农用大棚的制作方法

农用大棚的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种给水装置，其设置在大棚本体内并且包括从上方对作物的簇执行浇水的浇水装置。该浇水装置给作物供给水并且由于利用因浇水汽化热的传热来控制作物的环境温度。控制装置从环境传感器获取包括作物的环境温度的环境信息，并且在根据环境信息确定的浇水周期通过驱动给水装置来执行浇水，并且在设置在浇水周期之后的空闲周期禁止通过给水装置浇水，以便获得适于作物生长的温度和湿度。
【专利说明】农用大棚

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种能够在其中种植作物的大棚本体内控制作物的生长环境的农用 大棚。

【背景技术】
[0002] 迄今为止，已经使用了被称为塑料大棚或者管线大棚的大棚以便当种植作物时能 够控制作物的生长环境。该类农用大棚用于通过使得能够有例如温度、湿度、光强度等的作 物生长环境而同时结合通过能使阳光进入的外部环境来形成适于作物的生长环境的目的。
[0003] 虽然，对于该类农用大棚，已经构思到具有安装在农用大棚内的、用于通过例如温 水或者冷水的加热介质的管线以便控制内部空间的温度，存在因为除了便于浇水和通风之 外需要控制温度的设备而成本增加的问题。
[0004] 另一方面，考虑到通过作为结构材料的框架和覆盖该框架的覆盖材料来配置农用 大棚的事实，已经提出了一种其中覆盖材料的外表面为亲水性处理表面并且使水流下外表 面的配置（例如，参见JP 2007-300836A(以下称为"文件1"））。文件1中描述了，可以通 过使水在覆盖材料的外表面上流动来获得在日间抑制农用大棚内部温度升高和在夜间抑 制温度下降的效果。
[0005] 与其中设置通过温水或者冷水的管线仅用于调节农用大棚的内部温度的配置相 t匕，可设想到以低设备成本地实施文件1中所描述的技术。然而，因为需要用于使水流下农 用大棚的外表面的浇水设备，所以除了用于给作物浇水的设备以外还需要用于使农用大棚 通风的设备。此外，与用于浇灌作物的水，单独地需要流下农用大棚的外表面的水，并且因 此在仅用于温度调节的用水方面存在运行费用增加的问题，即使用于该目的的用水量是比 较小的。
[0006] 特别是，因为例如菠菜、冬菜和水菜的柔弱蔬菜的市场价格较低，所以如果设备成 本或者运行费用增加则可能变为无利的。因此，希望抑制设备成本和运行费用而同时能够 控制作物的生长环境。
[0007] 如果对于作物的低成本温度控制成为可能，则可以在夏季种植主要在冬季种植的 作物，并且可以在冬季种植主要在夏季种植的作物。结果，可以预期到，通过增大作物种植 的周转率来提高收益率，并且可以在供应不足时期运送来实现高售价。


【发明内容】

[0008] 本发明的目的是提供一种农用大棚，该农用大棚设有控制作物的环境温度的功能 而同时相对于未设有温度控制功能的大棚抑制设备成本和操作费用的增加。
[0009] 根据本发明的农用大棚包括：至少一个大棚本体、环境形成装置、环境传感器和控 制装置。在大棚本体中，具有半透明性的覆盖材料由框架支撑，并且内部形成用于作物生长 的空间。环境形成装置包括给水装置。给水装置被配置成，通过从上方给种植在大棚本体 内的作物的簇浇水，来给作物供给水并且控制作物的环境温度。环境形成装置被配置成形 成其中生长作物的环境。环境传感器被配置成检测包括大棚本体的内部空间中的作物的环 境温度的环境信息。控制装置被配置成从环境传感器获得环境信息，并且根据该环境信息 来控制给水装置的浇水时间和浇水量中的至少一个，以便获得适合于作物生长的温度和湿 度。控制装置被配置成通过在根据环境信息确定的浇水周期中驱动给水装置来执行浇水， 并且在浇水周期之后的空闲周期通过给水装置阻止浇水。
[0010] 在农用大棚中，控制装置优选具有控制环境形成装置操作的功能，该环境形成装 置包括给水装置。控制装置优选被配置成根据季节改变用于控制环境形成装置的控制内 容。
[0011] 优选是，农用大棚还包括用于测量大棚本体外部的温度的温度传感器。控制装置 优选被配置成根据由温度传感器直到在当天日出所测得的最低温度来确定季节。
[0012] 在农用大棚中，控制装置优选被配置成设定由给水装置浇水的时间和量中的至少 一个，从而作物的环境温度变为高于适合在冬季生长的温度。
[0013] 在农用大棚中，控制装置优选被配置成根据时间间隙来改变用于控制环境形成装 置的控制内容。
[0014] 在农用大棚中，控制装置优选被配置成根据作物的生长阶段来改变空闲周期。
[0015] 在农用大棚中，控制装置优选被配置成根据作物的生长阶段来改变给水装置的浇 水量。
[0016] 在农用大棚中，给水装置优选包括浇水装置和喷雾装置。浇水装置优选被配置成 执行浇水以便将水直接施加至作物。喷雾装置优选被配置成将水喷洒到作物上方的空间 中。
[0017] 在农用大棚中，至少一个大棚本体优选包括多个大棚本体。优选是，农用大棚还包 括给水设备。给水设备优选被配置成，对设置在多个大棚本体的每个中的浇水装置和喷雾 装置中的至少一个给水。给水设备优选被配置成由多个大棚本体共用。
[0018] 在农用大棚中，控制装置优选被配置成根据给水设备的给水能力与多个大棚本体 中的每个所需水量之间的关系来从多个大棚本体中选择至少一个大棚本体为从给水设备 给水的目标。
[0019] 在农用大棚中，优选是，当作为用于从给水设备给水的目标的至少一个大棚本体 包括作为用于从给水设备给水的目标的多个大棚本体时，在其中作为用于从给水设备给水 的目标的大棚本体所需水量超过给水设备的给水能力的情况中，控制装置依次使给水设备 向作为用于从给水设备给水的目标的大棚本体供给水。
[0020] 在农用大棚中，控制装置优选被配置成从与作物的生长阶段对应的位置处的环境 传感器获得环境信息。
[0021] 在农用大棚中，优选是，环境形成装置还包括气流形成装置。气流形成装置优选被 配置成在大棚本体内的作物附近形成气流。控制装置优选被配置成根据由给水装置浇水的 时机和量中的至少一个来控制气流形成装置的操作。
[0022] 在农用大棚中，优选是，环境形成装置还包括气流形成装置。气流形成装置优选被 配置成在大棚本体内的作物附近形成气流。控制装置优选使气流形成装置在一范围内有规 律地操作，在范围内使作物的环境温度在冬季中维持在预定温度或以上。
[0023] 在农用大棚中，优选是，大棚本体整体地包括一对侧壁部分、顶棚部分和一对端壁 部分。该对侧壁部分优选彼此对置。顶棚部分优选横跨该对侧壁部分延伸。该对端壁部分 优选彼此对置并且与该对侧壁部分相交。优选是，环境形成装置还包括可打开/可关闭的 侧窗。该可打开/可关闭的侧窗设置在该对侧壁部分的至少一个中。优选是，气流形成装 置安装至该对端壁部分中的至少一个上，并且配置成当侧窗打开时通过在大棚本体中沿穿 过该对端壁部分的方向形成气流来从侧窗吸入外部空气。
[0024] 在农用大棚中，该对端壁部分中的每个优选设有可打开/可关闭的端窗。气流形 成装置优选安装至该对端壁部分中的每个上。优选是，形成对的气流形成装置在大棚本体 中彼此相对于沿着穿过该对端壁部分的方向的中线设置在相反侧上，并且各设置成面向设 置在对置的端壁部分中的端窗。
[0025] 在农用大棚中，优选是，环境形成装置还包括帘。该帘优选被在关闭状态与打开状 态之间可打开/可关闭地驱动，在该关闭状态中减少照射在作物上的外部光，在该打开状 态中不阻挡照射在作物上的外部光。优选是，气流形成装置设置在作物上方并且在帘的关 闭状态中定位在对于顶棚部分的相对侧上，在它们之间插设该帘。
[0026] 在农用大棚中，侧窗和端窗优选被可打开/可关闭地驱动。优选是，控制装置配置 成根据由环境传感器检测到的环境信息来控制侧窗的打开/关闭、端窗的打开/关闭和气 流形成装置的操作。
[0027] 在农用大棚中，安装至端壁部分上的气流形成装置优选包括本体装置和安装框 架。本体装置优选配置成形成气流。安装框架优选固定至端壁部分上。在安装框架中，本 体装置联接至安装框架的位置优选是可改变的。
[0028] 在农用大棚中，安装至端壁部分上的气流形成装置优选包括各具有轴流式风扇的 多个通风扇或者送风机。轴流式风扇的旋转轴的轴线优选设置在直线上。
[0029] 优选是，农用大棚还包括帘。该帘优选被配置成在关闭状态与打开状态之间可打 开/可关闭地驱动，在该关闭状态中减少照射在作物上的外部光，在该打开状态中不阻挡 照射在作物上的外部光。控制装置优选配置成根据由给水装置浇水的时机和量中的至少一 个来驱动该帘以打开或关闭。
[0030] 在农用大棚中，控制装置优选包括通信接口单元。该通信接口单元优选配置成从 外面获取天气预报信息。控制装置优选配置成通过从由通信接口单元所获取的天气预报信 息预测环境温度来确定由给水装置浇水的时机和量中的至少一个的方案。
[0031] 在农用大棚中，环境传感器优选配置成检测大棚本体内部的湿度和光强度中的至 少一个，以作为除了作物的环境温度之外的环境信息。
[0032] 在农用大棚中，给水装置优选包括冷却器。冷却器优选配置成调节水温。
[0033] 根据本发明，因为给水装置配置成向作物供给水并且控制作物的环境温度，所以 相对于未设有温度控制功能的大棚存在抑制设备成本增加的优点而同时具有控制作物的 环境温度的功能。此外，因为给水装置配置成不但执行给作物浇水而且控制作物的环境温 度，所以存在抑制运行费用的优点。

【专利附图】

【附图说明】
[0034] 将更详细地描述根据本发明的优选实施例。参考以下详细说明和附图将更好地了 解本发明的其他特征和优点：
[0035] 图1是用于根据一实施例的农用大棚中的装置的方框图；
[0036] 图2是图解根据该实施例的农用大棚的外观的透视图；
[0037] 图3是根据该实施例的农用大棚的截面图；
[0038] 图4是用于根据该实施例的农用大棚中的给水装置的示例性操作的图形；
[0039] 图5是图解用于根据该实施例的农用大棚中的给水装置的配置图形；
[0040] 图6A是根据该实施例的农用大棚的主要部分的截面图，并且图6B是根据该实施 例的农用大棚的主要部分的侧视图；
[0041] 图7A和7B是根据该实施例的农用大棚的另一示例性配置的主要部分的截面图；
[0042] 图8A是根据该实施例的农用大棚的主要部分的截面图，并且图8B是根据该实施 例的农用大棚的主要部分的侧视图；
[0043] 图9是图解用于根据该实施例的农用大棚中的给水装置的一示例性配置的示意 图；
[0044] 图10是图解用于根据该实施例的农用大棚中的给水装置的另一示例性配置的示 意图；
[0045] 图11是图解用于根据该实施例的农用大棚中的送风管的一示例性布置的透视 图；
[0046] 图12A和12B是图解用于根据该实施例的农用大棚中的存储单元的示例性数据的 图形；
[0047] 图13是图解用于根据该实施例的农用大棚中的环境传感器的示例性布置的截面 图；
[0048] 图14是图解用于根据该实施例的农用大棚中的存储单元的示例性数据的图形；
[0049] 图15是图解根据该实施例的农用大棚的示例性操作的图形；
[0050] 图16A是用于根据该实施例的农用大棚中的通风装置的示例性布置的平面图，图 16B是用于根据该实施例的农用大棚中的通风装置的示例性布置的坚直截面图，图16C是 用于根据该实施例的农用大棚中的通风装置的示例性布置的左视图，并且图16D是用于根 据该实施例的农用大棚中的通风装置的示例性布置的右视图；
[0051] 图17是图解用于根据该实施例的农用大棚中的通风装置的一示例性配置的示意 图；以及
[0052] 图18是图解根据该实施例的农用大棚的另一示例性配置的示意性配置图。

【具体实施方式】
[0053] 如下所述的农用大棚包括旨在准备用于种植作物的环境的大棚本体。如图2中所 示，大棚本体10包括通过结合金属管配置的框架11和由框架11支撑的覆盖材料12,该金 属管是结构材料。半透明的（理想地透明的）合成树脂膜被用作覆盖材料12。在大棚本体 10内形成用于作物生长的空间。
[0054] 大棚本体10整体地包括顶棚部分101、彼此对置并且支撑顶棚部分101的一对侧 壁部分102和彼此对置并且与侧壁部分102正交（相交）的一对端壁部分103。在下文中， 穿过该对端壁部分103的方向被称为纵向（第一方向），穿过该对侧壁部分102的方向被称 为短向（第二方向），并且与第一方向和第二方向正交的方向被称为第三方向。大棚本体10 从第一方向观察时形成倒转的U形截面。顶棚部分101从第一方向观察时形成半圆形截面 并且在该对侧壁部分102之间延伸。如上所述的大棚本体10是实例，并且大棚本体10的 配置不限于此。对于大棚本体10可使用其他材料，并且可以按不同形状形成大棚本体10。
[0055] 如图3中所示，在大棚本体10中形成其中土壤被堆积至高于周围土壤的高度的工 作土壤部分15。作物1种在工作土壤部分15的上表面中并且从种子生长直到收割期。注 意到，根据作物1的种类来确定工作土壤部分15被堆积的高度（也就是说，工作土壤的深 度）。此外，存在其中未根据作物1的种类和生长条件来堆积工作土壤部分15的情况，并 且还存在其中将未播种在工作土壤部分15中的情况下单独生长的幼苗种植到工作土壤部 分15中的情况。此外，甚至在其中在未形成工作土壤部分15的情况下将用于种植作物的 土壤容纳在容器中的情况中，可以采用如下所述的技术。
[0056] 预见到，在大棚本体10中生长的作物将是柔弱的蔬菜（收获以后迅速腐烂的蔬 菜），例如菠菜、冬菜和水菜。通常从空气温度和土壤温度比较低时的秋天至春天种植这些 柔弱蔬菜。如下所述的农用大棚的目的是同样还能够在温度更高的季节里种植这些柔弱蔬 菜。
[0057] 顺便提及，图5中所示的给水装置21设置来用于给在大棚本体10中生长的作物 1的簇浇水。在本实施例中，给水装置21包括浇水装置211和喷雾装置212,浇水装置211 和喷雾装置212具有不同的给水模式。浇水装置211如此执行浇水即直接将水施加至作物 1,并且喷雾装置212将水喷至作物1上方的空间。
[0058] 烧水装置211包括烧水管213，如图2中所示。烧水管213具有形成于管的管壁 中的、水通过它们的多个小浇水孔，并且配置成当水穿过管时像淋浴器或者喷水器一样通 过浇水孔喷射水。浇水管213中的浇水孔的直径和方向被设计成，在根据管内部的水压力 所确定的范围中大致均匀地执行浇水。浇水管213是由当水穿过时膨胀且当水不穿过时收 缩的挠性材料形成的。
[0059] 根据形成于大棚本体10中的农地的尺寸和形状来确定浇水管213的布置。在图 2所示的实例中使用两个浇水管213。浇水管213分别基本上在大棚本体10沿纵向方向的 全长上沿着大棚本体10的那对侧壁部分102安装。此外，浇水管213设置成向上倾斜地喷 射水。因此，从浇水管213喷出的水沿着抛物线并且从上方落到工作土壤部分15和作物1 上，如图4中所示。注意到，可以采用其中通过将浇水管213设置在工作土壤部分15上方 来从上方对工作土壤部分15执行浇水的配置。
[0060] 此处，因为浇水管213是由挠性材料形成的，所以当在水不再穿过后管内部的水 压力减小时，管开始收缩并且最后停止从浇水管213喷射水，并且留在浇水管213中的水在 浇水管213周围流出。因此，浇水管213的外周趋向于变湿，并且能给靠近浇水管213的作 物1供给太多的水。此外，如果如此种植作物1，即，使其不受流入浇水管213附近的水的影 响，则可能减少了大棚本体10中的种植面积。
[0061] 因此，期望如此在浇水管213下面设置具有排水沟形状的水接收器2131，即水不 会在浇水管213周围流出，如图6A和6B中所示。未从浇水管213喷出并且在浇水管213 附近流出的水被水接收器2131引导至其中不影响作物1的位置处。浇水管213可以通过 带子2132在合适位置处固定到水接收器2131。
[0062] 如果水接收器2131放置在安装于大棚本体10中的给水管2133上，如图7A中所 示，由于浇水管213、水接收器2131和管2133坚直地（第三方向）设置，则水接收器2131 不会影响大棚本体10中的种植面积。注意到，管2133不必露出地面，并且通过将管2133 的至少一部分埋入到大棚本体10的地面17中，如图7b中所示，可以减小浇水管213的高 度。
[0063] 为了防止在浇水管213周围流动的水影响作物1，除了提供如上所述的水接收器 2131之外，可以在大棚本体10的地面17中埋入阻水件2134,如图8A和8B中所示。阻水 件2134是由水不会渗透过其的材料（例如，合成树脂）制成的，并且设置在浇水管213与 作物1之间。图8A中的虚线箭头41显示了其中从浇水管213喷出水的方向，并且指示作 物1所处的方向。阻水件2134的一部分埋入到地面17中从地表面至15到30cm深处。注 意到，阻水件2134的上部分在地面上方露出以便阻止水流。
[0064] 这种阻水件2134具有比水接收器2131更简单的结构并且可以很低成本地提供。 甚至在已经安装了浇水管213的情况中可以轻易地引入阻水件2134。
[0065] 另一方面，喷雾装置212包括喷雾管214,如图2中所示。喷雾管214包括安装到 管的管壁上的、水穿过它们的多个喷嘴并且被配置成当水穿过管时从喷嘴喷出水。也就是 说，与连续地喷射水的浇水管213相比，喷雾管214喷出微粒水。因此，与从浇水管213喷 出的水立即落到工作土壤部分15或者作物1上相比，从喷雾管214喷出的水用比较长的时 间落到工作土壤部分15或者作物1上。取决于喷雾管214的喷嘴的形状，有可能通过减小 喷出的水粒的尺寸来使水粒保持在空气中更久。
[0066] 浇水管213和喷雾管214被固定到大棚本体10的预定位置上。因此，有可能通过 将供给至浇水管213和喷雾管214的水的压力调节至预定压力来使从浇水管213和喷雾管 214喷出的水喷淋在预定位置上。也就是说，通过使水从给水装置21喷出，来浇灌作物1和 工作土壤部分15。注意到，给水装置21的配置不限于其中使用浇水管213和喷雾管214的 上述配置，并且包括例如喷洒器的可移动排出口的配置可以适用于浇水装置211。
[0067] 如图5中所示，给水装置21包括由位于流动路径上的电磁阀构成的开关阀215和 216,所述开关阀215和216分别向浇水装置211和喷雾装置212供给水，以便单独地控制 使浇水装置211和喷雾装置212喷射水的时机。单独地控制开关阀215和216的打开/关 闭，并且单独地选择给浇水装置211的给水与给喷雾装置212的给水。通过控制开关阀215 的打开/关闭，选择给浇水装置211的给水。通过控制开关阀216,选择给喷雾装置212给 水。通过水泵217将提供给浇水装置211和喷雾装置212的水加压到预定压力。
[0068] 顺便提及，由贮水箱218提供向浇水装置211和喷雾装置212供给的水。保存在 贮水箱218中的水选自于自来水、井水、雨水等。通过冷却器219来调节保存在贮水箱218 中的水的温度，并且通过水泵217将调节过温度的水供给至浇水装置211和喷雾装置212。 也就是说，水泵217、贮水箱218和冷却器219构成了将水供给至浇水装置211和喷雾装置 212的给水设备26。此处，虽然冷却器219不是必需的，但是通过提供冷却器219,可以向浇 水装置211和喷雾装置212供给冷水或者温水。也就是说，可以如此调节供给至作物1的 水的温度，即，可以获得适合于作物1生长的环境。
[0069] 顺便提及，大致在大棚本体10的端壁部分103的中央设置大棚本体10的门口，并 且将水泵217设置在门口的侧部以便不会阻挡门口。因此，当在如上所述的配置中沿着大 棚本体10的侧壁部分102设置两个浇水管213时，从水泵217到各个浇水管213的距离相 互不同。因此，在水泵217启动操作之后开始从浇水管213喷出水所花费的时间周期对于 各浇水管213是不同的并且供给至作物1的水量存在偏差。
[0070] 以下将描述用于减小两个浇水管213中的每个开始喷水所需时间周期的时间差 的技术。在图9所示的实例中，被水泵217加压的水通过压力贮积箱271供给至两个浇水 管213。在用于从压力贮积箱271向两个浇水管213给水的路径上设置两个浇水管213共 用的开关阀215。
[0071] 为了抑制如上所述的水量方面的偏差，在图9所示的示例性配置中，除了开关阀 215之外，在水泵217与两个浇水管213中更靠近水泵217的第一浇水管213a之间插设 开关阀272。在水泵217与两个浇水管213中离水泵217具有更长路线长度的第二浇水管 213b之间仅插设开关阀215。
[0072] 此处，通过控制装置30 (参见图1)控制开关阀215和272,并且从打开开关阀215 时一预定时间周期之后打开开关阀272。也就是说，当打开开关阀215时开关阀272保持关 闭，并且在已经经过两个浇水管213的水压力变为相同所需等待时间周期时的时间点打开 开关阀272。结果，两个浇水管213的水压力变为大致相同。在打开开关阀215之后，可以 根据实际测量来确定打开开关阀272时的时机。
[0073] 如图10中所示，可以采用一种配置，其中在水泵217与两个浇水管213中的第一 浇水管213a之间设置具有可调整打开量的电机操作阀273,代替图9中所示的开关阀272， 并且分别通过压力传感器274测量两个浇水管213的水压力。在该配置中，控制装置30在 打开电机操作阀273之后如此执行电机操作阀273的打开量的反馈控制，即由两个压力传 感器274测得的两个水压力变为相同。由于该配置，可以匹配两个浇水管213开始喷水时 的时机。
[0074] 天棚帘221被附接至大棚本体10,如图2中所示。天棚帘221可在关闭状态与打 开状态之间打开和关闭。在关闭状态，减小了通过顶棚部分101进入的外部光的强度。在 打开状态，通过顶棚部分101进入的外部光在未被减小光强度的情况下入射到作物1上。此 夕卜，在大棚本体10的侧壁部分102中形成了可打开和可关闭的侧窗104,通过由半透明构件 调节的侧窗104的打开量来调节当使外部空气进入大棚本体10中时空气的气流阻力。此 夕卜，除了侧窗104之外，在大棚本体10的侧壁部分102中设置侧帘222。
[0075] 侧帘222被配置成可在关闭状态与打开状态之间打开和关闭，在该关闭状态中， 减小了通过大棚本体10的侧壁部分102进入的外部光的强度，在该打开状态中，通过侧壁 部分102进入的外部光在光强度未被减小的情况下入射在作物1上（打开状态中不阻挡外 部光）。天棚帘221、侧帘222和侧窗104由例如电动机的动力源（未显示）驱动。在端壁 部分103中设置可打开和可关闭的端窗105 (参见图16A到16D)。
[0076] 通过关闭和打开天棚帘221和侧帘222,调节流入大棚本体10中的热量。通过打 开和关闭天棚帘221和侧帘222,调节大棚本体10的内部空间中温度升高的速度。此外，通 过调节侧窗104的打开量，调节使外部空气进入大棚本体10中的速度。天棚帘221和侧帘 222主要有助于进入大棚本体10的内部空间的热量的调节。此外，通过使外部空气进入大 棚本体10的内部空间来利用大棚本体10的外部温度与内部温度的温度差来调节温度时使 用侧窗104。例如，在夏季期间的晴天，通过关闭天棚帘221和侧帘222并且增大侧窗104 的打开量来抑制大棚本体10的内部温度的升高。
[0077] 大棚本体10包括在作物1附近产生气流的气流形成装置23。气流形成装置23包 括分别设置在该对端壁部分103的上部附近的通风装置231。通风装置231被设置在高于 作物1的位置处并且在天棚帘221的关闭状态中处于顶棚部分101的相对侧上，该天棚帘 221插设在它们之间。当需要时操作通风装置231，并且当打开侧窗104时通过操作通风装 置231来迫使外部空气进入大棚本体10中。通风装置231可能是用于从大棚本体10中排 气的通风扇或者用于使外部空气进入大棚本体10中的送风机中的任何一个。
[0078] 此外，送风机有可能设置在大棚本体10内，并且通过送风机强制在作物1附近产 生气流来调节作物1附近的湿度。理想的，该类送风机可在大棚本体10内移动以不妨碍作 物1的种植或收割。例如，采用一种配置，其中安装有送风机的臂通过铰接部联接到大棚本 体10的侧壁部分102上。在该配置中，可以通过围绕铰接部枢转该臂来在其中送风机靠近 侧壁部分102的第一位置与其中送风机处于工作土壤部分15上方的第二位置之间移动送 风机。
[0079] 通风扇或者送风机包括轴流式风扇。此外，理想的，通风装置231是压力风扇，因 为大棚本体10具有很大的内部体积。此外，最好是，可以多级地调节通风装置231的通风 速度。根据本实施例的大棚本体10还包括用作气流形成装置23的送风管232,其沿纵向方 向基本上在大棚本体10的整个长度上设置在作物1附近，如图11中所示。送风管232在 管壁中具有多个很小的通风孔（未显示）和连接至送风泵233的端部。当空气被从送风泵 233输送至送风管232时，通过从通风孔吹出的空气减小了作物1附近的湿度。注意到，送 风管232设置成，从通风孔吹出的空气尽可能少地直接吹到作物1上。
[0080] 另外，在大棚本体10中设置多个环境传感器24(参见图13)，这些环境传感器24 配置成检测包括设置在大棚本体10中的作物1的环境温度的环境信息。每个环境传感器 24被配置成测量大棚本体10中作物1附近的室内温度和工作土壤部分15的地面温度作为 作物1的环境温度。此外，理想的，环境传感器24包括配置成测量作物1附近的湿度的湿 度传感器和配置成测量作物1附近的光强度的光强度传感器。可以通过利用光强度传感器 测量外部光的光强度来估算进入大棚本体10的热量。可替换地，可使用光强度传感器的输 出来区分雨天或夜间与晴天。
[0081] 如上所述，除了给水装置21之外，通过控制侧窗104、天棚帘221、侧帘222、通风装 置231、送风泵233等来改变作物1在大棚本体10中生长的环境。因此，在本实施例中，给 水装置21、气流形成装置23、侧窗104、天棚帘221和侧帘222构成了环境形成装置，该环境 形成装置形成了在作物1附近的环境。通过控制装置30 (参见图1)来执行这种环境形成 装置的操作控制。
[0082] 控制装置30被配置成控制开关阀215与216的打开/关闭、水泵217的水压力调 节、冷却器219的水温调节、天棚帘221与侧帘222的打开/关闭、侧窗104打开量的调节、 通风装置231的操作与停止、至送风管232的气流等。使用接通/切断至各个装置的电力 供应的电磁接触器（电磁继电器）来打开/关掉至所述装置的电力。控制装置30安放在 安装至大棚本体10的壳体中并且构成控制板。此外，控制装置30按预定周期从环境传感 器24处获得环境信息，并且使用所获得的环境信息来执行上述控制。稍后将描述控制装置 30的具体操作。控制装置30包括按照程序操作的、作为主要硬件元件的例如微型计算机的 设备。
[0083] 例如，控制装置30接收环境传感器24的输出并且经由包含在个人电脑中的接口 单元或者附加至个人电脑的接口单元将指令传送给各个装置。也就是说，通过个人电脑来 执行程序，可以使个人电脑起到控制装置30的作用。控制装置30可以被配置成专用装置 而不是通用计算机。
[0084] 如图1中所示，控制装置30包括连接至如上所述的各装置与环境传感器24的接 口单元（以下简称"I/F单元"）31、配置成存储稍后描述的各种数据的存储单元32和记录 日期与时间的内装式计时器33,例如，实时计时器。控制装置30还包括处理单元34,该处 理单元34配置成利用经由I/F单元31从环境传感器24获得的环境信息和存储在存储单 元32中的各种数据来控制如上所述的各装置。I/F单元31包括配置成分别打开/切断至 所述装置的电力供应的电磁接触器。例如，I/F单元31从环境传感器24获取环境信息的 时间间隔被设为一到十五分钟。用作用户界面的装置（未显示）连接至I/F单元31，并且 使用者可以通过该装置执行保存在存储单元32中的内容设置、内装式计时器33的时间调 整等。
[0085] 顺便提及，大棚本体10包括温度传感器35和控制装置30,该温度传感器35配置 成测量大棚本体10外部的空气温度，并且控制装置30配置成经由I/F单元31来获取由温 度传感器35测得的、作为一项环境信息的温度并且根据需要应用所获取的信息。此外，控 制装置30具有从由内装式计时器33所测得的日期与时间来区分季节和时刻的功能。
[0086] 控制装置30配置成利用由温度传感器35测得的、直到当天日出的大棚本体10的 最低外部空气温度来改变操作内容。也就是说，因为最低外部空气温度是用于确定季节的 指示，所以控制装置30配置成通过直到当天日出的最低外部空气温度来确定季节。例如， 如果直到当天日出的外部空气温度的最低温度为18°C以上，则控制装置30可以确定其是 夏季，并且如果该最低温度为KTC或以下，则控制装置30可以确定其是冬季。
[0087] 注意到，如果直到当天日出的最低空气温度从KTC到18°C，则控制装置30使用既 不是夏季也不是冬季的正常（标准）操作内容。理想的，结合由内装式计时器33测得的日 期与时间来确定季节。控制内容包括空闲周期长度、浇水的水量、侧窗104的打开/关闭、 天棚帘221与侧帘222的打开/关闭、和通风装置231与送风泵233的操作。
[0088] 控制装置30根据季节改变环境形成装置的控制内容的理由是作物1附近的环境 根据季节而变化。因为作物1附近的环境根据一天的时间周期而变化，所以控制装置30还 理想地配置成根据一天的时间周期来改变控制内容。在下文中，在描述了其中根据季节改 变控制内容的实例之后，将描述其中控制装置30根据一天的时间周期来改变控制内容的 实例。
[0089] 首先，将作为实例来描述其中在夏季抑制大棚本体10的内部空间中的温度升高 的情况中的操作。在夏季，因为作物1的环境温度升高，很可能发生例如作物1的徒长、叶 片发黄、晒伤叶尖、叶片起皱和病害的问题。具体地说，柔弱蔬菜很可能具有这类问题，并且 此外，很可能由于叶片破损而出现质量方面的变化。因此，必须抑制大棚本体10的内部空 间中的温度升高并且降低叶片的温度。
[0090] 此处，当在夏至前后白昼时间增加时例如菠菜的长日照植物很可能形成花蕾，并 且可能由于作物长得过大而丧失了商品价值。当在播种时调整种子之间的间距，发现在种 子的间距与作物长得过大的机率之间存在关系。
[0091] 现在将显示该关系的一实例。作物1中的每个是菠菜，并且种植种子以形成多个 直线列。在该情况中，通过如表1中所示地播种种子极大地减小了作物长得过大的发生概 率。
[0092] [表 1]
[0093]

【权利要求】
1. 一种农用大棚，包括： 至少一个大棚本体，其中由框架支撑具有半透明性的覆盖材料并且内部形成用于作物 生长的空间； 环境形成装置，其包括给水装置，该给水装置被配置成通过从上方给生长在所述大棚 本体内的作物的簇浇水以给所述作物给水并且控制所述作物的环境温度，所述环境形成装 置被配置成形成其中生长所述作物的环境； 环境传感器，其配置成检测环境信息，所述环境信息包括所述大棚本体的内部空间中 的、所述作物的环境温度；以及 控制装置，其配置成从所述环境传感器获取所述环境信息，并且根据所述环境信息来 控制通过所述给水装置的浇水时机和浇水量中的至少一个，以便获得适于所述作物生长的 温度和湿度， 其中所述控制装置被配置成通过在根据所述环境信息所确定的浇水周期中驱动所述 给水装置来执行浇水，并且在所述浇水周期之后的空闲周期通过所述给水装置禁止浇水。
2. 根据权利要求1所述的农用大棚，其中所述控制装置具有控制包括所述给水装置的 所述环境形成装置的操作的功能并且被配置成根据季节改变用于控制所述环境形成装置 的控制内容。
3. 根据权利要求2所述的农用大棚，还包括用于测量所述大棚本体外部的温度的温度 传感器， 其中所述控制装置被配置成根据由所述温度传感器直到当天日出所测得的最低温度 来确定所述季节。
4. 根据权利要求2或3所述的农用大棚，其中所述控制装置被配置成设定通过所述给 水装置浇水的时机和量中的至少一个，从而所述作物的环境温度变为高于适于在冬季生长 的温度。
5. 根据权利要求2到4中任一项所述的农用大棚，其中所述控制装置被配置成根据时 间间隙来改变用于控制所述环境形成装置的控制内容。
6. 根据权利要求1到5中任一项所述的农用大棚，其中所述控制装置被配置成根据所 述作物的生长阶段来改变所述空闲周期。
7. 根据权利要求1到6中任一项所述的农用大棚，其中所述控制装置被配置成根据所 述作物的生长阶段来改变通过所述给水装置浇水的量。
8. 根据权利要求1到7中任一项所述的农用大棚， 其中所述给水装置包括： 浇水装置，其被配置成执行浇水从而将水直接施加至所述作物；以及 喷雾装置，其被配置成将水喷洒到所述作物上方的空间内。
9. 根据权利要求8所述的农用大棚， 其中所述至少一个大棚本体包括多个大棚本体；以及 其中所述农用大棚还包括给水设备，该给水设备配置成向设置在所述多个大棚本体的 每个中的所述浇水装置和所述喷雾装置中的至少一个供给水并且由所述多个大棚本体所 共用。
10. 根据权利要求9所述的农用大棚，其中所述控制装置被配置成根据所述给水设备 的给水能力与所述多个大棚本体中的每个所需水量之间的关系，来从所述多个大棚本体中 选择至少一个大棚本体为从所述给水设备给水的目标。
11. 根据权利要求10所述的农用大棚，其中当作为用于从所述给水设备供给水的目标 的所述至少一个大棚本体包括为用于从所述给水设备供给水的目标的多个大棚本体时，在 其中作为用于从所述给水设备供给水的目标的所述大棚本体所需水量超过所述给水设备 的给水能力的情况中，所述控制装置依次使所述给水设备向作为用于从所述给水设备供给 水的目标的所述大棚本体供给水。
12. 根据权利要求1到11中任一项所述的农用大棚，其中所述控制装置被配置成从位 于与所述作物的生长阶段对应的位置处的所述环境传感器获取所述环境信息。
13. 根据权利要求1到12中任一项所述的农用大棚， 其中所述环境形成装置还包括气流形成装置，所述气流形成装置配置成在所述大棚本 体内部、所述作物附近形成气流，以及 其中所述控制装置被配置成根据通过所述给水装置浇水的时机和量中的至少一个来 控制所述气流形成装置的操作。
14. 根据权利要求1到12中任一项所述的农用大棚， 其中所述环境形成装置还包括气流形成装置，所述气流形成装置配置成在所述大棚本 体内部、所述作物附近形成气流，以及 其中所述控制装置使所述气流形成装置在一范围内有规律地操作，在该范围内使所述 作物的环境温度在冬季中维持在预定温度或以上。
15. 根据权利要求14所述的农用大棚， 其中所述大棚本体整体地包括： 彼此对置的一对侧壁部分，横跨所述对侧壁部分延伸的顶棚部分；以及 彼此对置并且与所述对侧壁部分相交的一对端壁部分， 其中所述环境形成装置还包括设置在所述对侧壁部分的至少一个中的、可打开/可关 闭的侧窗，以及 其中所述气流形成装置被安装到所述对端壁部分的至少一个上并且被配置成当所述 侧窗打开时通过沿穿过所述对端壁部分的方向在所述大棚本体中形成气流来从所述侧窗 吸入外部空气。
16. 根据权利要求15所述的农用大棚， 其中所述对端壁部分的每个设有可打开/可关闭的端窗， 其中所述气流形成装置安装到所述对端壁部分的每个上，以及 其中形成对的所述气流形成装置在所述大棚本体中彼此相对于沿着穿过所述对端壁 部分的方向的中线设置在相反侧上，并且各设置成面向设置在所述对置的端壁部分中的所 述端窗。
17. 根据权利要求15或16所述的农用大棚， 其中所述环境形成装置还包括帘，所述帘被在关闭状态与打开状态之间可打开/可关 闭地驱动，在所述关闭状态中减少照射在所述作物上的外部光，在所述打开状态中不阻挡 照射在所述作物上的外部光，以及 其中所述气流形成装置设置在所述作物上方并且在所述帘的关闭状态中定位在对于 所述顶棚部分的相对侧上，在它们之间插设该帘。
18. 根据权利要求16所述的农用大棚， 其中所述侧窗和所述端窗被可打开/可关闭地驱动，以及 其中所述控制装置被配置成根据由所述环境传感器检测到的所述环境信息来控制所 述侧窗的打开/关闭、所述端窗的打开/关闭和所述气流形成装置的操作。
19. 根据权利要求15到18中任一项所述的农用大棚， 其中安装到所述端壁部分上的所述气流形成装置包括： 本体装置，其配置成形成所述气流，以及 安装框架，其固定到所述端壁部分上，并且其中所述本体装置联接至所述安装框架的 位置是可改变的。
20. 根据权利要求15到19中任一项所述的农用大棚， 其中安装到所述端壁部分上的所述气流形成装置包括各具有轴流式风扇的多个通风 扇或者送风机，并且所述轴流式风扇的旋转轴的轴线设置在直线上。
21. 根据权利要求1到20中任一项所述的农用大棚，还包括帘，所述帘配置成在关闭 状态与打开状态之间可打开/可关闭地驱动，在所述关闭状态中减少照射在作物上的外部 光，在所述打开状态中不阻挡照射在作物上的外部光， 其中所述控制装置被配置成根据通过所述给水装置浇水的时机和量中的至少一个来 驱动所述帘以便打开或者关闭。
22. 根据权利要求1到21中任一项所述的农用大棚， 其中所述控制装置包括被配置成从外部获取天气预报信息的通信接口单元， 所述控制装置被配置成通过从经由所述通信接口单元获得的天气预报信息预测所述 环境温度，来确定通过所述给水装置浇水的时机和量中的至少一个的方案。
23. 根据权利要求1到22中任一项所述的农用大棚，其中所述环境传感器被配置成检 测所述大棚本体内部的湿度和光强度中的至少一个以作为除了所述作物的环境温度之外 的环境信息。
24. 根据权利要求1到23中任一项所述的农用大棚，其中所述给水装置包括配置成调 节水温的冷却器。
【文档编号】A01G9/24GK104427859SQ201380035918
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年6月12日 优先权日:2012年8月23日
【发明者】谷泽孝欣, 真继伸, 儿玉尚史, 长友真吾, 广田伸也, 狩集庆文, 郑雨炫 申请人:松下知识产权经营株式会社