一种用于调控温室内温度和湿度的系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于温室控制技术领域，具体涉及一种用于调控温室内温度和湿度的系 统。
【背景技术】
[0002] 温室是指通过人工干预的方式来对指定区域内的温度、湿度、光照、土壤水分、养 分和CO2浓度等诸多环境因素进行综合调控，使之适合所培育作物的生长需求，由于它摆脱 了地点、季节和外界气候的影响和限制，从而能够有效地改善农业生态、生产条件，促进农 业资源的科学开发和合理利用，提高土地产出率、劳动生产率和社会经济效益。因此，在世 界范围内得到了广泛的应用。
[0003] 世界各国的现代温室，于20世纪60年代逐步完善并快通发展。第二次世界大战 后，随着经济的迅速恢复和快速发展，人们的生活质量大幅度提高，对农产品需求提出了更 高的要求；随着科学技术的进步，钢铁化学工业的振兴和石油的廉价开发以及工业水平的 不断提高，工程技术在农业生产上得到了广泛的应用，也加快了农业的工业化进程。设施农 业应运面生，在全球迅速倔起，并形成资金、技术、劳动力密集型的高新技术产业.也是当 今世界最具活力的产业之一，现代温室也随之快速发展，并向材料结构现代化、环境控制自 动化、规模面积大型化的方向发展。
[0004] 近10年来，我国温室产业取得很大的发展，但是与发达国家相比，我国的现代化 设施农业水平还有较大差距，还尚未开发出较成熟的国产化系列温室。我国的塑料大棚和 温室的面积约占世界的二分之一，但其中大部分是低档塑料薄膜温室、设施环境可控程度 和水平还比较低、抗御自然灾害能力差、工程科技含量也较低、设施水平和机械化水平低、 抗御自然灾害能力差，耕地浪费严重和运行成本较高等方面还待进一步改造。国外多为 连栋温室，网络通讯技术在温室控制和管理系统中得到广泛的应用，而我国目前只有钢管 装配式塑料大棚和玻璃温室有国家标准和工厂系列产品，且应用的仅占设施载培面积的 10%，绝大部分是结构简单、农民自行建造的塑料日光温室，只能起一定的保温作用，根本 不能对光、温、湿、气等环境因子进行调控；无专用小型作业机具，作业主要靠人力，劳动生 产效率低，只相当于发达国家的1/10,甚至1/100。由此可见，能否发明出一种劳动效率高、 可操作性强，并有效对光、温、湿、气环境因此进行调控的系统，成为本领域技术人员亟待解 决的技术问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的之一是解决针对温室环境下设施环境可控程度和水平低、抗御自然 灾害能力差、工程科技含量也较低、设施水平和机械化水平低、抗御自然灾害能力差的问 题，。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
[0007] 一种用于调控温室内温度和湿度的系统，包括自然通风系统、湿垫通风系统、外遮 阳系统、屋顶喷淋系统、参数检测装置和微控制器，所述参数检测装置和微控制器电信息连 接，所述微控制器和所述自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统电信息 连接。
[0008] 所述的参数检测装置包括热电偶传感器和温度传感器。
[0009] 所述微控制器包括采集数据模块、数据分析模块、自检模块、温室参数控制模块， 所述微控制器通过采集数据模块进行参数的实时采集、显示和保存，将采集的数据输入所 述数据分析模块确定温室内作物可生长的温度和湿度的标准范围值，将所述标准范围值输 入自检模块，建立自检模块中的标准范围值，然后开始进行参数检测，将所述采集参数输入 自检模块同标准范围值进行对比得出结果，所述温室参数控制模块根据自检模块得出的结 果发出启动指令，调控自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统。
[0010] 所述数据分析模块将采集的数据用线性函数、对数函数、二项式函数、乘幂函数和 指数函数进行拟合，判断温室内温度和湿度的最佳函数关系，利用最佳函数关系结合温室 内作物的最低生长温度、最高生长温度、最佳湿度数值，确定温室内作物可生长的温度和湿 度的标准范围值。
[0011] 所述的微控制器连接有用户键盘和显示液晶屏。
[0012] 本发明的有益效果为：
[0013] 本发明的一种用于调控温室内温度和湿度的系统，针对温室的不同种植作物，建 立针对该种作物的最适生长情况，本发明先进行不同种植作物生长温室环境中的的温度和 湿度的参数采集，将参数输入数据分析模块，数据分析模块将采集的数据用线性函数、对数 函数、二项式函数、乘幂函数和指数函数进行拟合，判断温室内温度和湿度的最佳函数关 系，利用最佳函数关系结合温室内作物的最低生长温度、最高生长温度、最佳湿度数值，确 定温室内作物可生长的温度和湿度的标准范围值。本发明的系统更有效的针对不同作物建 立温度和湿度变化标准值的数据库，以有效的对温室内温度和湿度进行控制。
【附图说明】
[0014] 图1所示为本发明一种用于调控温室内温度和湿度的系统框图。
[0015] 图2所示为本发明一种用于调控温室内温度和湿度实施例1检测温度和湿度关系 折线图。
[0016] 图3所示为本发明一种用于调控温室内温度和湿度实施例1检测温度和湿度关系 点状图。
【具体实施方式】
[0017] 下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中 描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达 到更好的技术效果。
[0018] 如图1所示为本发明一种用于调控温室内温度和湿度的系统框图，本发明的一种 用于调控温室内温度和湿度的系统，包括自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶 喷淋系统、参数检测装置和微控制器，所述参数检测装置和微控制器电信息连接，所述微控 制器同所述自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统电信息连接。所述的 参数检测装置包括热电偶传感器和温度传感器。所述微控制器包括采集数据模块、数据分 析模块、自检模块、温室参数控制模块，所述微控制器通过采集数据模块进行参数的实时采 集、显示和保存，将采集的数据输入所述数据分析模块确定温室内作物可生长的温度和湿 度的标准范围值，将所述标准范围值输入自检模块，建立自检模块中的标准范围值，然后开 始进行参数检测，将所述采集参数输入自检模块同标准范围值进行对比得出结果，所述温 室参数控制模块根据自检模块得出的结果发出启动指令，调控自然通风系统、湿垫通风系 统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统。
[0019] 实施例1
[0020] 温室内温度和湿度的最佳标准值的确定：
[0021] 先后开启参数检测装置、自然通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统、湿垫通风系 统，针对室温进行温度和湿度的检测，每30min，进行一次温湿度数据采集，数据结果见图2 和图3所示为本发明一种用于调控温室内温度和湿度实施例1检测温度和湿度关系图，并 将采集数据输入数据分析模块，进行温室内温度和湿度的最佳标准值的确定。
[0022] 具体的，上午8:30的时间，先开启自然通风系统，使温室顶窗打开进行自然通风 系统，排除室内的热量和夜间聚集的水蒸汽，待室内温度升高到一定程度后，9:30关闭自然 通风系统，同时开启外遮阳系统，11:00打开屋顶喷淋系统，室内温度开始下降，并且在以后 的升温过程中，由于屋顶喷淋系统减少了室外热量通过屋顶传入到室内，其升温速度明显 下降。为了降低室内热负荷，12:30开启湿垫通风系统持续30min，室内温度急剧下降，同时 湿度也出现急剧增加，关闭湿垫通风系统后，温室温度开始逐渐回升，再次开启湿垫通风系 统进行降温，使室内温度保持在35°C以下。同样在整个过程中湿度的变化趋势与温度刚好 相反。将采集到的温度和湿度参数，以温度为横坐标，湿度为纵坐标，同一时刻的数据标示 在该坐标体系中得到温湿度关系，如图2和3所示。
[0023] 如图2和3所示本发明一种用于调控温室内温度和湿度实施例1检测温度和湿度 关系图可看出，温湿度的明显关系，分别采用线性函数、对数函数、二项式函数、乘幂函数和 指数函数对图1进行拟合，分别得到上述五种函数的各自拟合相关关系以及各函数拟合的 相关系数，如表1所示。
[0024] 表1温度和湿度拟合关系式
[0025]
【主权项】
1. 一种用于调控温室内温度和湿度的系统，其特征在于：包括自然通风系统、湿垫通 风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统、参数检测装置和微控制器，所述参数检测装置和微控 制器电信息连接，所述微控制器和所述自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶喷 淋系统电信息连接。
2. 根据权利要求1所述的一种用于调控温室内温度和湿度的系统，其特征在于：所述 的参数检测装置包括热电偶传感器和温度传感器。
3. 根据权利要求1所述的一种用于调控温室内温度和湿度的系统，其特征在于：所述 微控制器包括采集数据模块、数据分析模块、自检模块、温室参数控制模块，所述微控制器 通过采集数据模块进行参数的实时采集、显示和保存，将采集的数据输入所述数据分析模 块，确定温室内作物可生长的温度和湿度的标准范围值，将所述标准范围值输入所述自检 模块，建立自检模块中的标准范围值，然后开始进行参数检测，将所述采集参数输入所述自 检模块同标准范围值进行对比得出结果，所述温室参数控制模块根据自检模块得出的结果 发出启动指令，调控自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统。
4. 根据权利要求3所述的一种用于调控温室内温度和湿度的系统，其特征在于：所述 数据分析模块将采集的数据用线性函数、对数函数、二项式函数、乘幂函数和指数函数进行 拟合，判断温室内温度和湿度的最佳函数关系，利用最佳函数关系结合温室内作物的最低 生长温度、最高生长温度、最佳湿度数值，确定温室内作物可生长的温度和湿度的标准范围 值。
5. 根据权利要求3所述的一种用于调控温室内温度和湿度的系统，其特征在于：所述 的微控制器连接有用户键盘和显示液晶屏。
【专利摘要】本发明属于温室控制技术领域，具体涉及一种用于调控温室内温度和湿度的系统，包括自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统、参数检测装置和微控制器，所述参数检测装置和微控制器电信息连接，所述微控制器同所述自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统电信息连接。本发明的系统更有效的针对不同作物建立温度和湿度变化标准值的数据库，以有效的对温室内温度和湿度进行控制。
【IPC分类】A01G9-24
【公开号】CN104838925
【申请号】CN201510219430
【发明人】胡建, 倪福全, 曾赟, 周曼, 杨萍, 李清, 漆力健, 唐科明, 马菁
【申请人】四川农业大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月30日