网停止移动；(2)棚膜上方遮阳网有效遮阳率调节：棚膜上方遮阳网由遮阳网一、遮阳网二和绳索组
成，三者能够单独恰好全部遮住棚膜；假设遮阳网一的遮阳率为ρ1，遮阳网...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑进，郝敬国，吴月，解阳，宫玉柱，李杰，杨勇，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：