一种零排放环保节能的智能温控大棚制造技术

本发明专利技术公开了一种零排放环保节能的智能温控大棚，包括智能温控与补光系统：其内部采用光照度、受光仪、弱光采补仪、强光遮阳系统进行组合，且配合内部的环境智能监测系统，对内部的空气、水体质量分析监测，智能种植系统：其内部采用移动轨道式种植架与授粉系统，植株自动调整，移动过闸式授粉、摘采控制系统，并且种苗识别自动供养系统，植物生长监控与自动调节系统。本发明专利技术的大棚集光伏遮阳发电、碳水资源循环、智能温控补光、环境监测与智能调控功能为一体，从而实现对农产品的生长环境、产品质量的精确可控，并利用养殖水与微生物循环，使之碳氧转换的方式，来维持棚内植物、动物和菌藻类之间的自然生态平衡，达到节水节地节能。达到节水节地节能。达到节水节地节能。

【技术实现步骤摘要】
一种零排放环保节能的智能温控大棚


[0001]本专利技术涉及大棚栽培
，尤其涉及一种零排放环保节能的智能温控大棚。

技术介绍

[0002]我国北方地区的温室大棚经过对其建筑结构、环境调控技术和栽培技术等方面的不断改进，初步形成了设施农业生产体系—节能型温室大棚配套栽培技术。在
‑
40℃的高寒地区可实现冬季不加温生产蔬菜，基本消除了冬春蔬菜淡季，该技术在中国北方地区得到广泛应用，南方地区则大力推广塑料大棚和遮阳网栽培，解决了夏季防雨降温的问题。
[0003]目前，我国商品化大棚普及率仍然较低，特别是装配式智慧大棚更是凤毛麟角，因现有的大棚结构简单、设备简陋，难以实现环境的综合调控，生产管理和运行水平比较低下。同时，大棚缺乏有效的管理体制和机制，无法将生产、加工、销售有机地结合起来。从而导致现有的大棚在进行果蔬种植时，存在能源不能充分利用，且无法实现绿色环保种植，长此以往无法确保温室产业得到有效的发展，其经济效益是相当有限的，因此因地制宜地研制和开发具有自主知识产权的智慧温室产业设备，建立生态循环智慧种养产业技术创新体系，顺应全球农业产业快速发展的需要。

技术实现思路

[0004]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种零排放环保节能的智能温控大棚。
[0005]本专利技术提出的一种零排放环保节能的智能温控大棚，包括以下组成系统：
[0006]S1:智能温控与补光系统：其内部采用光照度、受光仪、弱光采补仪、强光遮阳系统进行组合，且配合内部的环境智能监测系统，对内部的空气、水体质量分析监测；
[0007]S2:智能种植系统：其内部采用移动轨道式种植架与授粉系统，植株自动调整，移动过闸式授粉、摘采控制系统，并且种苗识别自动供养系统，植物生长监控与自动调节系统，可以实现种苗培育植株栽培，且栽培过程采用智能输液一体机补水供养与换肥系统进行灌溉，而通风部分则采用负压通风地源热调控温湿系统进行控制；
[0008]S3：智能养殖系统：其内部采用采光池体养殖自动清淤排污系统进行淤泥处理，对于补水、换水、鱼虾自动分池则采用供养补水自动化处理系统处理，饲养部分利用自动配料传输实现饲养，而水质检测利用红外密度检测控制系统进行控制；
[0009]S4：生物循环系统：利用菌化藻微生物循环供氧气养分制备分配系统，对废水中的尾、废水过滤循环使用与残渣生物有机制肥系统，且利用植物过滤水循环实现养殖系统；
[0010]S5：智能管控物联网系统：大棚在安装了智能控制设备安装后，智能管控平台可以实时视频监控及监测空气温湿度，光照度，二氧化碳，土壤温湿度，土壤酸碱度等环境数据，然后以直观的数据、图标或曲线的方式显示给用户；用户可以通过手机APP或者PC端对养殖场实时监测和远程控制得到所采集数据形成报表，为采购、饲养、销售提供准确、可靠的数据对于异常指标，远程管控通过联动单片机控制外遮电机，内保温电机，光伏板，湿帘水泵，
风机，补光灯，浇灌水泵，电磁阀等电机设备，智能控制系统对大棚进行自动化控制，所有过程皆可通过手机APP或电脑PC端远程无需人工干预，大大降低了日常人工温室控温、施肥灌溉和收获的劳动量，节省人力成本及提高生产效率。
[0011]优选地，所述智能温控与补光系统中，智能温控与补光模块由温湿度、光照、CO2传感器和物联网中继器(控制器)组成，分别用于检测温室内的环境数据和天阳能光伏板、补光灯、风扇、喷淋设备、遮光卷帘等设备的运转信息，并实现对相关设备的开关、状态控制，太阳能追踪系统、光伏发电板、蓄电池等组成设备能源自主供给系统供电，实现节能减排，当传感器检测到室外光照过强致棚内气温高于阈值时，大棚自动采用多元化降温措施。
[0012]优选地，所述智能种植系统中，智能立体种植系统的整体功能实现是通过硬件控制大棚的灌溉系统、供能系统、数据中心、客户端和各传感器及执行单元协同工作实现智能立体种植系统的自动化和智能化、数据的可视化和数字化，同时实现的数据共享，棚内采用A字形种植架高密度种植蔬果，架子两侧与底部配置传感器装置用于实时采集作物根部的环境各参数信息，如温度、湿度、氧气浓度、氨、氮含量等，外部则是检测光强度，检测到的数据实时传输到单片机，嵌入性的微型系统将初步判断该植物的生长环境是否为最佳状态，同时通过通信模块，利用局域网将实时数据传输到数据中心，监控装置对设备外部情况及环境进行监控检测，将监测数据实时回传至数据中心，数据中心担任数据中转、设备云控、设备管理和数据可视化处理。
[0013]优选地，所述智能养殖系统中利用采光池体，进行高密度、智能化恒温养殖池，该池采用ZigBee技术结合物联网系统，池中配备若干传感器节点，并将节点和上位机相连，通过ZigBee无线传感器节点可以准确地采集温度、pH值、溶解度、含氧数值和照明相关参数、然后存储和分析养殖池信息，当监测数据超出阈值则通过中央控制系统对进行报警并上传信息至数据中心，数据中心对各类参数进行智能化分析，模拟出水产类的最佳生长环境，对于溶解氧、饲料、水量补充的情况，数据中心自动通过无线传输模块发出控制信号控制增氧电机、伺饵电机、水泵等设备运行，实现增氧机运行监控、投饵机运行监控和水泵运行监控。
[0014]优选地，所述智能温控大棚实施前还需内部设立智能通信感知模块，采用农业物联网技术和ZigBee拓扑结构组建智能立体无线大棚网络，将光电传感器技术与嵌入式的结合，实时检测大棚内的关照强度、紫外线强度、空气温度、空气湿度、二氧化碳浓度、光合有效幅、养殖水的氧含量与微量元素，并通过光纤将与5G无线通信将光电传感器采集到的信号传输至云平台进行存储，云平台采用微程序将各项指标与设定的阈值进行对比，从而感知是否有指标处于异常状态，对于异常指标，云平台会上传中央智能决策系统，在收到决策系统的调整方案后迅速通过通信介质传输控制信息到大棚的农机设备调整实时环境，使大棚内的环境恢复到利于农作物生长的最优条件，此外，云平台会向信息检测平台发起预警，农户可通过监控对预警的装备设施远程检查，判断提示信息的真实性，避免因设备损坏照成的误判。
[0015]优选地，所述智能温控大棚其顶部还设有棚顶异物检测模块，使用震动传感模快对智慧农业大棚的棚顶进行异物检测，震动传感模块不断向协调器发送消息，协调器通过串口向运行着智慧农业大棚监控系统的开发板发送消息，监控系统对消息进行解析，未检测到震动，在监控系统界面上显示棚顶安全，检测到震动，在监控系统界面上显示棚顶有异物。
[0016]优选地，所述智能温控大棚内部设有智能检测与加工模块，在蔬果成熟时，通过AI检测到果实的具体位置，然后采用机械手臂进行采摘，采摘完相机传入果蔬漂烫机和巴氏杀菌设备，进行清洗消毒，机械手臂按照定量取样的方式挑选部分蔬果样本，通过电子天平、电热恒温水浴锅、调速多用振荡器等物理方法或蔬果局部取样的生化法，免疫分析法、活体生测法检测蔬果中有超标的无抗生素、重金属、硝酸盐、亚硝酸盐，此外，数据中心会定期检水槽中传感器上传的数据信息，分析种植环境是否存在不达标的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种零排放环保节能的智能温控大棚，其特征在于，包括以下组成系统：S1:智能温控与补光系统：其内部采用光照度、受光仪、弱光采补仪、强光遮阳系统进行组合，且配合内部的环境智能监测系统，对内部的空气、水体质量分析监测；S2:智能种植系统：其内部采用移动轨道式种植架与授粉系统，植株自动调整，移动过闸式授粉、摘采控制系统，并且种苗识别自动供养系统，植物生长监控与自动调节系统，可以实现种苗培育植株栽培，且栽培过程采用智能输液一体机补水供养与换肥系统进行灌溉，而通风部分则采用负压通风地源热调控温湿系统进行控制；S3：智能养殖系统：其内部采用采光池体养殖自动清淤排污系统进行淤泥处理，对于补水、换水、鱼虾自动分池则采用供养补水自动化处理系统处理，饲养部分利用自动配料传输实现饲养，而水质检测利用红外密度检测控制系统进行控制；S4：生物循环系统：利用菌化藻微生物循环供氧气养分制备分配系统，对废水中的尾、废水过滤循环使用与残渣生物有机制肥系统，且利用植物过滤水循环实现养殖系统；S5：智能管控物联网系统：大棚在安装了智能控制设备安装后，智能管控平台可以实时视频监控及监测空气温湿度，光照度，二氧化碳，土壤温湿度，土壤酸碱度等环境数据，然后以直观的数据、图标或曲线的方式显示给用户；用户可以通过手机APP或者PC端对养殖场实时监测和远程控制得到所采集数据形成报表，为采购、饲养、销售提供准确、可靠的数据对于异常指标，远程管控通过联动单片机控制外遮电机，内保温电机，光伏板，湿帘水泵，风机，补光灯，浇灌水泵，电磁阀等电机设备，智能控制系统对大棚进行自动化控制，所有过程皆可通过手机APP或电脑PC端远程无需人工干预，大大降低了日常人工温室控温、施肥灌溉和收获的劳动量，节省人力成本及提高生产效率。2.根据权利要求1所述的一种零排放环保节能的智能温控大棚，其特征在于，所述智能温控与补光系统中，智能温控与补光模块由温湿度、光照、CO2传感器和物联网中继器(控制器)组成，分别用于检测温室内的环境数据和天阳能光伏板、补光灯、风扇、喷淋设备、遮光卷帘等设备的运转信息，并实现对相关设备的开关、状态控制，太阳能追踪系统、光伏发电板、蓄电池等组成设备能源自主供给系统供电，实现节能减排，当传感器检测到室外光照过强致棚内气温高于阈值时，大棚自动采用多元化降温措施。3.根据权利要求1所述的一种零排放环保节能的智能温控大棚，其特征在于，所述智能种植系统中，智能立体种植系统的整体功能实现是通过硬件控制大棚的灌溉系统、供能系统、数据中心、客户端和各传感器及执行单元协同工作实现智能立体种植系统的自动化和智能化、数据的可视化和数字化，同时实现的数据共享，棚内采用A字形种植架高密度种植蔬果，架子两侧与底部配置传感器装置用于实时采集作物根部的环境各参数信息，如温度、湿度、氧气浓度、氨、氮含量等，外部则是检测光强度，检测到的数据实时传输到单片机，嵌入性的微型系统将初步判断该植物的生长环境是否为最佳状态，同时通过通信模块，利用局域网将实时数据传输到数据中心，监控装置对设备外部情况及环境进行监控检测，将监测数据实时回传至数据中心，数据中心担任数据中转、设备云控、设备管理和数据可视化处理。4.根据权利要求1所述的一种零排放环保节能的智能温控大棚，其特征在于，所述智能养殖系统中利用采光池体，进行高密度、智能化恒温养殖池，该池采用ZigBee技术结合物联网系统，池中配备若干传感器节点，并将节点和上位机相连，通过ZigBee无线传感器节点可
以准确地采集温度、pH值、溶解度、含氧数值和照明相关参数、然后存储和分析养殖池信息，当监测数据超出阈值则通过中央控制系统对进行报警并上传信息至数据中心，数据中心对各类参数进行智能化分析，模拟出水产类的最佳生长环境，对于溶解氧、饲料、水量补充的情况，数据中心自动通过无线传输模块发出控制信号控制增氧电机、伺饵电机、水泵等设备运行，实现增氧机运行监控、投饵机运行监控和水泵运行监控。5.根据权利要求1所述的一种零排放环保节能的智能温控大棚，其特征在于，所述智能温控大棚实施前还需内部设立智能通信感知模块，采用农业物联网技术和ZigBee拓扑结构组...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡田，杨格，彭志，
申请(专利权)人：湖南福天生态农业科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：