一种具有光照装置的作物种植大棚系统的制作方法

本发明涉及作物种植大棚系统，尤其是，一种可进行棚内作物生长参数调节的作物种植大棚系统。

背景技术：

已知，农作物的生长通常是在自然环境中，通过环境的光照、雨水等自然条件进行自然生长。但在这种自然环境下生长的农作物，其产量并不能符合人们的需要，因此，人力开始介入，以期获得更好的作物产量和作物质量。

人力的介入，通常是集中在对农作物的浇水灌溉和施肥方面，通过为农作物提供足够的水分和养料，使得其生长更为茁壮，进而增加其出产的产量，并同时提高其出产的质量。

以上所言，可以说是传统农业的通常做法，但随着科技的发展，如何将现代科技引入到传统农业种植中，使其蜕变为现代农业，则一直是业界努力的方向。

例如，对于农作物生长必要的光照、水分、温度、肥料等生长条件，如何引入现代科技手段，来对这些作物的生长条件进行有效的控制调节，使得其一直在最佳的生长环境下进行生长，并同时为其进行针对性的养料补充，这样就能保证其最后的产出的产量和质量，进而获得最大的经济效益。

当然，引入科技的手段来对农作物的生长环境进行控制调节，不可避免的会增加其生产成本，从而使其出售价格上涨。但对于一些经济作物而言，其不同的大小和重量，会使得其售价相差数倍，因此，这种引入科技手段，来提高其产出作物的重量和对应的外形体积，其出售价格的增加是完全能覆盖其投入时所提高的生产成本，同时还能获得可观的经济效益。

因此，业界需要更多的关注如何能够更好的调节和控制作物的生长环境，以使其能一直在最佳生长环境下进行生长。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种作物种植大棚系统，其能够对棚内的温度、光照、土壤水分以及土壤养分进行调节，以使得棚内种植的作物获得最佳生长条件，从而保证棚内作物获得最佳作物产出。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种作物种植大棚系统，其包括棚架和覆盖在其上的覆盖层，其中所述覆盖层采用遮光隔热保温材料，以使得棚内的温度、光照、湿度等作物生长参数条件受外部环境影响较小，所述棚架的前部设置有开门。所述棚内还设置有控制系统，其包括操控装置、存储器、光照装置、温度调节装置、灌溉装置以及养料存储装置。其中所述操控装置用于整个控制系统的操作，所述存储器内存储有多种作物的最佳生长条件数据，所述光照装置用于为棚内作物提供日光照射，所述温度调节装置用于调节棚内温度，所述灌溉装置用于为棚内作物提供水，所述养料存储装置内存储有作物生长所需的营养液。其中所述操控装置与所述存储器连接，并能读取其内存储的作物生长条件数据，并以此来控制所述光照装置、温度调节装置、灌溉装置以及养料存储装置，来为棚内种植作物提供最佳生长条件。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述操控装置包括控制器和指令输入单元；其中所述控制器与所述存储器连接，并能读取其内存储的作物生长条件数据，所述控制器连接所述指令输入单元。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述操控装置还包括与所述控制器连接的显示单元。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述操控装置还包括与所述控制器连接的语音通讯单元，用于与外界进行语音通讯。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述操控装置还包括与所述控制器连接的数据通讯单元，所述存储器通过所述数据通讯单元能够接收和传送数据。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述操控装置还包括与所述控制器连接的摄像头，用于获取视频图像。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述光照装置包括紫外线照射灯和光敏传感器，其中所述控制器控制所述紫外线照射灯进行光照，所述光敏传感器收集棚内的光照数据并将采集到的光照数据发送给所述控制器，当所述控制器发现所述光敏传感器采集到的光照参数数据达到棚内作物最佳光照参数时，其会关闭所述紫外线照射灯。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述紫外线照射灯包括2个或以上数量，其均匀设置在所述棚架的上部，以便对棚内作物进行全方位的光照。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述紫外线照射灯包括2个或以上数量，其分别均匀设置在所述棚架的两侧部，以便对棚内作物进行全方位的光照。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述紫外线照射灯的灯座设置在一个万向转接头上，其连接有一个驱动电机，所述控制器控制所述驱动电机，进而能够控制所述紫外线照射灯的照射角度，使其能够以需要的角度进行紫外光照射。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述温度调节装置包括空调和空气温度传感器，所述空调装置用于调整棚内温度，所述空气温度传感器采集棚内空气温度数据并将其传送给所述控制器。当所述控制器发现所述空气温度传感器采集到的棚内空气温度数据达到棚内作物最佳生长温度时，其会停止所述空调装置工作。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述温度调节装置还包括地热装置和土壤温度传感器，所述地热装置用于调整棚内土壤温度，所述土壤温度传感器用于采集棚内土壤温度信息并将其传送给所述控制器。当所述控制器发现所述土壤温度传感器采集到的棚内土壤温度数据达到棚内作物最佳生长温度时，其会停止所述地热装置工作。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述灌溉装置包括水管路，所述水管路上通过软管连接有第一喷头，所述第一喷头设置在滑轨上，并可沿所述滑轨做往复运动。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述水管路上连接有2个或以上数量的第一喷头，这些第一喷头设置在同一滑轨上。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述水管路上连接有第一开关阀，所述控制器连接所述第一开关阀，进而控制所述水管路的打开和关闭。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述水管路上还设置有第一动力泵，其与所述控制器连接，所述控制器通过所述第一动力泵为所述水管路内的水流提供动力。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述灌溉装置包括用于采集棚内空气湿度的空气湿度传感器，其与所述控制器连接并向其传递采集到的空气湿度数据，所述控制器根据所述空气湿度传感器采集的空气湿度数据，控制所述灌溉装置的操作。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述灌溉装置包括用于采集棚内土壤湿度的土壤湿度传感器，其与所述控制器连接并向其传递采集到的土壤湿度数据，所述所述控制器根据所述土壤湿度传感器采集的土壤湿度数据，控制所述灌溉装置的操作。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述养料存储装置包括营养液存储器和与其连接的输送管路，所述输送管路上设置有2个或以上数量的第二喷头。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述输送管路上连接有第二开关阀，所述控制器连接所述第二开关阀，进而控制所述养料存储装置与所述输送管路之间的连通或是关闭。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述输送管路上还设置有第二动力泵，其与所述控制器连接，所述控制器通过所述第二动力泵为所述输送管道内的营养液提供流动动力。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述营养液存储器，其与所述水管路连接，所述营养液存储器内存储的营养液通过所述水管路输送。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述控制系统还包括报警装置，当所述操控装置发现系统内出现错误操作时，其会通知所述报警装置进行报警。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述报警装置包括声光报警单元。例如，蜂鸣器，警示灯等等。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述操控装置通过云端服务器连接到外部中央控制系统，并且两者之间能够进行数据交换。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述棚内还设置有监控摄像头，其通过所述云端服务器连接到外部中央控制系统。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述报警装置发出的报警信息是经由所述云端服务器发送到所述中央控制系统。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明涉及的一种作物种植大棚系统，其采用遮光保温材料对棚内空间的自然条件进行相对封闭处理，使得其受外界自然环境的影响较小，同时在棚内设置控制系统，对棚内种植作物需要的生长条件参数进行控制，使其在生长过程中，一直为作物所需的最佳生长环境条件，从而使得棚内种植作物获得最好的产出，例如，更大的单个体积和更大的单个重量。这对于有些药用作物而言，更大的单个体积重量，其售价往往是成级数上升的，因此，本发明涉及的这种农作物大棚非常适合，经济价值高的作物使用推广，其成本价格相对于其内作物产出的出售价格，还是很有优势。

进一步的，本发明涉及的大棚控制系统可以通过云端服务器连接到一个中央控制系统上，从而使得多个独立的大棚系统，由一个个独立的封闭式系统，成为一个开放式的大型组合系统，在方便统一管理的同时，在一定程度上，也能够降低各大棚的作物产出成本。

附图说明

图1是本发明涉及的一个实施方式提供的一种作物种植大棚系统的外形结构图；

图2是图1所示的一种作物种植大棚系统，其内设置的控制系统的逻辑结构图；

图3是图2所示的控制系统中，其操控装置的逻辑结构图；

图4是图2所示的控制系统中，其光照装置的逻辑结构图；

图5是图2所示的控制系统中，其温度调节装置的逻辑结构图；

图6是图2所示的控制系统中，其灌溉装置的逻辑结构图；

图7是图2所示的控制系统中，其养料存储装置的逻辑结构图；

图8是本发明涉及的又一个实施方式提供的作物种植大棚系统联网情况下的逻辑结构图。

图1~8中的附图标记说明如下：

棚架10覆盖层20

开门12操控装置30

控制器31输入单元32

显示单元33语音通讯单元34

数据通讯单元35摄像头36

存储器40光照装置50

紫外线照射灯52光敏传感器54

万向转接头56驱动电机58

温度调节装置60空调62

空气温度传感器64地热装置61

土壤温度传感器63灌溉装置70

第一开关阀71水管路72

第一动力泵73第一滑轨74

第一喷头75空气湿度传感器76

软管77、88

土壤湿度传感器78养料存储装置80

第二开关阀81营养液存储器82

第二动力泵83输送管路84

第二喷头85第二滑轨86

报警装置90中央控制系统100

监控摄像头101云端服务器110。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例，对本发明涉及的一种作物种植大棚系统的技术方案作进一步的详细描述。

请参阅图1所示，本发明的一个实施方式提供了一种作物种植大棚系统，其包括棚架10和覆盖在其上的覆盖层20，其中所述覆盖层20采用遮光隔热保温材料，以使得棚内的光照、温度、湿度等作物生长参数条件受外部环境影响较小。所述棚架10的前部设置有开门12，以方便进出所述大棚内外。所述棚架的后部也可随需要设置后开门，并无限制。

相对于现有作物大棚结构，其通常采用的透光覆盖层，虽然使得其能够获得一定的光照和温度，但其受外界影响也相对较大。而本发明采用遮光隔热的覆盖层，则可使得棚内环境受外界环境影响较小，然后通过多种技术手段能有效的控制棚内环境条件，进而使得棚内作物的生长条件一直为最佳条件。其中所述覆盖层可以包括内外两层材料层，内层为保温材料构成，外层为遮光材料构成。在不同实施方式中，其中所述覆盖层也可单独由一种遮光材料构成，棚内温度可以靠温度调节装置进行调整。

在一个实施方式中方式中，其中本发明涉及的大棚结构，其骨架和覆盖层由水泥外层实施其功能，在水泥外层内可以设置保温层，也可以不设置保温层。设置保温层能在一定程度上节省棚内能量的消耗，有一定绿色环保的作用。

进一步的，由于棚内环境受外界环境影响较小，因此，在其内设置控制系统，来进行棚内环境条件的调整和控制，可以很好的使得棚内环境条件达到预定环境条件。

具体的，请参阅图2所示，所述控制系统包括操控装置30、存储器40、光照装置50、温度调节装置60、灌溉装置70、养料存储装置80以及报警装置90。

其中所述操控装置30用于整个控制系统的操作，所述存储器40内存储有多种作物的最佳生长条件数据，所述光照装置50用于为棚内作物提供日光照射，所述温度调节装置60用于调节棚内温度，所述灌溉装置70用于为棚内作物提供水，所述养料存储装置80内存储有作物生长所需的营养液，所述报警装置90在系统内出现运转问题时，进行报警提醒。

请参阅图3所示，其中所述操控装置30包括控制器31，其与所述存储器40连接，并能读取其内存储的作物生长条件数据，并以此来控制所述光照装置50、温度调节装置60、灌溉装置70以及养料存储装置80，来为棚内种植作物提供最佳生长条件。

其中所述存储器40可以是硬盘、光盘、移动存储单元等等，具体可随需要设置，并无限制，其内存储有多种不同作物的最佳生长数据。

进一步的，其中所述控制器31还连接有指令输入单元32，用于接收外部指令。其中所述控制器31还连接有显示单元33，用于显示棚内环境条件信息。例如，棚内温度，棚内土壤湿度，棚内空气湿度，棚内光照条件以及土壤养分条件等等，但不限于。

进一步的，其中所述控制器31还连接有语音通讯单元34，用于与外界进行语音通讯。所述控制器31还连接有数据通讯单元35，所述存储器40通过所述数据通讯单元35能够接收和传送数据。其中所述数据通讯单元35可以是无线形式也可以是有线形式，随需要而定，并无限制。所述控制器31还连接有摄像头36，用于获取视频图像。

在一个实施方式中，其中所述指令输入单元32、显示单元33、语音通讯单元34以及摄像头36，都可集成在一个触摸显示屏上，其上集成麦克风、摄像头。这些功能单元的设置，使得所述控制系统，不在是一个相对独立的封闭系统，而是一个开放式系统，同时也增加了其人机互动功能。

请参阅图4所示，其中所述光照装置50包括紫外线照射灯52和光敏传感器54，其中所述控制器31控制所述紫外线照射灯52进行光照，所述光敏传感器54收集棚内的光照数据并将采集到的光照数据发送给所述控制器31，当所述控制器31发现所述光敏传感器54采集到的光照参数数据达到棚内作物最佳光照参数时，其会关闭所述紫外线照射灯52。

进一步的，在一具体实施方式中，其中所述紫外线照射灯52包括多个，具体数量可根据棚内面积合理设置，这些紫外线照射灯52均匀设置在所述棚架的上部和两侧部，以便对棚内作物提供全方位的光照。

进一步的，所述紫外线照射灯52的灯座设置在一个万向转接头56上，其连接有一个驱动电机58，所述控制器31控制所述驱动电机58，进而能够控制所述紫外线照射灯52的照射角度，使其能够以需要的角度对棚内种植作物进行紫外光照射。

请参阅图5所示，其中所述温度调节装置60包括空调62和空气温度传感器64，所述空调装置62用于调整棚内温度，所述空气温度传感器64采集棚内空气温度数据并将其传送给所述控制器31。当所述控制器31发现所述空气温度传感器64采集到的棚内空气温度数据达到棚内作物最佳生长温度时，其会停止所述空调装置62工作。

进一步的，其中所述温度调节装置60还包括地热装置61和土壤温度传感器63，所述地热装置61用于调整棚内土壤温度，所述土壤温度传感器63用于采集棚内土壤温度信息并将其传送给所述控制器31。当所述控制器31发现所述土壤温度传感器63采集到的棚内土壤温度数据达到棚内作物最佳生长温度时，其会停止所述地热装置61工作。

请参阅图6所示，其中所述灌溉装置70包括水管路72，所述水管路72上设置有第一开关阀71、第一动力泵73和第一喷头75。其中所述第一开关阀71用于所述水管路72的开闭，其与所述控制器31连接并接收其开闭指令，所述第一动力泵73为所述水管路72内的流体提供流动动力，使其能从所述第一喷头75内喷出。

进一步的，所述第一喷头75通过软管77连接到所述水管路72上，且所述第一喷头75设置在第一滑轨74上，并可沿所述第一滑轨74做往复运动。在不同实施方式中，其中所述水管路上连接有2个或以上数量的第一喷头75，这些第一喷头75设置在同一滑轨74上。

其中所述第一喷头75的设置数量可根据棚内面积进行测算，使得棚内作物都能获得足够的水分，同时由于所述第一喷头75能沿所述第一滑轨74进行滑动，如此使得棚内作物能均匀的接受水分，不会出现局部受水过多的情况。

进一步的，其中所述灌溉装置70包括用于采集棚内空气湿度的空气湿度传感器76，其与所述控制器31连接并向其传递采集到的空气湿度数据，所述所述控制器根据所述空气湿度传感器采集的空气湿度数据，控制所述第一喷头75喷水。

进一步的，其中所述灌溉装置70包括用于采集棚内土壤湿度的土壤湿度传感器78，其与所述控制器31连接并向其传递采集到的土壤湿度数据，所述所述控制器31根据所述土壤湿度传感器78采集的土壤湿度数据，控制所述第一喷头75喷水。

请参阅图7所示，其中所述养料存储装置80包括营养液存储器82和输送管路84。其中所述营养液存储器82内存储有用于作物生长的营养液，所述营养液通过所述输送管路84输送给棚内作物。

具体的，所述输送管路84的结构可以类似于所述水管路72，其上设置有第二开关阀81、第二动力泵83和第二喷头85。其中所述开关阀81用于所述营养液存储器82与所述输送管路84之间的连通，其与所述控制器30连接并接收其开闭指令，所述动力泵83为所述输送管路84内的营养液流体提供流动动力，使其能从所述第二喷头85内喷出或是流出。

进一步的，其中所述第二喷头85也可以是通过软管88连接到所述输送管路84上，且所述第二喷头85设置在第二滑轨86上，并可沿所述第二滑轨86做往复运动。

在不同实施方式中，其中所述输送管路84上连接有2个或以上数量的第二喷头85，这些第二喷头85设置在同一滑轨上。所述第二喷头85的设置数量可根据棚内面积进行测算，使得棚内作物都能获得足够的营养液，同时由于所述第二喷头85能沿滑轨进行滑动，如此使得棚内作物能均匀的接受营养液。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述营养液存储器82可以设置多个，以分别存储不同用于作物生长的养分，例如，磷肥营养液、钾肥营养液、氮肥营养液等等。这些营养液存储器可通过一个多通阀与所述输送管路84连接，需要加入哪种营养液，所述控制器就联通其与所述输送管路84之间的通道。而对于土壤中，养料成分的补充，可以是通过定期检测的方式进行。当发现土壤中缺乏某种营养元素时，即可进行相应的营养液输送。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述水管路72和所述营养液输送管路84可以合并为一个。例如，所述营养液存储器82通过开关阀与所述水管路72直接连接，所述营养液存储器82内存储的营养液通过所述水管路72输送。

所述报警装置90在所述控制系统内出现运转问题时，进行报警提醒。其具体可以是，当所述控制器31发现系统内出现错误操作，例如，水量不足或是营养液不足时，其会通知所述报警装置90进行报警，以便提醒操作人员及时介入，从而保证系统的正常运作。其中所述报警装置90包括声光报警单元，例如，蜂鸣器，警示灯等等。

进一步的，从报警方式的角度来看，若本发明涉及的作物大棚系统，都是单独运行，其在一定程度上，成本还是较高的，因为，每个大棚系统都需要人工定时查看，以便保证其正常运行。但若将多个本发明涉及的大棚系统通过互联网结合起来，统一运作，则可进一步的解放人工，提高科技的介入程度。

在一个实施方式中，请参阅图8所示，本发明涉及的大棚系统的控制系统，其通过云端服务器110连接在一个中央控制系统100上。所述中央控制系统还连接有监控摄像头101，其设置在大棚内用于查看大棚内的情况。这样，所述中央控制系统100的操控人员，可以通过所述监控摄像头101查看棚内的实时状况，若有意外，也可及时进行处理。且所述大棚控制系统的报警装置90，其发出的报警信息可以是通过所述云端服务器110发送给所述中央控制系统100，以便能够获得及时处理。

另外，大棚系统内的操作数据，也可上传到所述云端服务器110，所述中央控制系统100可登陆所述云端服务器110查看这些数据，或者是通过所述云端服务器11与大棚系统的控制系统进行数据交换。

本发明涉及的一种作物种植大棚系统，其采用遮光保温材料对棚内空间的自然条件进行相对封闭处理，使得其受外界自然环境的影响较小，同时在棚内设置控制系统，对棚内种植作物需要的生长条件参数进行控制，使其在生长过程中，一直为作物所需的最佳生长环境条件，从而使得棚内种植作物获得最好的产出，例如，更大的单个体积和更大的单个重量。这对于有些药用作物而言，更大的单个体积重量，其售价往往是成级数上升的，因此，本发明涉及的这种农作物大棚非常适合，经济价值高的作物使用推广，其成本价格相对于其内作物产出的出售价格，还是很有优势。

进一步的，本发明涉及的大棚控制系统可以通过云端服务器连接到一个中央控制系统上，从而使得多个独立的大棚系统，由一个个独立的封闭式系统，成为一个开放式的大型组合系统，在方便统一管理的同时，在一定程度上，也能够降低各大棚的作物产出成本。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的范围内。