基于物联网的蔬菜大棚智能控制系统的制作方法

本实用新型涉及蔬菜种植技术领域，尤其涉及一种基于物联网的蔬菜大棚智能控制系统。

背景技术：

蔬菜大棚是一种具有出色的保温性能的框架覆膜结构，其一般使用竹结构或者钢结构的骨架，上面覆上一层或多层保温塑料膜，这样就形成了一个温室空间；使大棚内具有良好的保温效果。由于它的出现使得人们可以吃到反季节蔬菜，并使农户获得良好的经济效益，蔬菜大棚得以广泛使用。目前的蔬菜大棚主要采用弧形大棚，包括主杆，主杆顶部固接拱杆，拱杆间设置拉杆，拱杆上铺设有薄膜。蔬菜大棚，通过外部包覆塑料保温膜，使棚内具有良好的保温效果，从而使蔬菜实现反季种植，丰富了人们的餐桌。现有蔬菜大棚的拱架多为竹子或木条，稳定性低、抗风雪能力差，带来较高的维修成本，且大棚内工作不便，灌溉效率低下。

现有技术的缺陷是，蔬菜大棚适用于在冬天种植反季节蔬菜，而在春、夏、秋季则需要将蔬菜大棚拆掉，到了冬天再重新安装，对于蔬菜的大规模种植来说，其劳动强度大，拆装需要浪费大量的人力物力，造成劳动效率低下，另外在蔬菜大棚内也没有设置加热装置和光照装置，在寒冷的冬天，就算是在蔬菜大棚内，其温度和光照度也是很低的，这就造成了大棚内蔬菜生长缓慢，从而造成市场上蔬菜的短缺，影响人们的生产生活。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本实用新型的目的是提供一种基于物联网的蔬菜大棚智能控制系统，能够自动控制蔬菜大棚内蔬菜的温度和光照度，促进蔬菜的生长，提高劳动生产率。

一种基于物联网的蔬菜大棚智能控制系统，其关键在于：包括蔬菜大棚，所述蔬菜大棚的中部设置有支撑板，所述蔬菜大棚的屋顶包括两块透明的盖板，盖板的一端与支撑板的上端铰接，盖板的另一端支撑在蔬菜大棚的墙壁上；所述支撑板的两侧均设置有液压缸，液压缸的缸体与支撑板的侧壁铰接，液压缸的活塞杆铰接在盖板的下表面，所述液压缸连接有液压系统；

所述蔬菜大棚内还设置有温度传感器、光照度传感器、加热装置、光照装置、控制电路，控制电路获取温度传感器的温度信号控制加热装置的开关，控制电路获取光照度传感器的光照度信号控制光照装置的开关。

现有技术中蔬菜大棚适用于在冬天种植反季节蔬菜，而在春、夏、秋季则需要将蔬菜大棚拆掉，到了冬天再重新安装，对于蔬菜的大规模种植来说，其劳动强度大，拆装需要浪费大量的人力物力，造成劳动效率低下。

采用本实用新型所述的蔬菜大棚，在寒冷的冬天可以将两块透明盖板放下，使蔬菜大棚内形成一密闭的空间，提高蔬菜大棚内的温度，在温暖的春、夏、秋季只须通过液压系统的液压缸将两块透明盖板向上翻转，即可将蔬菜大棚的顶部敞开，让蔬菜充分的享受阳光雨露，不需要反复的拆装大棚，可以节约大量的人力物力，提高劳动效率。

本实用新型的蔬菜大棚由硬质材料做成，可以支撑透明盖板。

另外在寒冷的北方，就算是有蔬菜大棚，其内的温度也是相当低的，通过设置温度传感器检测蔬菜大棚内的温度，控制电路再根据温度传感器的输出信号控制加热装置的开关，可将蔬菜大棚内的温度控制在一定温度范围内，能保证蔬菜在寒冷的大棚内快速生长，有利于提高蔬菜的产量，缓解冬天市场上蔬菜的短缺。

在寒冷的冬天和黑夜，蔬菜大棚内的光照度也随之降低，通过设置光照度传感器检测蔬菜大棚外的光照度，控制电路再根据光照度传感器的输出信号控制光照装置的开关。

所述控制电路包括微处理器，微处理器设置有温度信号输入端，微处理器通过温度信号输入端连接温度传感器，微处理器获取温度传感器的温度信号控制加热装置的开关，所述微处理器设置有光照信号输入端，微处理器通过光照信号输入端连接光照度传感器，微处理器获取光照度传感器的光照度信号控制光照装置的开关。

微处理器根据温度传感器的输出信号控制加热装置的开关，当温度传感器的输出信号低于微处理器的设定温度限值时，将加热装置通电加热，当温度传感器的输出信号高于设定温度限值时，将加热装置断电，停止加热，从而可将蔬菜大棚内的温度控制在一定温度范围内，一般设定温度限值在15度左右，能保证蔬菜在寒冷的大棚内快速生长。

微处理器根据光照度传感器的输出信号控制光照装置的开关。当光照度传感器检测到大棚外的光照度信号低于设定光照度限值时，控制光照装置打开，补充光照，当光照度传感器检测到大棚外的光照信号高于设定光照度限值时，控制光照装置关闭，可提高蔬菜大棚内的光照度，能保证蔬菜在较弱的光照下也能快速生长。

所述蔬菜大棚内还设置有视频采集器、施肥装置、电动开窗装置，视频采集器用于采集蔬菜大棚的视频信息；施肥装置用于对蔬菜大棚内的蔬菜施肥；电动开窗装置用于开关蔬菜大棚的墙壁上的窗户；所述微处理器还设置有视频采集端组，微处理器通过视频采集端组连接视频采集器，微处理器还设置有无线连接端组，微处理器通过无线连接端组连接有无线连接单元，微处理器通过无线连接单元连接并受控于监控中心主机；微处理器还设置有施肥控制端组，微处理器通过施肥控制端组连接有施肥装置，微处理器还设置有电机控制端，微处理器通过电机控制端连接电动开窗装置。

视频采集器用于采集蔬菜大棚的视频信息经微处理器发送给监控中心主机，监控人员可以在温暖的室内对蔬菜大棚进行视频监控，监控人员还以通过施肥装置对蔬菜大棚内的蔬菜进行施肥。施肥装置由监控人员掌控，当对蔬菜大棚内的蔬菜进行收割时，监控人员通过监控中心主机还可以通过电动开窗装置打开蔬菜大棚墙壁上的窗户，保障收割人员的安全。

所述施肥装置包括水箱、加肥装置、加药装置、喷洒装置，水箱上设置有加肥装置和加药装置，喷洒装置设置有水泵，水泵用于汲取水箱内的肥水喷洒蔬菜，微处理器通过施肥控制端组分别控制加肥装置、加药装置、喷洒装置的开关。

加肥装置用于向水箱内加入肥料，加肥装置设置有第一电磁控制阀，加药装置用于向水箱内加入农药，防止蔬菜长虫，加药装置设置有第二电磁控制阀，监控人员根据加肥需要，通过监控中心主机经微处理器分别控制第一电磁控制阀、第二电磁控制阀以及水泵的开关。

所述加热装置包括壳体，壳体的前壁设置有出风口，壳体的后壁设置有进风口，在壳体内的前部设置有加热丝，加热丝后面设置有风机。

上述加热装置的结构简单，风机将加热丝的热量吹出，在蔬菜大棚内循环流动，微处理器控制风机、加热丝的通断电。

所述光照装置为设置在支撑板两侧的白炽灯，所述白炽灯设置有反光灯罩。

采用白炽灯作为光照装置结构简单，白炽灯的光谱和太阳光相近，有利于植物生长，且能够产生一定的热量，对大棚温度进行补充，反光灯罩将白炽灯的光线聚集起来照向蔬菜大棚内的蔬菜，有助于提高光照度，防止光线向四周发散。

所述控制电路包括第一集成运放，温度传感器的信号输出端连接第一集成运放反相输入端，第一集成运放的同相输入端连接有第一参比电路，第一集成运放的输出端连接第一开关管Q1的基极，第一开关管Q1控制第一继电器的线圈通断电，第一继电器的常开开关控制加热装置的开关；

第一参比电路包括可调电阻R2，可调电阻R2的首端连接电源，可调电阻R2的尾端连接地，可调电阻R2的可调输出端作为第一参比电路的输出端连接第一集成运放同相输入端；

所述控制电路包括第二集成运放，光照度传感器的信号输出端连接第二集成运放的反相输入端，第二集成运放的同相输入端连接有第二参比电路，第二集成运放的输出端连接第二开关管Q2的基极，第二开关管Q2控制控制第二继电器的线圈通断电，第二继电器的常开开关控制光照装置的开关；

第二参比电路包括可调电阻R4，可调电阻R4的首端连接电源，可调电阻R4的尾端连接地，可调电阻R4的可调输出端作为第二参比电路的输出端连接第二集成运放同相输入端。

温度传感器的信号输出端的输出信号低于第一参比电路可调输出端的设定限值时，第一集成运放的输出端控制加热装置通电，温度传感器的信号输出端高于第一参比电路可调输出端的设定限值时，第一集成运放的输出端控制加热装置断电。

光照度传感器信号输出端的输出信号低于第二参比电路可调输出端的设定限值时，第二集成运放的输出端控制光照装置通电，光照度传感器的信号输出端高于第二参比电路可调输出端的设定值时，第二集成运放的输出端控制光照装置断电。

上述控制电路是本实用新型另一控制电路的技术方案，与单片机相比，该控制电路成本低，价格低廉，种植人员可以根据需要选用。

所述支撑板与两块盖板的铰接处覆盖有薄膜。

薄膜为柔性覆盖件，既能保证雨水不从铰接处流入，也能防止热量从铰接处流出。

薄膜并不影响盖板的翻转。

所述光照度传感器设置于蔬菜大棚的墙壁上部并朝向盖板。

所述设置便于光照度传感器检测大棚外的光照强度，并且光照度传感器设置于光照装置的上方，光照装置由于反光灯罩的作用其光线向下，因此不受光照装置的影响。

显著效果是：本实用新型提供了一种基于物联网的蔬菜大棚智能控制系统，能够自动控制蔬菜大棚内蔬菜的温度和光照度，促进蔬菜的生长，提高劳动生产率。

附图说明

图1为本实用新型的控制电路模块结构图；

图2为本实用新型的结构图；

图3为控制电路另一具体实施例的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-图3所示，一种基于物联网的蔬菜大棚智能控制系统，包括蔬菜大棚1，所述蔬菜大棚1的中部设置有支撑板1a，所述蔬菜大棚1的屋顶包括两块透明的盖板1b，盖板1b的一端与支撑板1a的上端铰接，盖板1b的另一端支撑在蔬菜大棚1的墙壁上；蔬菜大棚1的墙壁由砖墙或其它硬质材料构成，所述支撑板1a的两侧均设置有液压缸1c，液压缸1c的缸体与支撑板1a的侧壁铰接，液压缸1c的活塞杆铰接在盖板1b的下表面，所述液压缸1c连接有液压系统；

所述蔬菜大棚1内还设置有温度传感器2、光照度传感器3、加热装置4、光照装置5、控制电路，控制电路获取温度传感器2的温度信号控制加热装置4的开关，控制电路获取光照度传感器3的光照度信号控制光照装置5的开关。

所述温度传感器2采用AD590温度传感器，能够输出模拟信号；所述光照度传感器3采用NHZD10光照度传感器，能够输出模模拟信号，也能通过数据协议输出数字信号。

现有技术中蔬菜大棚1适用于在冬天种植反季节蔬菜，而在春、夏、秋季则需要将蔬菜大棚1拆掉，到了冬天再重新安装，对于蔬菜的大规模种植来说，其劳动强度大，拆装需要浪费大量的人力物力，造成劳动效率低下。

采用本实用新型所述的蔬菜大棚1，在寒冷的冬天可以将两块透明盖板1b放下，使蔬菜大棚1形成一密闭的空间，提高蔬菜大棚1内的温度，在温暖的春、夏、秋季只须通过液压系统的液压缸将两块透明盖板1b向上翻转，即可将蔬菜大棚1的顶部敞开，让蔬菜充分的享受阳光雨露，不需要反复的拆装大棚，可以节约大量的人力物力，提高劳动效率。

另外在寒冷的北方，就算是有蔬菜大棚1，其内的温度也是相当低的，通过设置温度传感器2检测蔬菜大棚1内的温度，控制电路再根据温度传感器2控制加热装置4的开关，可将蔬菜大棚1内的温度控制在一定温度范围内，能保证蔬菜在寒冷的大棚内快速生长，有利于提高蔬菜的产量，缓解冬天市场上蔬菜的短缺。

在寒冷的冬天和黑夜，蔬菜大棚1内的光照度也随之降低，通过设置光照度传感器3检测蔬菜大棚外的光照度，控制电路再根据光照度传感器3的输出信号控制光照装置5的开关。

所述控制电路包括微处理器6，微处理器6设置有温度信号输入端，微处理器6通过温度信号输入端连接温度传感器2，微处理器6获取温度传感器2的温度信号控制加热装置4的开关，所述微处理器6设置有光照信号输入端，微处理器6通过光照信号输入端连接光照度传感器3，微处理器6获取光照度传感器3的光照度信号控制光照装置5的开关。

微处理器6根据温度传感器2的输出信号控制加热装置4的开关，当温度传感器2的输出信号低于设定温度限值时，将加热装置4通电加热，当温度传感器2的输出信号高于设定温度限值时，将加热装置4断电，停止加热，可将蔬菜大棚1内的温度控制在一定温度范围内，一般设定温度限值设置在15度左右，也可以设置上限值和下限值，能保证蔬菜在寒冷的大棚内快速生长。

微处理器6根据光照度传感器3的输出信号控制光照装置5的开关。当光照度传感器3检测到大棚外的光照度信号低于设定光照度限值时，控制光照装置5打开，补充光照，当光照度传感器3检测到大棚外的光照度信号高于设定光照度限值时，控制光照装置5关闭，可提高蔬菜大棚1内的光照度，能保证蔬菜在较弱的光照下也能快速生长。

所述蔬菜大棚1内还设置有视频采集器7、施肥装置10、电动开窗装置11，视频采集器7用于采集蔬菜大棚1的视频信息；施肥装置10用于对蔬菜大棚1内的蔬菜施肥；电动开窗装置11用于开关蔬菜大棚1的墙壁上的窗户；所述微处理器6还设置有视频采集端组，微处理器6通过视频采集端组连接视频采集器7，微处理器6还设置有无线连接端组，微处理器6通过无线连接端组连接有无线连接单元8，微处理器6通过无线连接单元8连接并受控于监控中心主机9；微处理器6还设置有施肥控制端组，微处理器6通过施肥控制端组连接有施肥装置10，微处理器6还设置有电机控制端，微处理器6通过电机控制端连接电动开窗装置11。

视频采集器7用于采集蔬菜大棚1的视频信息经微处理器6发送给监控中心主机9，监控人员可以在温暖的室内对蔬菜大棚1进行视频监控，监控人员还以通过施肥装置10对蔬菜大棚1内的蔬菜进行施肥。施肥装置10由监控人员掌控，当对蔬菜大棚1内的蔬菜进行收割时，监控人员通过监控中心主机9还可以通过电动开窗装置11打开蔬菜大棚1墙壁上的窗户，保障收割人员的安全。

电动开窗装置11包括齿轮驱动机构，电机通过齿轮驱动机构控制窗户开关，微处理器6通过电机驱动模块控制电机正反转。

所述施肥装置10包括水箱10a、加肥装置10b、加药装置10c、喷洒装置10d，水箱10a上设置有加肥装置10b和加药装置10c，喷洒装置10d设置有水泵，水泵用于汲取水箱10a内的肥水喷洒蔬菜，微处理器6通过施肥控制端组分别控制加肥装置10b、加药装置10c、喷洒装置10d的开关。

加肥装置10b用于向水箱10a内加入肥料，加肥装置10b设置有第一电磁控制阀，加药装置10c用于向水箱10a内加入农药，防止蔬菜长虫，加药装置10c设置有第二电磁控制阀，监控人员根据施肥需要，通过监控中心主机9经微处理器6分别控制第一电磁控制阀、第二电磁控制阀、水泵的开关。

所述加热装置4包括壳体41，壳体41的前壁设置有出风口，壳体41的后壁设置有进风口，在壳体41内的前部设置有加热丝42，加热丝42后面设置有风机43。

上述加热装置4的结构简单，风机43将加热丝42的热量吹出，在蔬菜大棚1内循环流动，微处理器控制风机43、加热丝42的通断电。

所述光照装置5为设置在支撑板1a两侧的白炽灯，所述白炽灯设置有反光灯罩。

采用白炽灯作为光照装置结构简单，白炽灯的光谱接近太阳光，有利于植物生长，且能够产生一定的热量，对大棚温度进行补充，反光灯罩将白炽灯的光线聚集起来照向蔬菜大棚内的蔬菜，有助于提高光照度，防止光线向四周发散。

所述控制电路包括第一集成运放，温度传感器2的信号输出端连接第一集成运放反相输入端，第一集成运放的同相输入端连接有第一参比电路，第一集成运放的输出端连接第一开关管Q1的基极，第一开关管Q1控制第一继电器的线圈通断电，第一继电器的常开开关控制加热装置4的开关；

第一参比电路包括可调电阻R2，可调电阻R2的首端连接电源，可调电阻R2的尾端连接地，可调电阻R2的可调输出端作为第一参比电路的输出端连接第一集成运放的同相输入端；

所述控制电路包括第二集成运放，光照度传感器3的信号输出端连接第二集成运放的反相输入端，第二集成运放的同相输入端连接有第二参比电路，第二集成运放的输出端连接第二开关管Q2的基极，第二开关管Q2控制控制第二继电器的线圈通断电，第二继电器的常开开关控制光照装置5的开关；

第二参比电路包括可调电阻R4，可调电阻R4的首端连接电源，可调电阻R4的尾端连接地，可调电阻R4的可调输出端作为第二参比电路的输出端连接第二集成运放的同相输入端。

温度传感器2的信号输出端的输出信号低于第一参比电路可调输出端的设定限值时，第一集成运放的输出端控制加热装置4通电，温度传感器2的信号输出端高于第一参比电路可调输出端的设定值时，第一集成运放的输出端控制加热装置4断电。

光照度传感器3信号输出端的输出信号低于第二参比电路可调输出端的设定限值时，第二集成运放的输出端控制光照装置5通电，光照度传感器3的信号输出端高于第二参比电路可调输出端的设定值时，第二集成运放的输出端控制光照装置5断电。

上述控制电路是本实用新型另一控制电路技术方案，与单片机相比，该控制电路成本低，价格低廉，种植人员可以根据需要选用。

在具体布置时，温度传感器2和加热装置4相隔一定距离，比如温度传感器2设置在大棚一端，加热装置4设置在另一端，这样可以降低第一继电器动作的频率。

所述支撑板1a与两块盖板1b的铰接处覆盖有薄膜1d。

薄膜1d为柔性覆盖件，既能保证雨水不从铰接处流入，也能防止热量从铰接处流出。

薄膜1d并不影响盖板1b的翻转。

所述光照度传感器3设置于蔬菜大棚1的墙壁上部并朝向盖板1b。

所述设置便于光照度传感器3检测蔬菜大棚1外的光照强度，并且光照度传感器3设置于光照装置5的上方，光照装置5由于反光灯罩的作用，其光线向下，因此不受光照装置5的影响。光照装置5由于反光灯罩的作用其光线朝向下方的蔬菜。

本实用新型提供了一种基于物联网的蔬菜大棚智能控制系统，能够自动控制蔬菜大棚内蔬菜的温度和光照度，促进蔬菜的生长，提高劳动生产率。

最后，需要注意的是：以上列举的仅是本实用新型的具体实施例子，当然本领域的技术人员可以对本实用新型进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本实用新型的保护范围。