一种温室大棚环境监测装置.pdf

19 中华人民共和国 国家知识产权局 12 发明专利申请 10 申请公布号 43 申请公布日 21 申请号 202010023137 4 22 申请日 2020 01 09 71 申请人 潍 坊科技学院 地址 262700 山东省潍 坊市寿光市学院路 166号 72 发明人 张钦刚 李霞 刘炳国 74 专利代理机构 北京鱼爪知识产权代理有限 公司 1 1754 代理人 周雪峰 51 Int Cl A01G 9 14 2006 01 A01G 9 24 2006 01 G01D 21 02 2006 01 54 发明名称 一种温室大棚环境 监测装置 57 摘要 本发明提供一种温室大棚环境监测装置 涉 及大棚环境监测领域 一种温室大棚环境监测装 置 包含用于检测大棚环境的环境监测单元 控 制器以及设于大棚内的环境调节单元 所述环境 监测单元包含分别与控制器电连接的温度传感 器和灰尘传感器 所述温度传感器为两个且分别 设于大棚内 外 所述环境调节单元包含分别与 控制器电连接的通风装置和防尘装置 本发明解 决了大棚环境粉尘对人身体危害大和以及不便 温度调节的问题 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 111108968 A 2020 05 08 CN 111108968 A 1 一种温室大棚环境监测装置 其特征在于 包含用于检测大棚环境的环境监测单元 控制器以及设于大棚内的环境调节单元 所述环境监测单元包含分别与控制器电连接的温 度传感器和灰尘传感器 所述温度传感器为两个且分别设于大棚内 外 所述灰尘传感器设 于大棚内部 所述环境调节单元包含分别与控制器电连接的通风装置和防尘装置 2 根据权利要求1所述的一种温室大棚环境监测装置 其特征在于 所述环境监测单元 还包含与控制器电连接的湿度传感器 所述环境调节单元包含与控制器电连接的喷水装 置 3 根据权利要求1所述的一种温室大棚环境监测装置 其特征在于 所述大棚上设有通 风孔 所述通风装置包含朝通风孔方向滑动设置在大棚内的遮挡结构以及输出轴与遮挡结 构连接以使遮挡结构滑动进而实现关闭或打开通风孔的驱动电机 所述驱动电机与控制器 电连接 4 根据权利要求3所述的一种温室大棚环境监测装置 其特征在于 所述通风孔为两个 且相对设置 所述遮挡结构为两个且分别朝各通风孔方向滑动设置 所述遮挡结构之间连 接有联动轴 所述驱动电机的输出轴与联动轴侧部连接 5 根据权利要求1所述的一种温室大棚环境监测装置 其特征在于 所述大棚上设有相 对设置的两个对流孔 所述防尘装置包含两端分别通过两个对流孔与大棚内部连通的循环 管道 所述循环管道内部设有气流方向沿循环管道延伸方向设置的抽气泵 且气流方向的 进气端和出气端分别设有过滤网 所述抽气泵与控制器电连接 6 根据权利要求2所述的一种温室大棚环境监测装置 其特征在于 所述喷水装置包含 可转动地竖直设置在大棚内的连接杆 连接在连接杆上的进水管 进水端连接在进水管的 出水一端且出水端朝向连接杆一侧的喷洒头以及输出轴连接在连接杆上的动力机 所述动 力机与控制器电连接 7 根据权利要求1所述的一种温室大棚环境监测装置 其特征在于 所述环境监测单元 还包含语音识别装置 所述环境调节单元包含防盗装置 8 根据权利要求7所述的一种温室大棚环境监测装置 其特征在于 所述防盗装置包含 警报器 9 根据权利要求1所述的一种温室大棚环境监测装置 其特征在于 所述环境监测单元 还包含与控制器电连接的二氧化碳浓度传感器 权 利 要 求 书 1 1 页 2 CN 111108968 A 一种温室大棚环境监测装置 技术领域 0001 本发明涉及大棚环境监测领域 具体而言 涉及一种温室大棚环境监测装置 背景技术 0002 由于近年来我国在大力发展温室大棚种植技术 特别是北方冬季的温室蔬菜大棚 渐渐进入规模化生产种植 传统温室大棚的日常作业比较多 在北方冬日里的白天中午 日 照强度比较大 温室大棚内温度上升比较快 此时 为了使温室大棚内的温度恒定 需要给 温室大棚进行通风换气和散热 而当下午太阳偏西下落时 温室大棚内的温度开始下降 又 需要将给温室大棚通风换气和散热的通道关闭 以保证温室大棚内部的温度恒定 目前的 传统温室大棚各种功能基本都是靠人工手动操作来实现的 劳动强度很大 效率非常低下 其中非常关键的温室大棚的通风口的启闭更是靠人工手拉绳子来实现的 效率很低 不能 精确的控制温室大棚中的温度 无法及时响应温室大棚中温度的变化 保证不了温室大棚 中的作物能够处在生长的最佳温度范围之内 并且在通风和日常浇灌时避免不了大棚内空 气中粉尘污染的情况 处于密闭环境中长此以往对农作人员的身体健康特别是呼吸道造成 了严重的危害 因此 目前需要一种能够解决温室大棚不便通风和粉尘污染的大棚环境监 测装置 发明内容 0003 本发明的目的在于提供一种温室大棚环境监测装置 其能够灵活响应大棚内温度 和空气粉尘浓度的变化 适应于作物的生长 解决大棚内粉尘污染造成的危害和温度调节 不便的问题 0004 本发明的实施例是这样实现的 0005 一种温室大棚环境监测装置 包含用于检测大棚环境的环境监测单元 控制器以 及设于大棚内的环境调节单元 所述环境监测单元包含分别与控制器电连接的温度传感器 和灰尘传感器 所述温度传感器为两个且分别设于大棚内 外 所述灰尘传感器设于大棚内 部 所述环境调节单元包含分别与控制器电连接的通风装置和防尘装置 0006 在本发明的一些实施例中 所述环境监测单元还包含与控制器电连接的湿度传感 器 所述环境调节单元包含与控制器电连接的喷水装置 0007 在本发明的一些实施例中 所述大棚上设有通风孔 所述通风装置包含朝通风孔 方向滑动设置在大棚内的遮挡结构以及输出轴与遮挡结构连接以使遮挡结构滑动进而实 现关闭或打开通风孔的驱动电机 所述驱动电机与控制器电连接 0008 在本发明的一些实施例中 所述通风孔为两个且相对设置 所述遮挡结构为两个 且分别朝各通风孔方向滑动设置 所述遮挡结构之间连接有联动轴 所述驱动电机的输出 轴与联动轴侧部连接 0009 在本发明的一些实施例中 所述大棚上设有相对设置的两个对流孔 所述防尘装 置包含两端分别通过两个对流孔与大棚内部连通的循环管道 所述循环管道内部设有气流 说 明 书 1 5 页 3 CN 111108968 A 方向沿循环管道延伸方向设置的抽气泵 且气流方向的进气端和出气端分别设有过滤网 所述抽气泵与控制器电连接 0010 在本发明的一些实施例中 所述喷水装置包含可转动地竖直设置在大棚内的连接 杆 连接在连接杆上的进水管 进水端连接在进水管的出水一端且出水端朝向连接杆一侧 的喷洒头以及输出轴连接在连接杆上的动力机 所述动力机与控制器电连接 0011 在本发明的一些实施例中 所述环境监测单元还包含语音识别装置 所述环境调 节单元包含防盗装置 0012 在本发明的一些实施例中 所述环境监测单元还包含与控制器电连接的二氧化碳 浓度传感器 0013 本发明实施例至少具有如下优点或有益效果 0014 通过环境监测单元对于温室大棚的环境进行监测 并且通过控制器根据温室大棚 环境变化控制环境调节单元 实现了温室大棚环境监测和调节的智能化 环境监测单元通 过温度传感器和灰尘传感器与控制器分别电连接 从而将检测出温室大棚内的温度和灰尘 浓度发送到控制器 控制器根据判断得出是否需要将大棚温度调高 低或者降低大棚内的 灰尘浓度 环境调节单元的通风装置和防尘装置一句控制器的命令启动 从而起到了自动 调节大棚内温度 利于大棚内作物的茁壮成长 并且还维护了农作人员的身体健康 附图说明 0015 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案 下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍 应当理解 以下附图仅示出了本发明的某些实施例 因此不应被看作是对 范围的限定 对于本领域普通技术人员来讲 在不付出创造性劳动的前提下 还可以根据这 些附图获得其他相关的附图 0016 图1为本发明实施例温室大棚环境监测装置原理示意图 0017 图2为本发明实施例温室大棚环境监测装置正面示意图 0018 图3为本发明实施例温室大棚环境监测装置侧面示意图 0019 附图标记包含 1 循环管道 2 抽气泵 3 过滤网 4 大棚 5 对流孔 6 进水管 7 喷洒头 8 连接杆 9 安装台 10 动力机 11 遮挡结构 12 联动轴 13 驱动电机 14 通风 孔 具体实施方式 0020 为使本发明实施例的目的 技术方案和优点更加清楚 下面将结合本发明实施例 中的附图 对本发明实施例中的技术方案进行清楚 完整地描述 显然 所描述的实施例是 本发明一部分实施例 而不是全部的实施例 通常在此处附图中描述和示出的本发明实施 例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计 0021 因此 以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护 的本发明的范围 而是仅仅表示本发明的选定实施例 基于本发明中的实施例 本领域普通 技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例 都属于本发明保护的范 围 0022 应注意到 相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项 因此 一旦某一项在一 说 明 书 2 5 页 4 CN 111108968 A 个附图中被定义 则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释 0023 在本发明实施例的描述中 需要说明的是 若出现术语 中心 上 下 左 右 竖直 水平 内 外 等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置 关系 或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系 仅是为了便于描述本发明和 简化描述 而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位 以特定的方位构造 和操作 因此不能理解为对本发明的限制 此外 术语 第一 第二 第三 等仅用于区分 描述 而不能理解为指示或暗示相对重要性 0024 此外 若出现术语 水平 竖直 悬垂 等术语并不表示要求部件绝对水平或悬 垂 而是可以稍微倾斜 如 水平 仅仅是指其方向相对 竖直 而言更加水平 并不是表示该 结构一定要完全水平 而是可以稍微倾斜 0025 在本发明实施例的描述中 多个 代表至少2个 0026 在本发明实施例的描述中 还需要说明的是 除非另有明确的规定和限定 若出现 术语 设置 安装 相连 连接 应做广义理解 例如 可以是固定连接 也可以是可拆 卸连接 或一体地连接 可以是机械连接 也可以是电连接 可以是直接相连 也可以通过中 间媒介间接相连 可以是两个元件内部的连通 对于本领域的普通技术人员而言 可以根据 具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义 0027 实施例1 0028 请参照图1 图 所示为温室大棚环境监测装置 本实施例提供一种温室大棚环境 监测装置 其包含环境监测单元 控制器以及环境调节单元 0029 环境监测单元用于检测大棚4环境 控制器可以为PLC可编程控制器 环境监测单 元包含分别与控制器电连接的温度传感器和灰尘传感器 温度传感器为两个且分别设于大 棚4内 外 灰尘传感器设于大棚4内部 环境调节单元包含分别与控制器电连接的通风装置 和防尘装置 0030 温度传感器使用的是接触式温度计 灰尘传感器使用的是粉尘浓度检测仪 可选 的 大棚4内设有加热设备 此为现有技术在此不必赘述 通过温度传感器感应大棚 内 外 的温度变化 并且由控制器判断温度是否在作物适应的温度范围以内 当棚内温度超出作 物适应的最高温度或即将超出作物适应的最高温度时 通过通风装置将棚外空气与棚内空 气进行交换从而调节棚内温度 一般情况下棚内温度明显高于棚外温度 当棚内温度高于 作物适应温度时 通过通风装置将棚外的空气排放到棚内 对大棚4内部起到降温的作用 并通过关闭通风装置使棚内温度恒定 灰尘传感器感应棚内的灰尘浓度 当控制器判断灰 尘浓度超出预设的安全值时 即认定为对人体有害 并启动防尘装置使得棚内灰尘浓度降 低 以上技术方案解决了温度过高影响作物生长以及灰尘浓度危害人体健康的问题 并提 高了大棚4管理的智能性 0031 需要说明的是 本实施例提出的具体实施内容是对本发明所提出的技术方案的具 体解释 本发明保护的技术内容并不限于以上实施内容的具体说明 在本领域技术人员的 理解下 可以对本方案的进行等效替换或利用简单的现有技术进行改进 其保护内容也应 当包含在内 0032 作为一种较优的实施方式 环境监测单元还包含与控制器电连接的湿度传感器 环境调节单元包含与控制器电连接的喷水装置 说 明 书 3 5 页 5 CN 111108968 A 0033 详细的 湿度传感器使用的是电容式湿敏元件 湿度传感器安装在大棚4内部以感 应大棚4内的湿度 当控制器判断出接收的湿度传感器的湿度信号超出作物适宜的湿度值 时 控制器通过发送控制信号控制喷水装置启动 从而喷水装置将棚内环境喷洒水分 增加 了空气和培育作物的土壤中的湿度 上述技术方案优化了作物的生长环境 从而提高了作 物种植的质量 0034 如图3所示 温室大棚环境监测装置 作为一种较优的实施方式 大棚4上设有通风 孔14 通风装置包含朝通风孔14方向滑动设置在大棚4内的遮挡结构11以及输出轴与遮挡 结构11连接以使遮挡结构11滑动进而实现关闭或打开通风孔14的驱动电机13 0035 详细的 遮挡结构11可以通过与安装在大棚4内壁或大棚4内部的直线滑轨滑动匹 配 使得遮挡结构11朝着通风孔14方向滑动设置 驱动电机13为步进电机 可以带动遮挡结 构11来回滑动 通风孔 4设置在直线滑轨一侧 使得驱动电机13带动遮挡结构11滑动时能 够实现通风孔14的关闭或打开 通风孔14为圆形 遮挡结构11为板状 可选的 当直线滑轨 设置在大棚4内部时 大棚 内壁上位于通风孔14的一周设有突出的第一圆环 遮挡结构11 设有与圆环端部或外圈匹配且在端部和内圈带有密封圈的第二圆环 0036 作为一种较优的实施方式 通风孔14为两个且相对设置 遮挡结构11为两个且分 别朝各通风孔14方向滑动设置 遮挡结构11之间连接有联动轴12 驱动电机13的输出轴与 联动轴12侧部连接 0037 详细的 两个遮挡结构11通过大棚4相对两侧的内壁上分别设有的直线滑轨滑动 设置 两个遮挡结构11通过螺栓连接在联动轴12的两个端部 联动轴12的侧部通过连杆和 螺栓与驱动电机13的输出轴连接 从而驱动电机13带动两个遮挡结构11分别沿着两个直线 滑轨来回移动 进而实现了两个遮挡结构11同时开启和关闭两个通风孔14 且两个通风孔 14开启时空气对流便于控制器调节温度 0038 如图2所示 温室大棚环境监测装置 作为一种较优的实施方式 大棚4上设有相对 设置的两个对流孔5 防尘装置包含循环管道1 抽气泵2和两个过滤网3 循环管道1的两端 分别通过两个对流孔5与大棚4内部连通 抽气泵2通过设置在循环管道1内部 使得气流方 向沿循环管道1延伸方向设置 两个过滤网3分别设于气流方向的进气端和出气端 0039 详细的 对流孔5设置在大棚4的两端 抽气泵2螺栓安装在循环管道1中部 循环管 道1设置在大棚4的一侧或顶部 抽气泵2的进气端和出气端分别朝着循环管道1的各对流孔 5的方向设置 使得气流方向沿着循环管道1的延伸方向设置 通过控制器开启抽气泵2时 大棚4内部的空气经由气流方向流动 并且通过两个过滤网3过滤空气中的粉尘 过滤网 上 设有若干个用于过滤粉尘的小孔 两个过滤网3分别通过螺栓安装在循环管道1内或大棚4 的内壁上用于过滤大棚4内部空气 0040 作为一种较优的实施方式 喷水装置包含可转动地竖直设置在大棚4内的连接杆 8 连接在连接杆 上的进水管6 进水端连接在进水管 进水一端且出水端朝向连接杆8一侧 的喷洒头7以及输出轴连接在连接杆8上的动力机10 所述动力机10与控制器电连接 0041 详细的 连接杆8通过与大棚4内部设有的安装台9可转动地安装 连接杆8与安装 台9上的转动通孔一周上的凸环滑动匹配 且连接杆8一端穿过转动通孔与安装台9下方动 力机10的输出轴连接 进水管6进水一端连接有水龙头 进水管6的侧部通过螺栓安装在连 接杆8侧部 进水管6的出水一端与喷洒头7的进水端通过螺纹匹配连接 喷洒头7的出水端 说 明 书 4 5 页 6 CN 111108968 A 朝向连接杆8一侧 达到了水流转向的目的 喷洒头7的出水端包含很多细小的出水孔 便于 将水喷洒均匀 动力机10为转动电机 控制器通过电机驱动电路控制动力机10启动 控制器 通过动力机10带动连接杆8转动 使得进水管6随着连接杆8转动 从而进水管6在转动时将 水喷洒在四周 起到对大棚4内部加湿和浇灌作物的作用 0042 作为一种较优的实施方式 环境监测单元还包含语音识别装置 环境调节单元包 含防盗装置 0043 详细的 语音识别装置使用的是现有的语音识别设备 在此不必详细描述 控制器 通过语音识别装置识别提前录入的个人声音 并且在识别人员声音与个人声音不匹配时 通过防盗装置发出语音或其他提示 可选的 通过在大棚4入口处 大棚4内地板上或大棚4 外壁上 螺栓安装一压力传感器感应人员进入 并且压力传感器传输电信号到控制器中 从 而控制器控制语音识别装置开启以识别人员身份 可选的 通过控制器判断环境监测单元 或环境调节单元开启时控制语音识别装置启动 可选的 报警装置与电子移动终端连接 便 于进行远程提醒 0044 作为一种较优的实施方式 所述防盗装置包含警报器 0045 作为一种较优的实施方式 所述环境监测单元还包含与控制器电连接的二氧化碳 浓度传感器 0046 通过二氧化碳浓度传感器感应大棚4内的二氧化碳浓度 控制器判断大棚 内的二 氧化碳浓度是否适宜于人体和作物生长 并且在不符合时 通过启动通风装置对大棚4内部 进行换气 从而调节二氧化碳的浓度 0047 综上 本发明的实施例温室大棚环境监测装置 通过环境监测单元的温度传感器 灰尘传感器 湿度传感器和二氧化碳浓度传感器对大棚4内的环境进行监测 并且通过控制 器判断检测数据 通过控制环境调节单元的通风装置 防尘装置和喷水装置使大棚4内环境 适应于人体健康维护和促进作物生长 环境监测单元还通过语音识别装置识别人员 并且 控制器通过报警装置对大棚4进行防盗保护 0048 以上仅为本发明的优选实施例而已 并不用于限制本发明 对于本领域的技术人 员来说 本发明可以有各种更改和变化 凡在本发明的精神和原则之内 所作的任何修改 等同替换 改进等 均应包含在本发明的保护范围之内 说 明 书 5 5 页 7 CN 111108968 A 图1 图2 说 明 书 附 图 1 2 页 8 CN 111108968 A 图3 说 明 书 附 图 2 2 页 9 CN 111108968 A