一种基于种植作物均衡加热的大棚土壤分隔加热系统的制作方法

本发明涉及农业生产中种植大棚内使用的加热设施技术领域，尤其涉及一种基于种植作物均衡加热的大棚土壤分隔加热系统。

背景技术：

大棚种植是广泛应用于农业生产中的一项技术，通过大棚可以种植培育不应季的种植作物。根据作物的特性，不同的种植作物其生长发育所需温度也不同，同种作物一天当中不同时段所需的温度也不同。现有的大棚内使用的加热技术，一般是通过通风加热或是土壤加热对整个大棚内部进行统一加热，难以做到为大棚内不同种作物提供不同的生长温度，造成很多作物难以在最适宜生长的温度下成长，影响种植培育的效果。而且现有技术粗放的加热方式容易造成热量的浪费。

技术实现要素：

发明目的：

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于种植作物均衡加热的大棚土壤分隔加热系统。

技术方案：

一种基于种植作物均衡加热的大棚土壤分隔加热系统，包括土壤层、设于所述土壤层下方的加热层；所述加热层被分隔成若干加热区，每个加热区对应不同的位于上方所述土壤层内的种植作物，且每个加热区内设有一独立的加热管；所述加热系统还包括：内设有蓄电池的供电控制系统、d/a转换器、cpu处理器、存储器、通信模块、终端机以及若干第一温度传感器，所述第一温度传感器分别与所述加热管以及供电控制系统连接，所述供电控制系统与所述d/a转换器连接，所述cpu处理器分别与所述d/a转换器、存储器以及通信模块连接，所述终端机与所述通信模块连接；所述终端机用于将接收到的携带有各种植作物适宜温度区间的种植作物加热机制通过所述通信模块传输给所述cpu处理器；所述存储器用于储存各种植作物与加热管编号关系对照表；所述cpu处理器用于从所述存储器中查找出与各种植作物适宜温度区间对应的加热管编号，并将加热管编号以及与其对应的适宜温度区间通过所述d/a转换器进行数模转换后传输给所述供电控制系统；所述第一温度传感器用于感测所述加热管的温度并将温度值传输给所述供电控制系统；所述供电控制系统用于将所述加热管的温度值与对应的适宜温度区间进行比较，在比较出该温度值低于适宜温度区间的最低值时，向所述加热管供电，在比较出该温度值高于适宜温度区间的最高值时，向所述加热管断电。

作为本发明的一种优选方式，所述各种植作物适宜温度区间为经过预先实验得出的各种植作物在最佳生长状态下的土壤供给温度所处区间。

作为本发明的一种优选方式，所述种植作物加热机制还携带有各种植作物在各时间段内的适宜温度区间；所述cpu处理器还用于从所述存储器中查找出与各种植作物在各时间段内的适宜温度区间对应的加热管编号，并将加热管编号以及与其对应的各时间段内的适宜温度区间通过所述d/a转换器进行数模转换后传输给所述供电控制系统；所述供电控制系统内设有时显芯片，并获取当下时间所处的时间段，将所述加热管的温度值与对应的时间段内的适宜温度区间进行比较。

作为本发明的一种优选方式，所述的一种基于种植作物均衡加热的大棚土壤分隔加热系统还包括对应设于每个加热区上方所述土壤层内的分别与所述供电控制系统连接的若干第二温度传感器，所述第二温度传感器用于感测与所述加热管温度值对应的土壤温度值；所述供电控制系统还用于将与所述加热管温度值对应的土壤温度值与对应的适宜温度区间进行比较。

作为本发明的一种优选方式，所述土壤层与加热层中间铺设有石墨散热膜。

作为本发明的一种优选方式，所述的一种基于种植作物均衡加热的大棚土壤分隔加热系统还包括若干导热管，所述导热管竖直立于所述土壤层与加热层中间。

作为本发明的一种优选方式，相邻加热区中间设有隔热层。

作为本发明的一种优选方式，所述隔热层开有至少一通孔，所述通孔两端设有覆盖入口的电控盖，所述供电控制系统内设有微型驱动器，所述电控盖与所述供电控制系统连接；所述供电控制系统还用于在向所述加热管供电的同时，利用所述微型驱动器控制所述电控盖开启，在向所述加热管断电的同时，利用所述微型驱动器控制所述电控盖关闭。

本发明实现以下有益效果：

1.根据大棚内的种植作物的品种，为不同品种的作物提供最适宜生长发育的温度，提高种植作物培育效率；

2.根据种植作物特性，为种植作物提供在不同时段不同的温度；

3.通过技术改进提高热能传导效率，减少热能损耗，提高热能利用效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为为本发明提供一种基于种植作物均衡加热的大棚土壤分隔加热系统架构示意图；图2为土壤层与加热层示意图；

图3为加热区剖面示意图；

图4为加热层俯视图。

其中：1.土壤层，2.加热层，3.加热区，4.加热管，5.蓄电池，6.供电控制系统，7.d/a转换器，8.cpu处理器，9.存储器，10.通信模块，11.终端机，12.第一温度传感器，13.时显芯片，14.第二温度传感器，15.石墨散热层,16.导热管，17.隔热层，18.通孔，19.电控盖，20.微型驱动器。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

请参考图1-4，图1为为本发明提供一种基于种植作物均衡加热的大棚土壤分隔加热系统架构示意图；图2为土壤层与加热层示意图；图3为加热区剖面示意图；图4为加热层俯视图。

具体的，本实施例提供一种基于种植作物均衡加热的大棚土壤分隔加热系统，包括土壤层1、设于所述土壤层1下方的加热层2；所述加热层2被分隔成若干加热区3，每个加热区3对应不同的位于上方所述土壤层1内的种植作物，且每个加热区3内设有一独立的加热管4；所述加热系统还包括：内设有蓄电池5的供电控制系统6、d/a转换器7、cpu处理器8、存储器9、通信模块10、终端机11以及若干第一温度传感器12，所述第一温度传感器12分别与所述加热管4以及供电控制系统6连接，所述供电控制系统6与所述d/a转换器7连接，所述cpu处理器8分别与所述d/a转换器7、存储器9以及通信模块10连接，所述终端机11与所述通信模块10连接；所述终端机11用于将接收到的携带有各种植作物适宜温度区间的种植作物加热机制通过所述通信模块10传输给所述cpu处理器8；所述存储器9用于储存各种植作物与加热管编号关系对照表；所述cpu处理器8用于从所述存储器9中查找出与各种植作物适宜温度区间对应的加热管编号，并将加热管编号以及与其对应的适宜温度区间通过所述d/a转换器7进行数模转换后传输给所述供电控制系统6；所述第一温度传感器12用于感测所述加热管4的温度并将温度值传输给所述供电控制系统6；所述供电控制系统6用于将所述加热管4的温度值与对应的适宜温度区间进行比较，在比较出该温度值低于适宜温度区间的最低值时，向所述加热管4供电，在比较出该温度值高于适宜温度区间的最高值时，向所述加热管4断电。

作为本发明的一种优选方式，所述各种植作物适宜温度区间为经过预先实验得出的各种植作物在最佳生长状态下的土壤供给温度所处区间。

其中，每个加热区仅种植一种种植作物。

其中，蓄电池5具体为锂电池，当然也可为其他种类的蓄电池，根据加热系统的规模，可选择一块蓄电池或多块蓄电池组成的蓄电池组。

其中，每个加热区3都有独立的一个加热管4与一个第一温度传感器12，所述加热管4为电加热管，为增大受热面积，加热管4的可以为u型电热管，可也为w型电热管或异型电热管，每个加热区3的加热管4都可以独立加热或停止加热，加热管4与供电控制系统6相连接，由供电控制系统6的蓄电池5供电；所述第一温度传感器12为热敏电阻，也可为温差电偶等温度传感器，第一温度传感器12分别与加热管4于供电控制系统6相连接，第一温度传感器12检测加热管4的温度，并将温度发予供电控制系统6。

具体的，在系统中，每个加热管4都有唯一编号，在本实施例中，将加热管编号为f001、f002、f003、f004、f005，每种种植作物对应一个加热区，即每种种植作物对应唯一的加热管，将种植作物与加热管之间的关系制作成各种植作物与加热管标号关系对照表，并存储于存储器9，在本实施例中，种植作物分别为a001、a002、a003、a004、a005，则各种植作物与加热管编号关系对照表如下：

每种种植作物的生长所需的温度都不同，通过预先实验，可得到各种种植作物在最佳生长状态下的土壤供给温度区间t1，例如：

各种种植作物在最佳生长状态下的土壤供给温度区间t1决定了各种植作物的加热机制，终端机11将接收到的携带有各种植作物适宜温度区间的种植作物加热机制通过通信模块10传输给cpu处理器8。其中，通信模块10可以为无线通信模块。

进一步的，cpu处理器8从存储器9中查找出与各种植作物适宜温度区间对应的加热管编号，并将加热管编号以及与其对应的适宜温度区间t1通过所述d/a转换器7进行数模转换后传输给所述供电控制系统6。其中，d/a转换器7是将是把数字量转换成模拟量的线性电路器件，d/a转换器7将从cpu处理器8接收到的数字信号，转换为供电控制系统6可识别的模拟信号。

基于此，供电控制系统6根据收到的各种植作物与加热管编号关系对照表与各种植作物适宜温度区间的种植作物加热机制，为加热管4供电，加热管4通电开始加热。第一温度传感器12为热敏电阻，在不同温度下电阻值不同，可以很好地反应温度变化情况，第一温度传感器12测定加热管4的温度t’并传输给供电控制系统6，供电控制系统6将接收到的加热管4的温度t’和与其编号对应的种植作物适宜温度区间对比，在加热管4的温度值t’低于对应种植作物适宜温度区间t1时，供电控制系统6向该加热管4供电；在加热管4的温度t’高于对应种植作物适宜温度区间t1时，供电控制系统6向该加热管4断电。以种植作物a001为例，其对应的加热管编号为f001，对应的适宜温度区间为20℃≤t1≤25℃，若第一温度控制器12实测编号为f001加热管4的温度t’为26℃或以上，则供电控制系统6要将编号为f001的加热管4断电降温；若第一温度控制器12实测编号为f001加热管4的温度t’为24℃或以下，则供电控制系统6要向编号为f001的加热管4供电，让其加热升温。

实施例二

复参考图1-4，结合上述第一实施例的内容，在本发明第二实施例中，与上述第一实施例的内容基本相同，不同之处在于，所述种植作物加热机制还携带有各种植作物在各时间段内的适宜温度区间；所述cpu处理器8还用于从所述存储器9中查找出与各种植作物在各时间段内的适宜温度区间对应的加热管4编号，并将加热管4编号以及与其对应的各时间段内的适宜温度区间通过所述d/a转换器7进行数模转换后传输给所述供电控制系统6；所述供电控制系统6内设有时显芯片13，并获取当下时间所处的时间段，将所述加热管4的温度值与对应的时间段内的适宜温度区间进行比较。

具体的，各种植作物在一天内不同时段需要的温度是不同的，通过实验，可获得各种植作物在各时间段内的适宜温度区间t2,以种植作物a001为例：

cpu处理器8从存储器9中查找出对各种植作物对应的加热管4编号，并将加热管4编号以及与其对应的各时间段内的适宜温度区间通过所述d/a转换器7进行数模转换后传输给所述供电控制系统6。

进一步的，供电控制系统6中设有时显芯片13，该时显芯片13可对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时并显示当下时间，供电控制系统6从时显芯片13获取当下所处时间。第一温度传感器12检测当下加热管4的温度值t’，供电控制系统6将t’与对应的时间段内的适宜温度区间t2进行比较，若t’>t2,则供电控制系统则供电控制系统6要将加热管4断电降温；若第一温度控制器12实测加热管4的温度t’<t2，则供电控制系统6要向加热管4供电，让其加热升温。以种植作物a001为例，其对应的加热管编号为f001，在5:00时，若第一温度控制器12实测编号为f001加热管4的温度t’为18℃或以上，则供电控制系统6要将编号为f001的加热管4断电降温；若第一温度控制器12实测编号为f001加热管4的温度t’为15℃或以下，则供电控制系统6要向编号为f001的加热管4供电，让其加热升温。

实施例二其他部分与实施例一相同，就不再赘叙。

实施例三

复参考图1-4，结合上述第一实施例的内容，在本发明第三实施例中，与上述第一实施例的内容基本相同，不同之处在于，所述的一种基于种植作物均衡加热的大棚土壤分隔加热系统还包括对应设于每个加热区3上方所述土壤层1内的分别与所述供电控制系统6连接的若干第二温度传感器14，所述第二温度传感器14用于感测与所述加热管4温度值对应的土壤温度值；所述供电控制系统6还用于将与所述加热管4温度值对应的土壤温度值与对应的适宜温度区间进行比较。

作为本发明的一种优选方式，所述土壤层1与加热层2中间铺设有石墨散热膜15。

作为本发明的一种优选方式，所述的一种基于种植作物均衡加热的大棚土壤分隔加热系统还包括若干导热管16，所述导热管16竖直立于所述土壤层1与加热层2中间。

其中，在土壤层1与加热层2铺设石墨散热膜15，石墨散热膜15铺满整个加热区，将加热层2的热量均匀传导至土壤层1。

其中，导热管16竖直立于所述土壤层1与加热层2中间，导热管16有很好的热传导性能，从一端的热量可以迅速传递到另一端，将加热层2的热量更好地传导到土壤层1，每个加热区设置四根导热管，也可增减。

具体的，每个加热区3上方的土壤层1内分别设置有第二温度传感器14，第二温度传感器14与第一温度传感器12相同，为热敏电阻也可为温差电偶等温度传感器，第二温度传感器14与供电控制系统6连接，将检测的土壤温度t”发予供电控制系统6，供电控制系统6将接收到的土壤温度温度t”和与其编号对应的种植作物适宜温度区间对比，在土壤温度温度t”低于对应种植作物适宜温度区间t1时，供电控制系统6向对应的加热管4供电；在土壤温度温度t”高于对应种植作物适宜温度区间t1时，供电控制系统6向对应加热管4断电。以种植作物a001为例，其对应的加热管编号为f001，对应的适宜温度区间为20℃≤t1≤25℃，若第二温度控制器12实测种植作物a001土壤温度温度t”为26℃或以上，则供电控制系统6要将编号为f001的加热管4断电降温；若第一温度控制器12实测种植作物a001土壤温度温度t”为24℃或以下，则供电控制系统6要向编号为f001的加热管4供电，让其加热升温。

实施例三其他部分与实施例一相同，就不再赘叙。

实施例四

复参考图1-4，结合上述第一实施例的内容，在本发明第三实施例中，与上述第一实施例的内容基本相同，不同之处在于，相邻加热区3中间设有隔热层17。

作为本发明的一种优选方式，所述隔热层17开有至少一通孔18，所述通孔两端设有覆盖入口的电控盖19，所述供电控制系统6内设有微型驱动器20，所述电控盖19与所述供电控制系统6连接；所述供电控制系统6还用于在向所述加热管4供电的同时，利用所述微型驱动器20控制所述电控盖19开启，在向所述加热管4断电的同时，利用所述微型驱动器20控制所述电控盖19关闭。

其中，所述的隔热层17将相邻加热区3隔开，包括土壤层1、加热层2与石墨散热膜15，隔热层17内填充隔热材料，隔热材料为玻璃纤维棉板，也可为聚氨酯发泡板、离心剥离纤维棉、微纳隔热板、气凝胶毡中的任意一种。

其中，所述通孔18开设于有相邻加热区的隔热层17一侧，每侧设置两个通孔18，也可增减，通孔18上设有电控盖19。电控盖19外侧覆盖保温隔热纸，具有良好的保温隔热性能，在电控盖关闭19的时候相邻加热区3没有温度传导，当电控盖19开启的时候，相邻两个热区3进行温度传导。

其中，电控盖19与供电控制系统6相连接，供电控制系统6内设微型驱动器20，供电控制系统6通过微型驱动器20控制电控盖19的开启与关闭。

具体的，两个相邻加热区3同时开始加热，供电控制系统6通过微型驱动器20控制两相邻加热区3之间的电控盖19开启，让两个相邻的加热区的热量互相传导，当两个相邻加热区3中有一个加热管4断电，则供电控制系统6通过微型驱动器20控制两相邻加热区3之间的电控盖19关闭。当两个相邻加热区并非两个同时加热时，电控盖19不开启。

实施例四其他部分与实施例一相同，就不再赘叙。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。