一种大棚内多控式排风装置及排风方法与流程

本发明涉及农业领域，尤其涉及一种大棚内多控式排风装置及排风方法。

背景技术：

温室大棚内空间狭小，搭棚地比较避风，再加上农药的使用和肥料的作用，致使温室大棚内二氧化碳含量不断降低，越来越多地聚积起有害气体，造成棚内农作物病害的发生，给温室大棚内作物的生长发育带来不利的影响，所以，当温室大棚内的空气成分含量达不到棚内作物的生长需求时，必须进行通风处理，排除棚内的污浊空气，同时，将棚外的新鲜空气置换进来。

对于大多数农户来，他们仍然使用传统的方法来排风，即需要排风的时候，把大棚底部的塑料薄膜掀开；即便是有的使用了排风机，也需要人为的去单独控制每一个排风机的打开和关闭，而且具体通风量和通风时间没法把控，只是根据农户自己的种植经验去操作。这种粗犷式种植，不仅浪费劳力，而且不能很好的控制作物的生长。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的问题，本发明提出了一种大棚内多控式排风装置，包括电源、中央处理单元CPU、身份验证模块、无线数据传输模块、电源转化模块、继电器控制模块、交流接触器控制模块和排风机，其特征在于：

所述电源连接至所述电源转化模块；

所述电源转化模块分别与所述无线数据传输模块、身份验证模块、中央处理单元CPU和继电器控制模块相连；

所述中央控制单元CPU接收来自所述身份验证模块和所述无线数据传输模块的数据，并根据接收的数据控制所述继电器控制模块；

所述继电器控制模块控制所述交流接触器控制模块；

所述交流接触器控制模块控制所述排风机。

优选地，所述交流接触器控制模块控制一个或多个所述排风机。

一种采用所述装置的大棚内多控式排风方法，包括：

步骤101、设定大棚内部气体参数数值的上限阈值和下限阈值；

步骤103、检测大棚内气体参数；

步骤105、将步骤103得到的气体参数数值与上下限阈值相比较，根据比较结果控制排风装置。

优选地，其中步骤101中所述气体参数数值的上下限阈值为根据科学实验获取的植被生长所需参数的数值。

优选地，其中步骤101中所述气体参数包括氧气浓度、二氧化碳浓度、空气湿度、空气温度或有害气体浓度中的一种或多种。

优选地，其中所述步骤105包括：

当所述气体参数数值超出所述上限阈值或者下限阈值时，自动启动一个或多个排风装置；或

当所述气体参数数值超出所述上限阈值或者下限阈值时，发出报警，本地或远程控制启动一个或多个排风装置。

优选地，其中所述步骤105还包括：

步骤1051、当启动一个或多个排风装置后，监测相应的气体参数数值；

步骤1053、将所述气体参数数值与第三阈值进行比较；

步骤1055、根据比较结果，自动控制一个或多个排风装置。

优选地，其中所述第三阈值为设定的该气体参数数值的上限阈值与下限阈值之和的一半。

优选地，其中所述步骤1055还包括：

在由于所述气体参数数值超过上限阈值启动一个或多个排风装置的情况下，当启动一个或多个排风装置后，当检测得到的所述气体参数数值低于第三阈值时，停止所述一个或多个排风装置，返回步骤103，当检测得到的所述气体参数数值不低于第三阈值时，返回步骤1051，继续监测气体参数数值；或

在由于所述气体参数数值低于下限阈值启动一个或多个排风装置的情况下，当启动一个或多个排风装置后，检测得到的所述气体参数数值高于第三阈值时，则停止所述一个或多个排风装置，返回步骤103，当检测得到的所述气体参数数值不高于第三阈值时，返回步骤1051，继续监测气体参数数值。

优选地，其中步骤105还包括：用户本地或远程停止所述一个或多个排风装置中的任意一个或多个，无需参考所述阈值。

本发明解决了以下技术问题：

(1)自动分析排风时间节点：通过配套设备检测到的空气温湿度来自动控制棚内排风的时间点；(2)自动控制排风量：科学合理的控制排风时长，自动打开或关闭排风机，让农作物更有利的生长，增加农作物产量；(3)远程遥控控制智能排风设备与现场手动开启或关闭排风机相配合，省时省力，控制更智能；(4)同时控制多台排风机工作：不论棚的大小和棚内排风机数量的多少，一台智能排风机控制器就能控制所有的棚内的排风机，节约更多的成本。

由此，本发明实现了可以远程遥控指挥，农户可以不在大棚内就能操控排风机排风，科学合理的控制排风时长，如果设置为智能排风模式，设备会根据检测到的棚内温湿度，自动控制排风机的打开关闭，实现精准排风，解放农户的劳动力；同时，控制器能够一带多工作，即一台排风机控制器能够带动多台排风机工作，节约了更多的成本。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

附图1示出了根据本发明实施方式的一种大棚内多控式排风装置的原理图。

附图2示出了根据本发明实施方式的一种大棚内多控式排风方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，根据本发明的实施方式，提出一种大棚内多控式排风装置，包括电源、电源转化模块、无线数据传输模块、身份验证模块、中央控制单元CPU、继电器控制模块、交流接触器控制模块、排风机。其中，所述电源连接至所述电源转化模块；所述电源转化模块分别与所述无线数据传输模块、身份验证模块、中央处理单元CPU和继电器控制模块相连；所述中央控制单元CPU接收来自所述身份验证模块和所述无线数据传输模块的数据，并根据接收的数据控制所述继电器控制模块；所述继电器控制模块控制所述交流接触器控制模块；所述交流接触器控制模块控制所述排风机；所述身份验证模块中使用区块链技术进行防伪。

优选地，电源模块依次包括空气开关，漏电保护器、软启动控制器、强电转弱电模块；380V强电通过开关电源和漏电保护器后，经过软启动控制器把电输送到设备上。软启动控制器可以通过控制自身的导通角，缓慢增加流过的电流，抑制过大的启动电流。

优选地，无线数据传输模块包括2G和ZigBee模块，其中，ZigBee模块主要工作在2.4GHz频段，模块功耗低，支持多级休眠和唤醒，深度休眠功耗小于0.5ua；2G模块采用SIM800A GPRS模块，通过AT指令集，实现了短信控制，同时也可以通过手机上网走流量来遥控控制；并且可以进行设备位置定位，当设备位置移动(丢失情况下)时可以进行短信报警。无线数据传输模块还包括无线收发电路，电源电路，jtag电路，串口转换电路。优选地，无线收发电路通过天线把变化的电流产生出的电磁波发送到远方，实现和主机的无线通信，同时可以对程序进行远程升级；优选地，电源电路是低电压供电，和上位机共用一个电源电路，简化了设计；串口转换电路可实现ZigBee模块和中央处理单元CPU中主芯片的通信；身份验证模块采用全球唯一的IEEE标号，进行身份识别，具有两个作用：一个是反抄袭功能，所有的设备都有唯一的标号，一机一码，只有IEEE匹配了主芯片的ID号，设备才能正常工作；另外，身份识别码内包含了众多厂家的通信协议编码，能够把其他厂家的产品融入这个控制器中，配合使用。其使用区块链技术进行防伪。

优选地，继电器控制模块可以控制多个继电器，能满足现在所有大棚里强电设备同时控制。同时本身含有延时控制，防止三态(正传，翻转，停止)电机在正转完突然反转导致电流急剧上升对设备造成损坏；同时，继电器控制模块可以两种方式交互控制，即手动和遥控，并且他们的状态一致，避免了因为状态不一致的情况下造成设备的损坏。

优选地，在交流接触器控制模块中，交流接触器为可拼接式，一个交流接触器控制模块可以外接多达6个排风机设备，根据需要实现不同数量的连接，灵活操作。所述交流接触器最大可以达到40A，可带负载大。对于功率较小的排风机，一个交流接触器可以同时带动3-5个排风电机。

优选地，中央处理单元CPU中主芯片内包括自动控制算法，具体包含了多种情况下的排风算法，根据不同的地区，不同的农作物，不同的时间段，不同的棚内温湿度等进行不同的自动比对调节，大大的降低了人工的劳动成本。

如图2所示，根据本发明的实施方式，提出一种大棚内多控式排风方法，其包括：

步骤101、设定大棚内部气体参数数值的上限阈值和下限阈值；

步骤103、检测大棚内气体参数；

步骤105、将步骤103得到的气体参数数值与上下限阈值相比较，根据比较结果控制排风装置。

其中，步骤101中所述气体参数数值的上下限阈值为根据科学实验获取的植被生长所需参数的数值。

在不同的生长环境下，对不同植物的生长的影响是不同的。然而，每种植物对环境的要求都存在一个最佳生长参数，当然也存在导致其生长明显减缓或者病虫害多发，或者更适于害虫生长的环境，这些参数的上下限的阈值是根据长期实验或长期种植植物获取的重要经验，当所述气体参数数值高于上限阈值或低于下限阈值时，所述植被生长减缓或易产生病虫害。

其中，步骤101中所述气体参数包括氧气浓度、二氧化碳浓度、空气湿度、空气温度或有害气体浓度中的一种或多种。

根据本发明的方法，通过引入大棚外空气，使得大棚内的该参数数值下降或上升，从而有利于植被生长的参数。

大棚中除了对植物生长产生影响的各项参数之外，也会产生对人体有害的气体，当这些气体达到一定浓度之后，会对耕作的人员产生不利影响。而为了保障工作人员的身体健康，有必要在此类气体浓度升高后，马上启动排风装置，对其进行稀释。

其中，所述步骤105包括：

当所述气体参数数值超出所述上限阈值或者下限阈值时，自动启动一个或多个排风装置；或

当所述气体参数数值超出所述上限阈值或者下限阈值时，发出报警，本地或远程控制启动一个或多个排风装置。

在大棚内会布置多个排风装置，而往往出于不同的目的，用户可能不需要在同一时间启动所有的多个排风装置。根据这一方式，用户可以在气体参数达到上限阈值或者下限阈值时，启动所有的多个排风装置中的一个或多个。

启动的方式，可以事先设定、自动启动。也可以发出声光报警，用户在大棚内的控制设备上一次或多次启动所有或不同的排风设备，这些可以根据用户需要，在控制设备上预先设定。还可以将警报发送给用户的手机或其他移动终端，用户通过手机或移动终端，经由2G、3G、4G、WIFI以及可使用的移动互联方式对一个或多个排风装置进行控制。其可以通过手机或移动终端选择一个或多个排风装置同时或者分别启动。

其中，所述步骤105还包括：

步骤1051、当启动一个或多个排风装置后，监测相应的气体参数数值；

步骤1053、将所述气体参数数值与第三阈值进行比较；

步骤1055、根据比较结果，自动控制一个或多个排风装置。

其中，所述第三阈值为设定的该气体参数数值的上限阈值与下限阈值之和的一半，也可以采用其他任何合适的方式。优选地，一旦数值恢复正常，则停止排风。

其中，所述步骤1055还包括：

在由于所述气体参数数值超过上限阈值启动一个或多个排风装置的情况下，当启动一个或多个排风装置后，当检测得到的所述气体参数数值低于第三阈值时，停止所述一个或多个排风装置，返回步骤103，当检测得到的所述气体参数数值不低于第三阈值时，返回步骤1051，继续监测气体参数数值；或

在由于所述气体参数数值低于下限阈值启动一个或多个排风装置的情况下，当启动一个或多个排风装置后，检测得到的所述气体参数数值高于第三阈值时，则停止所述一个或多个排风装置，返回步骤103，当检测得到的所述气体参数数值不高于第三阈值时，返回步骤1051，继续监测气体参数数值。

其中，步骤105还包括：用户本地或远程启动或者停止所述一个或多个排风装置中的任意一个或多个，无需参考所述阈值。

用户可以通过本地的控制设备直接停止其希望停止的排风装置。排风装置的控制设置在设备安装时就已设定，并且可以根据需要随时更改。

远程和本地控制的优先级以时间最近的控制命令为主，两者之间并没有以哪个为主的。优选地，对于整个系统来说，本地的电源开关可以对所有的设备关闭电源，从而达到一次性控制。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。