一種智能型溫室大棚光控系統的製作方法

2023-04-28 12:19:56

本發明適用於人工控制的大棚生產領域，具體涉及一種智能型溫室大棚光控系統。

背景技術：

隨著農業技術的發展，溫室大棚生產因為其巨大的效益而廣泛推廣。但是當前的生產設備中，存在一個很大的問題就是補光的消耗。為了給溫室大棚內的農作物提供充足的光照，需要消耗很大的能源來提供充足的光照。本智能性溫室大棚光控系統，能夠在利用太陽光的基礎上提供充足的光照條件，在儘可能節約能源的情況下提供足夠農作物生產的光源。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種智能型溫室大棚光控系統。

本發明的技術方案如下，智能型溫室大棚光控系統包括：溫室殼體單元、照明單元、檢測單元、中樞控制單元、交互單元、支撐單元、傳動單元；

所述的溫室殼體單元包括四側牆體部分和頭頂蓋部分；所述的交互單元、中樞控制單元、傳動單元設置在四側牆體部分；照明單元、檢測單元設置在支撐單元上；支撐單元設置在四側牆體之間,中樞控制單元分別與傳動單元、交互單元、照明單元、檢測單元相連,傳動單元與支撐單元相連。

優選的，所述的四側牆體部分和頭頂蓋部分採用透明的雙層玻璃，層與層之間抽成真空。

優選的，所述的交互單元為鍵盤和液晶屏。

優選的，所述的中樞控制單元為MSP430單片機及其外圍電路。

優選的，所述的支撐單元包括上支撐部分和下支撐部分，上支撐部分由間距恆定縱橫交錯的支撐杆構成，支撐杆的兩頭設置在傳動單元上，支撐杆交錯產生的矩形內部設有網，照明單元設置在網上；下支撐部分由間距恆定縱橫交錯的支撐杆構成，支撐杆的兩頭設置在傳動單元上，檢測單元設置在下支撐單元的交錯節點上；上支撐部分位於下支撐部分的上部。

優選的，所述的照明單元包括均勻分布的並聯LED燈、解碼電路和開關電路；解碼電路與中樞控制單元和開關電路相連，開關電路和每盞LED燈一對一連接。

優選的，所述的檢測單元為光強度傳感器。所述的傳動單元為絲杆。

本發明能夠在利用太陽光的基礎上提供充足的光照條件，在儘可能節約能源的情況下提供足夠農作物生產的光源。

附圖說明

圖1為本發明智能型溫室大棚光控系統的示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，智能型溫室大棚光控系統包括：溫室殼體單元、照明單元、檢測單元、中樞控制單元、交互單元、支撐單元、傳動單元；

所述的溫室殼體單元包括四側牆體部分和頭頂蓋部分；所述的交互單元、中樞控制單元、傳動單元設置在四側牆體部分；照明單元、檢測單元設置在支撐單元上；支撐單元設置在四側牆體之間,中樞控制單元分別與傳動單元、交互單元、照明單元、檢測單元相連,傳動單元與支撐單元相連。

優選的，所述的四側牆體部分和頭頂蓋部分採用透明的雙層玻璃，層與層之間抽成真空。玻璃的透明結果是為了透入太陽光照，為植物提供光照和提升溫度，最大程度地利用自然光照，節省能源；層與層之間抽成真空是為了更好的隔熱，使得溫室內的溫度更容易控制在農作物生長最適合的溫度範圍內。

優選的，所述的支撐單元包括上支撐部分和下支撐部分，上支撐部分由間距恆定縱橫交錯的支撐杆構成，支撐杆的兩頭設置在傳動單元上，支撐杆交錯產生的矩形內部設有網，照明單元設置在網上；下支撐部分由間距恆定縱橫交錯的支撐杆構成，支撐杆的兩頭設置在傳動單元上，檢測單元設置在下支撐單元的交錯節點上；上支撐部分位於下支撐部分的上部。

在本發明的一個具體實施例中，所述的交互單元為鍵盤和液晶屏。鍵盤模塊：鍵盤採用矩陣式4X4鍵盤，單片機通過行和列的掃描可以讀取到用戶輸入的值。液晶屏模塊：液晶屏採用TFT5寸彩色液晶屏模塊，顯示當時各區域的光敏傳感器所在區域的光強值。並且通過單片機的記錄的當日的每小時整點的光強度數據，可以繪製每個區域的光強曲線。用戶可以檢測這些曲線判斷大棚內的光強系統的工作日變化情況。

在本發明的一個具體實施例中，所述的中樞控制單元為MSP430單片機及其外圍電路。所述的照明單元包括均勻分布的並聯LED燈、解碼電路和開關電路；解碼電路與中樞控制單元和開關電路相連，開關電路和每盞LED燈一對一連接。所述的檢測單元為光強度傳感器。所述的傳動單元為絲杆。LED燈所在的物理位置為大棚頂蓋的位置。LED燈的控制開關為電磁開關，LED燈是否接通由電磁開關決定。而電磁開關的接入晶體三極體的發射機，其基極與單片機MSP430的普通IO口相連接。

本發明系統的工作流程如下：

1)初始化設備

接入電源，對照明單元、檢測單元、中樞控制單元、交互單元、傳動單元進行供電。通過鍵盤輸入數值，調節上支撐部分和下支撐部分，使得下支撐部分略高於大棚內的農作物，上支撐部分到地面的距離為下支撐部分到地面距離的兩倍。對於不同大棚內的農作物，設定不同光強設定值。

2)檢測環節

由於該系統的溫室殼體單元採用透明雙層玻璃設計，為的是能夠充分利用太陽光資源。太陽光能夠透過透明外殼照射到溫室內。但是太陽光的強度在一天之內是存在變化的，因此需要檢測照射到農作物上的光強度值。設置在低支撐部分上交錯節點的光強度傳感器獲取照射到農作物上光強度值，將各個交錯節點的光強度值傳給MSP430單片機。

3)補光環節

MSP430單片機接受到當前各個交錯節點的實際光強度值時，與初始化環節輸入當前農作物設定的光強值進行對比。當實際光強值比設定光強值高時，中樞控制單元減少對應交錯矩形網上的被點亮的LED燈的數目，直到被點亮的LED燈數目為零，或是檢測到實際光強值已經比設定值低時停止減少被點亮的LED燈數目。當處於是檢測到實際光強值已經比設定值低時的情況下，MSP430單片機再增加一盞點亮的LED燈。當實際光強值比設定光強值低時，中樞控制單元增加對應交錯矩形網上的被點亮的LED等數目，直到實際光強值比設定光強值要高。