一种智能蔬菜种植大棚的制作方法

1.本发明涉农业种植技术领域，更具体的说是涉及一种智能蔬菜种植大棚及其种植方法。


背景技术：

2.大棚的组成是用竹木杆、水泥杆、轻型钢管或管材等材料做骨架，做成立柱、拉杆，拱杆及压杆，覆盖塑料薄膜而成为拱圆形的料棚。
3.1957年由北京向天津、沈阳及东北地区、太原等地推广使用，受到各地的欢迎。1958年我国已能自行生产农用聚乙烯薄膜，因而小棚覆盖的蔬菜生产已很广泛。60年代中期小棚已定形为拱形，高1米左右，宽1.5
‑
2.0米，故称为小拱棚。由于棚型矮小不适于在东北冷凉地区应用，1966年长春市郊区首先把小拱棚改建成2米高的方形棚。但因抗雪的能力差而倒塌，经过多次的改建试用，终于创造了高2米左右，宽15米，占地为1亩的拱形大棚。1970年向北方各地推广。1975、1976及1978年连续召开了三次"全国塑料大棚蔬菜生产科研协作会"会议对大棚生产的发展起了推动作用。1976年太原市郊区建造了29种不同规格的大棚，为大棚的棚型结构、建造规模提供了丰富的经验。1978年大棚生产已推广到南方各地，全国大棚面积已达10万亩。到目前为止，全国大棚面积已基本稳定在10多万亩。其中在我国北方干旱区各省、市约有7万多亩。预计"七五"期间大棚栽培面积将发展到20万亩左右。大棚覆盖的材料为塑料薄膜。适于大面积覆盖，因为它质量轻，透光保温性能好，可塑性强，价格低廉。又由于可使用轻便的骨架材料，容易建造和造形，可就地取格，建筑投资较少，经济效益较高。并能抵抗自然灾害，防寒保温，抗旱、涝，提早栽培，延后栽培，延长作物的生长期，达到早熟、晚熟、增产稳产的目的，深受生产者的欢迎。因此，在我国北方旱区发展很快。
4.目前，在我国,各地使用蔬菜大棚种菜的技术已经非常普及,大棚种植能更有效的管理各种农作物种植，提高对病虫预防和天气的影响，提高农作物的单位产量，同时通过大棚的温湿度等控制，能种植更丰富、不同区域的农作物。
5.蔬菜大棚是一种具有出色的保温性能的框架覆膜结构，它出现使得人们可以吃到反季节蔬菜。一般蔬菜大棚使用竹结构或者钢结构的骨架，上面覆上一层或多层保温塑料膜，这样就形成了一个温室空间。外膜很好地阻止内部蔬菜生长所产生的二氧化碳的流失，使棚内具有良好的保温效果。
6.现有的农业大棚结构简单，不够智能化，在使用大棚对蔬菜进行种植时，不科学的浇水，既会加大种植人员的工作压力，从而使用更多的劳动力的同时，还会降低工作效率，还会造成过湿或者过干，影响蔬菜的生长；其次不良的施肥环境，大量化肥的使用导致土壤的本质发生改变，制约了蔬菜的生长；以及温度湿度的控制等均不是非常科学。
7.因此，如何提供一种更加科学智能化的蔬菜大棚是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

8.有鉴于此，本发明提供了一种更加科学智能化的蔬菜大棚。
9.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种智能蔬菜种植大棚，其特征在于，包括大棚本体，自动感应探测设备，喷淋装置，二氧化碳发生器，调节系统以及中央控制器。
10.所述大棚本体包括后墙、侧墙以及棚顶；所述大棚本体外侧设有蓄水池、农药池、肥料池；
11.所述自动感应探测设备包括温湿度传感器、土壤墒情传感器、二氧化碳传感器以及高清摄像头；
12.所述喷淋装置设于所述棚顶内侧，且与所述蓄水池、农药池、肥料池分别连通；
13.所述二氧化碳发生器设于所述大棚本体内部；
14.所述调节系统固定于所述后墙上；
15.所述中央控制器输入端与所述温湿度传感器、土壤墒情传感器、二氧化碳传感器以及高清摄像头输出端连接；且所述中央控制器传输端与所述喷淋装置、二氧化碳发生器以及调节系统电连接。
16.其中墒,指土壤适宜植物生长发育的湿度。墒情,指土壤湿度的情况。土壤湿度是土壤的干湿程度,即土壤的实际含水量。土壤墒情直接影响着农作物的生长质量和速度。除了土壤墒情,土壤温度、土壤电导率以及土壤氮磷钾、土壤ph值等参数也对作物的生长起着十分重要的作用。土壤温度对作物生育和土壤中微生物活动以及各种养分的转化、土壤水分蒸发和运动都有很大影响。在一定的温度范围内,土温越高,作物的生长发育就越快；土温过低,微生物活动减弱,有机质难于分解,农作物的根系呼吸降低,造成作物养分缺乏,生长变缓。
17.土壤电导率用于描述土壤盐分状况,它包含了反映土壤质量和物理性质的丰富信息。例如:土壤中的盐分、水分、温度、有机质含量和质地结构都不同程度影响着土壤电导率。有效获取土壤的电导率值,对于确定各种田间参数时空分布的差异有重大意义。土壤中微量元素的含量较低或者较高都不利于对植物的生长。比如向土壤中过量施入磷肥时,磷肥中的磷酸根离子与土壤中的钙、镁等阳离子结合形成难溶性磷酸盐,既浪费磷肥,又破坏了土壤团粒结构,致使土壤板结。
18.优选的，采用多土层土壤土壤墒情传感器；
19.本发明能够有效的利用自动感应探测设备中的温湿度传感器、土壤墒情传感器、二氧化碳传感器以及高清摄像头对大棚中所有作物蔬菜的生长情况，生长环境，包括生长时间段，土壤温湿度，土壤成分，大棚内温度，湿度，二氧化碳浓度等进行数据收集，通过中央控制器控制相应的喷淋装置、二氧化碳发生器，调节系统进行调节，是蔬菜位于一个智能的控制室内，生长参数可控，节省人力。
20.进一步的，所述棚顶包括设于内侧的支撑框架，以及固定于所述支撑框架的顶部的保温遮阳层，所述保温遮阳层自上向下依次设置保温被层、真空玻璃层和遮阴层。
21.本发明棚顶采用多层设计，能够有效的保证冬季大棚的内部温度，并且真空玻璃采用高强度玻璃，真空玻璃的使用进一步的解决了现有的采用塑料薄膜的污染，易损，不能长时间使用，透光性等问题；采用保温被层、真空玻璃层、遮阴层三种相结合，能够针对不同
时期的蔬菜带来不同的光照时长以及光照强度，保证蔬菜的正常快速生长。
22.进一步的，所述支撑框架下端设有交错的十字形滑轨，所述喷淋装置所述喷淋装置包括驱动电机，喷淋头和滚轮；所述滚轮与所述驱动电机的电机轴固定，所述滚轮与所述十字形滑轨滑动连接，所述喷淋头设于所述驱动电机的另一端且通过加压泵与所述蓄水池、农药池、肥料池连通；所述驱动电机和所述加压泵与所述中央控制器电连接。
23.本发明采用自动化控制，利用中央控制器根据接收的来自自动感应探测设备的数据，针对不同的区域进行针对性的施肥，施水，施药等，其针对性强，不会造成1、过湿或者过干，影响蔬菜的生长；2、其次不良的施肥环境，大量化肥的使用导致土壤的本质发生改变，制约了蔬菜的生长；
24.更加具体的，喷淋装置为多个，均匀分布于大棚中，在大棚中的交错的十字形滑轨进行行进，到达指定位置，进行指定操作。
25.进一步的，还包括收卷装置，所述收卷装置包括收卷电机以及滚轴，所述收卷电机以及滚轴为两个，分别固定在所述后墙上，且位于所述真空玻璃层的上下两侧，两个所述滚轴分别与两个所述收卷电机传动连接，所述保温被层与遮阴层分别卷曲于两个所述滚轴上。
26.所述收卷电机与所述中央控制器电连接。
27.本发明，收卷装置可以有效的通过中央控制器控制针对不同时期，不同的光照需求以及温度要求进行合理的控制，中央控制器可以自动通过网关获取相关蔬菜的种植培养要求，不同时期不同控制，有利于蔬菜的健康快速生长。
28.进一步的，所述二氧化碳发生器包括热分解装置，所述热分解装置侧壁通过连接板和氨气吸收器侧壁固定连接，且所述热分解装置，连接板和氨气吸收器固定连接在支撑板上；
29.所述热分解装置顶端设有加料密封盖，底部设有加热器，侧壁设有溢流口阀门、排废阀门；
30.所述氨气吸收器内部设有微孔过滤器，顶端设有加水密封盖，侧壁设有二氧化碳排气口、液位管、连通管、排氨水阀门以及混合气管；所述混合气管和热分解装置连通，所述微孔过滤器和混合气管连通，所述液位管和溢流口阀门、连通管连通，所述连通管上设有阀门且和热分解装置连通；
31.所述连接板上设有时间控制器，所述时间控制器与所述中央控制器电连接。
32.本发明，通过加热的方式使碳酸氢铵在热分解反应器内分解生产氨气、水和二氧化碳气体，氨气和二氧化碳气体和部分水蒸气通过混合气管进入氨气吸收器，混合气体经过微孔过滤器后，氨气和水蒸气完全被水吸收。二氧化碳气体同体积溶解在水中后，过滤水成为二氧化碳饱和溶液，多余的二氧化碳气体排出对温室大棚进行二氧化碳气体补充。氨气吸收器内设置的微孔过滤器可以使气体缓慢、均匀、充分的溶解到水中，避免因过滤孔过大产生气体的爆沸现象，导致氨气吸收不完全和吸收液随输气管上流现象发生。溢流口阀门的设置是提供液位的最大上限值，防止加水过多导致氨水随输气管外泄现象。氨气吸收器上设置液位管，可以通过液位不同来调节氨气吸收器内的二氧化碳的体积，从而改变二氧化碳气体的初始压力，根据温室大棚的长度来确定二氧化碳气体初始压力大小，温室大棚长度和二氧化碳气体初始压力成正比。不需要外部增压条件就可以实现60米以上温室大
棚的均匀布气。降低了能耗并且避免了因现有技术气泵的故障影响二氧化碳的及时补充。因此本发明氨气吸收完全充分、二氧化碳气体可以实现长距离输送并且布气均匀、运行稳定，使用方便，能耗低。
33.进一步的，所述大后墙上设有通风孔，所述调节系统，包括：开关电机，风机以及雾化网；
34.所述开关电机的旋转轴上安装挡板，所述开关电机(51)设于所述通风孔上端，且所述挡板旋转遮挡所述通风孔；
35.所述风机设于所述通风孔内侧；
36.所述雾化网设于所述风机的一侧且位于所述通风孔外部，所述雾化网为管路交织而成，所述管路上设置多个毛细孔，且管路另一端通过水泵与所述蓄水池连通，所述蓄水池内设有加温降温装置；
37.所述开关电机，风机，水泵以及加温降温装置均与所述中央控制器电连接。
38.本发明，通过调节系统，可以有效对大棚内温度湿度进行调节，保证蔬菜的生长要求。
39.进一步的，还包括客户端，所述客户端与所述中央控制器电连接。
40.本发明，使用者还可以通过客户端对大棚内的参数进行监控，并且可以根据实际需求，进行人员远程操控，使用方便便捷，能够实时以及记录大棚内蔬菜的生长，也便于后期的宣传等。
附图说明
41.为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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。
42.图1附图为本发明一种智能蔬菜种植大棚整体结构侧视图；
43.图2附图为本发明一种智能蔬菜种植大棚中整体结构后意图；
44.图3附图为本发明一种智能蔬菜种植大棚中a部喷淋装置结构示意图；
45.图4附图为本发明一种智能蔬菜种植大棚中b部保温遮阳层结构示意图；
46.图5附图为本发明一种智能蔬菜种植大棚中二氧化碳发生器正面结构示意图；
47.图6附图为本发明一种智能蔬菜种植大棚中二氧化碳发生器背面结构示意图；
48.图7附图为本发明一种智能蔬菜种植大棚中收卷装置结构示意图；
49.图8附图为本发明一种智能蔬菜种植大棚中控制原理示意图；
50.其中，1为大棚本体；11为后墙；12为侧墙；13棚顶；131为支撑框架；132为保温遮阳层；1321为保温被层；1322为真空玻璃层；1323为遮阴层；2为自动感应探测设备；21为温湿度传感器；22为土壤墒情传感器；23为二氧化碳传感器24为高清摄像头；3为喷淋装置；31为驱动电机；32为喷淋头；33为滚轮；4为二氧化碳发生器；41为热分解装置；42为连接板；43为氨气吸收器；44为支撑板；45为加料密封盖；46为加热器；47为溢流口阀门；48为排废阀门；49为微孔过滤器；410为加水密封盖；411为二氧化碳排气口；412为液位管；413为连通管；414为排氨水阀门；415为混合气管；416为阀门；417为时间控制器；51为开关电机；511为挡
板；52为风机；53为雾化网；6为中央控制器；7为收卷装置；71为收卷电机；72为滚轮。
具体实施方式
51.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
52.如图1～图6所示，本实施例实施例公开了一种智能蔬菜种植大棚，其特征在于，包括大棚本体，自动感应探测设备2，喷淋装置3，二氧化碳发生器4，调节系统5以及中央控制器6。
53.大棚本体包括后墙11、侧墙12以及棚顶13；大棚本体外侧设有蓄水池、农药池、肥料池；
54.自动感应探测设备2包括温湿度传感器21、土壤墒情传感器22、二氧化碳传感器23以及高清摄像头24；
55.喷淋装置3设于棚顶13，且与蓄水池、农药池、肥料池分别连通；
56.二氧化碳发生器4设于大棚本体内部；进出门设置于侧墙上。
57.调节系统5为多个且固定于后墙11上；
58.中央控制器6输入端与温湿度传感器21、土壤墒情传感器22、二氧化碳传感器23以及高清摄像头24输出端连接；且中央控制器6传输端与喷淋装置3、二氧化碳发生器4，调节系统5电连接。
59.其中墒,指土壤适宜植物生长发育的湿度。墒情,指土壤湿度的情况。土壤湿度是土壤的干湿程度,即土壤的实际含水量。土壤墒情直接影响着农作物的生长质量和速度。除了土壤墒情,土壤温度、土壤电导率以及土壤氮磷钾、土壤ph值等参数也对作物的生长起着十分重要的作用。土壤温度对作物生育和土壤中微生物活动以及各种养分的转化、土壤水分蒸发和运动都有很大影响。在一定的温度范围内,土温越高,作物的生长发育就越快；土温过低,微生物活动减弱,有机质难于分解,农作物的根系呼吸降低,造成作物养分缺乏,生长变缓。
60.土壤电导率用于描述土壤盐分状况,它包含了反映土壤质量和物理性质的丰富信息。例如:土壤中的盐分、水分、温度、有机质含量和质地结构都不同程度影响着土壤电导率。有效获取土壤的电导率值,对于确定各种田间参数时空分布的差异有重大意义。土壤中微量元素的含量较低或者较高都不利于对植物的生长。比如向土壤中过量施入磷肥时,磷肥中的磷酸根离子与土壤中的钙、镁等阳离子结合形成难溶性磷酸盐,既浪费磷肥,又破坏了土壤团粒结构,致使土壤板结。
61.优选的，采用多土层土壤土壤墒情传感器；
62.本发明能够有效的利用自动感应探测设备2中的温湿度传感器21、土壤墒情传感器22、二氧化碳传感器23以及高清摄像头24对大棚中所有作物蔬菜的生长情况，生长环境，包括生长时间段，土壤温湿度，土壤成分，大棚内温度，湿度，二氧化碳浓度等进行数据收集，通过中央控制器6控制相应的喷淋装置3、二氧化碳发生器4，调节系统5进行调节，是蔬菜位于一个智能的控制室内，生长参数可控，节省人力。
63.如图4所示：本实施例中，棚顶13包括设于内侧的支撑框架131，以及支撑框架131的顶部的保温遮阳层132，保温遮阳层132自上向下依次设置保温被层1321、真空玻璃层1322、遮阴层1323。
64.本发明棚顶13采用多层设计，能够有效的保证冬季大棚的内部温度，并且真空玻璃采用高强度玻璃，真空玻璃的使用本实施例中解决了现有的采用塑料薄膜的污染，易损，不能长时间使用，透光性等问题；采用保温被层1321、真空玻璃层1322、遮阴层1323三种相结合，能够针对不同时期的蔬菜带来不同的光照时长以及光照强度，保证蔬菜的正常快速生长。
65.如图3所示：本实施例中，支撑框架131下端设有交错的十字形滑轨，喷淋装置3喷淋装置3包括驱动电机31，喷淋头32，滚轮33；滚轮33与驱动电机31的电机轴固定，滚轮33与十字形滑轨滑动连接，喷淋头32设于驱动电机31的另一端且通过加压泵与蓄水池、农药池、肥料池连通；驱动电机31和加压泵与中央控制器6电连接。
66.本发明采用自动化控制，利用中央控制器根据接收的来自自动感应探测设备的数据，针对不同的区域进行针对性的施肥，施水，施药等，其针对性强，不会造成1、过湿或者过干，影响蔬菜的生长；2、其次不良的施肥环境，大量化肥的使用导致土壤的本质发生改变，制约了蔬菜的生长；
67.更加具体的，喷淋装置3为多个，均匀分布于大棚中，在大棚中的交错的十字形滑轨进行行进，到达指定位置，进行指定操作。
68.本实施例中，还包括收卷装置7，收卷装置包括收卷电机71以及滚轴72，收卷电机71和滚轴72为两个，分别固定在后墙11上，且位于真空玻璃层1322的上下两侧，两个滚轴72分别与两个收卷电机71传动连接，保温被层1321与遮阴层1323分别卷曲于两个滚轴72上。
69.收卷电机71与中央控制器6电连接。
70.本发明，收卷装置7可以有效的通过中央控制器6控制针对不同时期，不同的光照需求以及温度要求进行合理的控制，中央控制器6可以自动通过网关获取相关蔬菜的种植培养要求，不同时期不同控制，有利于蔬菜的健康快速生长。
71.如图5所示：本实施例中，二氧化碳发生器4包括热分解装置41，热分解装置41侧壁通过连接板42和氨气吸收器43侧壁固定连接，且底端都固定连接在支撑板44上；
72.热分解装置41顶端设有加料密封盖45，底部设有加热器46，侧壁设有溢流口阀门47、排废阀门48；
73.氨气吸收器43内部设有微孔过滤器49，顶端设有加水密封盖410，侧壁设有二氧化碳排气口411、液位管412、连通管413、排氨水阀门414以及混合气管415；混合气管415和热分解装置41连通，微孔过滤器49和混合气管415连通，液位管412和溢流口阀门47、连通管413连通，连通管413上设有阀门416且和热分解装置41连通；
74.连接板42上设有时间控制器417，时间控制器417与中央控制器6电连接。
75.本发明，通过加热的方式使碳酸氢铵在热分解反应器内分解生产氨气、水和二氧化碳气体，氨气和二氧化碳气体和部分水蒸气通过混合气管进入氨气吸收器，混合气体经过微孔过滤器后，氨气和水蒸气完全被水吸收。二氧化碳气体同体积溶解在水中后，过滤水成为二氧化碳饱和溶液，多余的二氧化碳气体排出对温室大棚进行二氧化碳气体补充。氨气吸收器内设置的微孔过滤器可以使气体缓慢、均匀、充分的溶解到水中，避免因过滤孔过
大产生气体的爆沸现象，导致氨气吸收不完全和吸收液随输气管上流现象发生。溢流口阀门的设置是提供液位的最大上限值，防止加水过多导致氨水随输气管外泄现象。氨气吸收器上设置液位管，可以通过液位不同来调节氨气吸收器内的二氧化碳的体积，从而改变二氧化碳气体的初始压力，根据温室大棚的长度来确定二氧化碳气体初始压力大小，温室大棚长度和二氧化碳气体初始压力成正比。不需要外部增压条件就可以实现60米以上温室大棚的均匀布气。降低了能耗并且避免了因现有技术气泵的故障影响二氧化碳的及时补充。因此本发明氨气吸收完全充分、二氧化碳气体可以实现长距离输送并且布气均匀、运行稳定，使用方便，能耗低。
76.时间控制器417有中央控制器6控制，可以根据大棚内二氧化碳含量确定加料量，然后根据不同的加料量通过时间控制器来设定加热时间，确保原料的充分分解和低能耗运行。
77.本实施例中，大后墙11上设有通风孔，调节系统5，包括
78.开关电机51，开关电机51的旋转轴上安装挡板511，开关电机51设于通风孔上端，且挡板511旋转遮挡通风孔；
79.风机52，风机52设于通风孔内侧；
80.雾化网53，雾化网53设于风机52的一侧且位于通风孔外部，雾化网53为管路交织而成，管路上设置多个毛细孔，且另一端通过水泵与蓄水池连通，蓄水池内设有加温降温装置；
81.开关电机51，风机52，水泵以及加温降温装置均与中央控制器6电连接。
82.本发明，通过调节系统5，可以有效对大棚内温度湿度进行调节，保证蔬菜的生长要求。
83.本实施例中，还包括客户端，客户端与中央控制器6电连接。
84.本发明，使用者还可以通过客户端对大棚内的参数进行监控，并且可以根据实际需求，进行人员远程操控，包括温度控制，湿度控制，施肥控制等，使用方便便捷，能够实时以及记录大棚内蔬菜的生长，也便于后期的宣传等。
85.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。