土壤濕度自適應調節的智能溫室系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及農業自動化控制領域，尤其涉及一種土壤濕度自適應調節的智能溫室系統。
【背景技術】
[0002]溫室(greenhouse)，又稱暖房，能透光、保溫(或加溫)，用來栽培植物的設施。在不適宜植物生長的季節，能提供生育期和增加產量，多用于低溫季節喜溫蔬菜、花丼、林木等植物栽培或育苗等。
[0003]溫室的種類多，依不同的屋架材料、采光材料、外形及加溫條件等又可分為很多種類，如玻璃溫室、塑料聚碳酸脂溫室；單棟溫室、連棟溫室；單屋面溫室、雙屋面溫室；加溫溫室、不加溫溫室等。溫室結構應密封保溫，但又應便于通風降溫。現代化溫室中具有控制溫濕度、光照等條件的設備，用電腦自動控制創造植物所需的最佳環境條件。
[0004]溫室一般需要考慮以下幾個方面:
1.透光性
溫室是采光建筑，因而透光率是評價溫室透光性能的一項最基本指標。透光率是指透進溫室內的光照量與室外光照量的百分比。溫室透光率受溫室透光覆蓋材料透光性能和溫室骨架陰影率的影響，而且隨著不同季節太陽輻射角度的不同，溫室的透光率也在隨時變化。溫室透光率的高低就成為作物生長和選擇種植作物品種的直接影響因素。一般，連棟塑料溫室在50%~60%，玻璃溫室的透光率在60%~70%，日光溫室可達到70%以上。
[0005]2.保溫性
加溫耗能是溫室冬季運行的主要障礙。提高溫室的保溫性能，降低能耗，是提高溫室生產效益的最直接手段。溫室的保溫比是衡量溫室保溫性能的一項基本指標。溫室保溫比是指熱阻較小的溫室透光材料覆蓋面積與熱阻較大的溫室圍護結構覆蓋面積同地面積之和的比。保溫比越大，說明溫室的保溫性能越好。
[0006]3.耐久性
溫室建設必須要考慮其耐久性。溫室耐久性受溫室材料耐老化性能、溫室主體結構的承載能力等因素的影響。透光材料的耐久性除了自身的強度外，還表現在材料透光率隨著時間的延長而不斷衰減，而透光率的衰減程度是影響透光材料使用壽命的決定性因素。一般鋼結構溫室使用壽命在15年以上。要求設計風、雪荷載用25年一遇最大荷載；竹木結構簡易溫室使用壽命5~10年，設計風、雪荷載用15年一遇最大荷載。
[0007]由于溫室運行長期處于高溫、高濕環境下，構件的表面防腐就成為影響溫室使用壽命的重要因素之一。鋼結構溫室，受力主體結構一般采用薄壁型鋼，自身抗腐蝕能力較差，在溫室中采用必須用熱浸鍍鋅表面防腐處理，鍍層厚度達到150~200微米以上，可保證15年的使用壽命。對于木結構或鋼筋焊接桁架結構溫室，必須保證每年作一次表面防腐處理。
[0008]土壤濕度決定農作物的水分供應狀況。土壤濕度過低，形成土壤干旱，作用光合作用不能正常進行，降低作物的產量和品質；嚴重缺水導致作物凋萎和死亡。土壤濕度過高，惡化土壤通氣性，影響土壤微生物的活動，使作物根系的呼吸、生長等生命活動受到阻礙，從而影響作物地上部分的正常生長，造成徒長、倒伏、病害滋生等。土壤水分的多少還影響田間耕作措施和播種質量，并影響土壤溫度的高低。
[0009]土壤孔隙中水分的保持和運動，受土壤吸水力制約。土壤吸水力是土粒吸附力、毛管力和重力等相互作用的結果，吸水力的單位為大氣壓或帕斯卡。土壤水分對植物的有效性，決定于植物吸水力、土壤吸水力、植物根系的分布和生長速度以及土壤水分的移動性。
[0010]現有的溫室系統一般通過手動灌溉，或者定期自動灌溉，十分麻煩，對于土壤的濕度掌握不充分，影響植物生長。
【發明內容】
[0011]本發明所要解決的技術問題是針對【背景技術】中所涉及的缺陷，提供一種土壤濕度自適應調節的智能溫室系統。
[0012]本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
土壤濕度自適應調節的智能溫室系統，包含若干均勻分布在土壤淺表層、根系分布層和根部以下層的土壤濕度傳感器、若干均勻分布在溫室內部的灌溉噴頭模塊、控制模塊、存儲模塊、設定模塊和顯示模塊；
所述控制模塊分別和各個土壤濕度傳感器、各個灌溉噴頭模塊、存儲模塊、設定模塊、顯不模塊電氣相連；
所述灌溉噴頭模塊包含噴頭和微控制器，其中，微控制器與所述控制模塊電氣相連，用于根據控制模塊的命令控制噴頭的開關；
所述土壤濕度傳感器用于其所在處的土壤濕度，并將其傳遞給所述控制模塊；
所述設定模塊用于設定溫室內的期望土壤濕度；
所述存儲模塊用于存儲所述期望土壤濕度；
所述顯示模塊用于顯示溫室內各個土壤濕度感應器感應到的土壤濕度和期望土壤濕度；
所述控制模塊包含定位單元和控制灌溉單元；
所述定位單元用于將各個土壤濕度感應器感應到的土壤濕度與期望土壤濕度作比較，判斷出需要灌溉的區域后，定位需要灌溉區域的灌溉噴頭模塊；
所述控制灌溉單元用于控制被定位的灌溉噴頭模塊工作。
[0013]作為本發明土壤濕度自適應調節的智能溫室系統進一步的優化方案，所述控制模塊的處理器采用ARM系列單片機。
[0014]作為本發明土壤濕度自適應調節的智能溫室系統進一步的優化方案，所述控制模塊的處理器采用SAA7750單片機。
[0015]作為本發明土壤濕度自適應調節的智能溫室系統進一步的優化方案，所述存儲模塊采用SDRAM。
[0016]作為本發明土壤濕度自適應調節的智能溫室系統進一步的優化方案，所述存儲模塊的型號為K4S561632。
[0017]作為本發明土壤濕度自適應調節的智能溫室系統進一步的優化方案，所述顯示模塊采用液晶顯示器。
[0018]本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:
1.結構簡單，使用方便；
2.能夠按照預設的期望土壤濕度自動調節土壤濕度，節省了大量人力。
【具體實施方式】
[0019]下面對本發明的技術方案做進一步的詳細說明:
本發明公開了一種土壤濕度自適應調節的智能溫室系統，包含若干均勻分布在土壤淺表層、根系分布層和根部以下層的土壤濕度傳感器、若干均勻分布在溫室內部的灌溉噴頭模塊、控制模塊、存儲模塊、設定模塊和顯示模塊；
所述控制模塊分別和各個土壤濕度傳感器、各個灌溉噴頭模塊、存儲模塊、設定模塊、顯不模塊電氣相連；
所述灌溉噴頭模塊包含噴頭和微控制器，其中，微控制器與所述控制模塊電氣相連，用于根據控制模塊的命令控制噴頭的開關；
所述土壤濕度傳感器用于其所在處的土壤濕度，并將其傳遞給所述控制模塊；
所述設定模塊用于設定溫室內的期望土壤濕度；
所述存儲模塊用于存儲所述期望土壤濕度；
所述顯示模塊用于顯示溫室內各個土壤濕度感應器感應到的土壤濕度和期望土壤濕度；
所述控制模塊包含定位單元和控制灌溉單元；
所述定位單元用于將各個土壤濕度感應器感應到的土壤濕度與期望土壤濕度作比較，判斷出需要灌溉的區域后，定位需要灌溉區域的灌溉噴頭模塊；
所述控制灌溉單元用于控制被定位的灌溉噴頭模塊工作。
[0020]所述控制模塊的處理器采用ARM系列單片機，優先采用SAA7750單片機。
[0021]所述存儲模塊采用SDRAM，其型號優先采用K4S561632。
[0022]所述顯示模塊采用液晶顯示器。
[0023]本技術領域技術人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0024]以上所述的【具體實施方式】，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的【具體實施方式】而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.土壤濕度自適應調節的智能溫室系統，其特征在于，包含若干均勾分布在土壤淺表層、根系分布層和根部以下層的土壤濕度傳感器、若干均勻分布在溫室內部的灌溉噴頭模塊、控制模塊、存儲模塊、設定模塊和顯示模塊； 所述控制模塊分別和各個土壤濕度傳感器、各個灌溉噴頭模塊、存儲模塊、設定模塊、顯不模塊電氣相連； 所述灌溉噴頭模塊包含噴頭和微控制器，其中，微控制器與所述控制模塊電氣相連，用于根據控制模塊的命令控制噴頭的開關； 所述土壤濕度傳感器用于其所在處的土壤濕度，并將其傳遞給所述控制模塊； 所述設定模塊用于設定溫室內的期望土壤濕度； 所述存儲模塊用于存儲所述期望土壤濕度； 所述顯示模塊用于顯示溫室內各個土壤濕度感應器感應到的土壤濕度和期望土壤濕度； 所述控制模塊包含定位單元和控制灌溉單元； 所述定位單元用于將各個土壤濕度感應器感應到的土壤濕度與期望土壤濕度作比較，判斷出需要灌溉的區域后，定位需要灌溉區域的灌溉噴頭模塊； 所述控制灌溉單元用于控制被定位的灌溉噴頭模塊工作。
2.根據權利要求1所述的土壤濕度自適應調節的智能溫室系統，其特征在于，所述控制模塊的處理器采用ARM系列單片機。
3.根據權利要求2所述的土壤濕度自適應調節的智能溫室系統，其特征在于，所述控制模塊的處理器采用SAA7750單片機。
4.根據權利要求1所述的土壤濕度自適應調節的智能溫室系統，其特征在于，所述存儲模塊采用SDRAM。
5.根據權利要求4所述的土壤濕度自適應調節的智能溫室系統，其特征在于，所述存儲模塊的型號為K4S561632。
6.根據權利要求1所述的土壤濕度自適應調節的智能溫室系統，其特征在于，所述顯示模塊采用液晶顯示器。
【專利摘要】本發明公開了一種土壤濕度自適應調節的智能溫室系統，包含若干均勻分布的土壤濕度傳感器、若干均勻分布在溫室內部的灌溉噴頭模塊、控制模塊、存儲模塊、設定模塊和顯示模塊，其中，灌溉噴頭模塊包含噴頭和微控制器，微控制器用于根據控制模塊的命令控制噴頭的開關；土壤濕度傳感器用于其所在處的土壤濕度；設定模塊用于設定溫室內的期望土壤濕度；存儲模塊用于存儲所述期望土壤濕度；顯示模塊用于顯示各個土壤濕度感應器的土壤濕度和期望土壤濕度；控制模塊用于定位需要灌溉區域的灌溉噴頭模塊并控制其工作。本發明結構簡單，使用方便，能夠自動調節土壤濕度，具有較大的實用價值。
【IPC分類】A01G9-24
【公開號】CN104798632
【申請號】CN201510210872
【發明人】葉強, 章隆泉, 過俊宏, 葉飛, 肖運根
【申請人】無錫市崇安區科技創業服務中心
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月29日