二氧化碳自適應(yīng)調(diào)節(jié)的智能溫室系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)自動化控制領(lǐng)域，尤其涉及一種二氧化碳自適應(yīng)調(diào)節(jié)的智能溫室系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]溫室(greenhouse)，又稱暖房，能透光、保溫(或加溫)，用來栽培植物的設(shè)施。在不適宜植物生長的季節(jié)，能提供生育期和增加產(chǎn)量，多用于低溫季節(jié)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(jié)構(gòu)應(yīng)密封保溫，但又應(yīng)便于通風(fēng)降溫?，F(xiàn)代化溫室中具有控制溫濕度、光照等條件的設(shè)備，用電腦自動控制創(chuàng)造植物所需的最佳環(huán)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(nèi)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(jié)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(chǎn)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(jié)構(gòu)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(shè)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(jié)構(gòu)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(xiàn)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(jié)構(gòu)溫室使用壽命在15年以上。要求設(shè)計風(fēng)、雪荷載用25年一遇最大荷載；竹木結(jié)構(gòu)簡易溫室使用壽命5~10年，設(shè)計風(fēng)、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(huán)境下，構(gòu)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(jié)構(gòu)溫室，受力主體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)或鋼筋焊接桁架結(jié)構(gòu)溫室，必須保證每年作一次表面防腐處理。
[0008]空氣中的二氧化碳含量一般占體積的0.033% (即0.65mg / L，0°C，1lkPa)，對植物的光合作用來說是比較低的。如果二氧化碳濃度更低，光合速率急劇減慢。光合作用減慢則不利于植物的生長發(fā)育。所以，在植物工廠內(nèi)培育植物的過程中，我們可以適當增加二氧化碳的濃度以促進作物的光合作用。但是二氧化碳濃度并不是越高越好。二氧化碳濃度過高會帶來以下影響:
第一，大量研宄表明，大氣中C02濃度增加，短期內(nèi)會使植物光合作用速率上升，但經(jīng)過較長一段時間后，光合作用速率將逐漸下降，這可能是C02光合馴化的結(jié)果，導(dǎo)致植物體內(nèi)Rubisco活力下降以及光合作用產(chǎn)物的“源-庫”平衡受到破壞。
[0009]第二，環(huán)境中C02濃度升高會導(dǎo)致植物氣孔的關(guān)閉，從而使氣孔導(dǎo)度降低。
[0010]第三，高濃度C02條件下，隨著光合速率提高，植物葉片中的淀粉、多糖增加(Finn，1982)。而且大多數(shù)植物種子的核酸、蛋白質(zhì)、氨基酸等含量都有不同程度的下降。
[0011]綜上所述，二氧化碳濃度過高過低對植物的生長都是不利的。經(jīng)過調(diào)查研宄發(fā)現(xiàn)，在溫、光、水、肥等較為適宜的條件下，對生菜、空心菜等蔬菜作物來說，在苗期和定植期將二氧化碳濃度維持在0.05%-0.06%就可以進行高效率的光合作用。在蔬菜成熟期，二氧化碳濃度達到0.08%-0.15%最為適宜，蔬菜產(chǎn)量的提高也最為明顯。
[0012]溫室內(nèi)由于環(huán)境密閉，一方面容易出現(xiàn)二氧化碳分布不均勻，另一方面很容易出現(xiàn)二氧化碳含量過低的現(xiàn)象?，F(xiàn)有的溫室系統(tǒng)一般沒有針對二氧化碳做專門的優(yōu)化，僅僅通過定期通風(fēng)的做法，沒有考慮各種植物對二氧化碳的需求，對植物的生長不利。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對【背景技術(shù)】中所涉及的缺陷，提供一種二氧化碳自適應(yīng)調(diào)節(jié)的智能溫室系統(tǒng)。
[0014]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
二氧化碳自適應(yīng)調(diào)節(jié)的智能溫室系統(tǒng)，包含設(shè)置在溫室內(nèi)不同位置處的若干二氧化碳傳感器、室內(nèi)空氣循環(huán)模塊、通風(fēng)模塊、控制模塊、存儲模塊、設(shè)定模塊和顯示模塊；
所述控制模塊分別和各個二氧化碳傳感器、室內(nèi)空氣循環(huán)模塊、通風(fēng)模塊、存儲模塊、設(shè)定模塊、顯示模塊電氣相連；
所述二氧化碳傳感器用于感應(yīng)其所在位置處的二氧化碳濃度，并將其傳遞給所述控制豐吳塊；
所述室內(nèi)空氣循環(huán)模塊用于使得溫室內(nèi)的空氣循環(huán)流動；
所述通風(fēng)模塊用于溫室內(nèi)外的空氣交換；
所述設(shè)定模塊用于設(shè)定溫室內(nèi)的期望二氧化碳濃度；
所述存儲模塊用于存儲所述期望二氧化碳濃度；
所述顯示模塊用于顯示溫室內(nèi)各個二氧化碳傳感器感應(yīng)到的二氧化碳濃度和期望二氧化碳濃度；
所述控制模塊包含室內(nèi)空氣循環(huán)控制單元和通風(fēng)控制單元；
所述室內(nèi)空氣循環(huán)控制單元用于在任意一個二氧化碳傳感器感應(yīng)到的二氧化碳濃度大于等于預(yù)設(shè)的第一二氧化碳濃度閾值時，控制室內(nèi)空氣循環(huán)模塊工作；
所述通風(fēng)控制單元用于在溫室內(nèi)二氧化碳的平均濃度大于預(yù)設(shè)的第二二氧化碳濃度閾值時，控制通風(fēng)模塊工作。
[0015]作為本發(fā)明二氧化碳自適應(yīng)調(diào)節(jié)的智能溫室系統(tǒng)進一步的優(yōu)化方案，所述控制模塊的處理器采用ARM系列單片機。
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