大棚气候控制系统的制作方法

本实用新型涉及农业生产技术领域，更具体地说它涉及一种大棚气候控制系统。

背景技术：

随着科技社会的推广与发展，各行各业都在努力运用科技力量推动自身产业的发展，现代农业科技也同样如此，例如近些年在温室大棚的设计上添加了许多自动化的科技材料或设备以满足生产需要。温室大棚已成为现代农业种植中的重要设施，在蔬菜、食用菌、中药材、花卉或树苗等等栽培中广泛使用。

现有的温室大棚往往只能对大棚内的温度或湿度进行控制，无法结合光线、温度与湿度进行结合对大棚内的气候实现全面有效地控制。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种大棚气候控制系统，其优点在于结合大棚内的温度与湿度同时对作物生长环境进行控制。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种大棚气候控制系统，包括大棚，所述大棚内部设有用于调节大棚内温度的风机与连接有加热装置的升温管以及连接有用于调节湿度水泵与水箱的喷雾管道，还包括：

温度传感器与湿度传感器，用于检测大棚内的温度与湿度参数并分别输出相应的温度检测信号与湿度检测信号；

温度控制电路，设置有第一上限基准电压与第一下限基准电压，耦接于温度传感器，用于接收温度检测信号并与第一上限基准电压与第一下限基准电压进行比较后输出相应的温度控制信号；

湿度控制电路，设置有第二上限基准电压与第二下限基准电压，耦接于湿度传感器，用于接收湿度检测信号并与第二上限基准电压与第二下限基准电压进行比较后输出相应的湿度控制信号；

风机与加热装置耦接于温度控制电路，同时风机与水泵耦接于湿度控制电路，当温度检测信号大于第一上限基准电压时，温度控制电路控制风机进行降温调节；当温度检测信号小于第一下限基准电压时，温度控制电路控制加热装置对升温管加热进行升温调节；当湿度检测信号大于第二上限基准电压时，湿度控制电路控制风机进行除湿调节；当湿度检测信号小于第二下限基准电压时，湿度控制电路控制水泵向喷雾管道内通水进行加湿调节。

通过采用上述技术方案，大棚内设置温度传感器、湿度传感器、风机、加热装置以及水泵。温度传感器耦接温度控制电路以控制风机和加热装置的运行，根据温度传感器输出的温度检测信号同第一上限基准电压与第一下限基准电压进行比较后对应比较结果采取相应措施，对大棚内的温度进行调节。湿度传感器耦接湿度控制电路以控制风机与水泵的运行，根据湿度传感器输出的湿度检测信号同第二上限基准电压与第二下限基准电压进行比较后对应比较结果采取相应措施，对大棚内的湿度进行调节。

当温度传感器输出的温度检测信号大于第一上限电压时，温度控制电路输出的温度控制信号控制风机开始运行进行通风降温；当温度传感器输出的温度检测信号小于第一下限电压时，温度控制电路输出的温度控制信号控制加热装置开始运行，使得升温管的温度上升，对大棚内进行升温与保温；当湿度传感器输出的湿度检测信号大于第二上限电压时，湿度控制电路输出的湿度控制信号控制风机开始运行进行通风除湿；当湿度传感器输出的湿度检测信号小于第二上限电压时，湿度控制电路输出的湿度控制信号控制水泵开始运行向喷雾管内带入施压进行喷雾加湿。从而使得大棚内的温度与湿度根据实际情况相互结合，同时进行调节以实现对大棚内温度与湿度的全面控制。

本实用新型进一步设置为：所述大棚东西向设置，所述大棚还设置有光线传感器与光线调节装置，光线传感器耦接有光照控制电路，光照控制电路设置有第三基准电压，用于接收光线检测信号并与第三基准电压进行比较后输出相应的光线控制信号。

通过采用上述技术方案，大棚东西向设置有助于大棚内作物在白天时充分吸收阳光进行光合作用，光线传感器耦接有用于控制光线调节装置的光照控制电路，光照控制电路设有第三基准电压，光线传感器输出的光线检测信号大于第三基准电压表示此事处于白天。光照控制电路与温度控制电路配合共同控制光线调节装置，在白天时当大棚内温度传感器输出的温度检测信号大于第一上限基准电压时，光线调节装置自动运作避免棚内的作物暴晒而使得大棚内温度继续升高，增强降温效果。

本实用新型进一步设置为：所述风机设置于大棚一侧的侧壁上且间隔水平设置有若干。

通过采用上述技术方案，若干风机设于大棚一侧的侧壁上，增强风机的通风面积的同时也确定了通风时气流的流动方向，以提升除湿与降温效果。

本实用新型进一步设置为：所述升温管铺设在大棚内地面上，所述加热装置为电蒸汽发生器，电蒸汽发生器向升温管内通有热蒸汽。

通过采用上述技术方案，电蒸汽发生器向铺设于大棚内底面上的升温管内通入热蒸汽使得临近作物的大棚地表温度逐渐上升，达到对大棚内温度的调节上升的效果，保证作物的正常生长。

本实用新型进一步设置为：所述喷雾管架设于大棚内顶部。

通过采用上述技术方案，喷雾管架设在大棚顶部以增大其喷雾范围，增强喷雾加湿的范围与效果。

本实用新型进一步设置为：所述光线调节装置包括设于大棚顶部外侧的驱动电机与缠卷于驱动电机上的遮阴布。

通过采用上述技术方案，设于大棚顶部外侧的驱动电机的转轴上缠卷有遮阴布，在白天时若大棚内温度过高，驱动电机响应于光照控制电路使得棚顶上的遮阴布沿棚顶放下，将大棚遮挡，防止大棚在阳光下暴晒不利于大棚内温度的控制与作物的生长。

本实用新型进一步设置为：所述温度控制电路包括用于设置第一上限基准值与第一下限基准值并同温度检测信号比较后输出温度比较信号的温度比较电路、耦接于温度比较电路根据温度比较信号分别输出相应的温度控制信号的升温调节电路与降温调节电路。

通过采用上述技术方案，通过温度比较电路设置第一上限基准电压与第一下限基准电压并与温度检测信号进行比较，判断大棚内的温度，温度检测信号大于第一上限基准电压表示大棚内的温度过高，需要采取降温措施，温度检测信号小于第一下限基准电压表示大棚内的温度过低，需要采取升温保温措施。第一上限基准电压与第一下限基准电压根据种植作物适宜生长的温度范围与大棚种植作物的面积进行设定。而降温措施与升温保温措施分别由降温调节电路与升温调节电路进行控制。

本实用新型进一步设置为：所述湿度控制电路包括用于设置第二上限基准值与第二下限基准值并同湿度检测信号比较后输出湿度比较信号的湿度比较电路以及耦接于湿度比较电路根据湿度比较信号输出相应的湿度控制信号的加湿调节电路与除湿调节电路。

通过采用上述技术方案，通过湿度比较电路设置第二上限基准电压与第二下限基准电压并与湿度检测信号进行比较，判断大棚内的湿度，湿度检测信号大于第二上限基准电压表示大棚内的湿度过大趋于潮湿，需要采取除湿措施，湿度检测信号小于第二下限基准电压表示大棚内的湿度过低趋于干燥，需要采取加湿措施。第二上限基准电压与第二下限基准电压根据种植作物适宜生长的湿度范围与大棚种植作物的面积进行设定。而除湿措施与加湿措施分别由除湿调节电路与加湿调节电路进行控制。

本实用新型进一步设置为：所述光照控制电路包括用于设置第三基准电压并同光线检测信号比较后输出光线比较信号的光线比较电路以及耦接于光线比较电路根据光线比较信号输出相应的光线控制信号的光线调节电路。

通过采用上述技术方案，通过光线比较电路设置第三基准电压，以判断照入大棚外是白天还是晚上，当光线检测信号大于第三基准电压表示为白天，若此时温度检测信号大于第一上限基准电压，则需要采取遮阴措施防止大棚继续收到太阳光的照射。第三基准电压根据白天光线的最低亮度进行设定。而遮阴措施由光线调节电路进行控制。

综上所述，本实用新型具有以下优点：

1、大棚内温度与湿度结合控制，控制效果好；

2、结合光线进行温度调节，调节作用效果好。

附图说明

图1是本实施例的电路图；

图2是本实施例的大棚正视图；

图3是本实施例的大棚侧视图；

图4是本实施例容置箱的内部结构图。

附图标记说明：1、大棚；11、安装架；12、支架；13、检测杆；14、容置箱；15、放置架；16、穿孔；2、风机；3、加热装置；31、电蒸汽发生器；32、作物种植基台；33、升温管；34、防护罩；4、水泵；41、水箱；42、喷雾管道；5、光线调节装置；51、驱动电机；52、收卷轴；53、遮阴布；6、温度传感器；7、温度控制电路；71、温度比较电路；72、升温调节电路；73、降温调节电路；8、湿度传感器；9、湿度控制电路；91、湿度比较电路；92、除湿调节电路；93、加湿调节电路；101、光线传感器；102、光照控制电路；103、光线比较电路；104、光线调节电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例，一种大棚气候控制系统，如图1、2所示，包括大棚1、设于大棚1内部的风机2、加热装置3以及水泵4，还包括用于检测大棚1内的温度并输出温度检测信号的温度传感器6、耦接于温度传感器6且设有第一上限基准电压Vref1与第一下限基准电压Vref2并同温度检测信号相比较后输出温度控制信号的温度控制电路7、用于检测大棚1内湿度的湿度并输出湿度检测信号的湿度传感器8以及耦接于湿度传感器8且设有第二上限基准电压Vref3与第二下限基准电压Vref4并同湿度检测信号相比较后输出湿度控制信号的湿度控制电路9，温度控制电路7耦接于风机2与加热装置3，湿度控制电路9耦接于风机2与水泵4，通过对大棚1内的温度以及湿度进行检测并根据温度检测信号与湿度检测信号启动风机2、加热装置3或水泵4对大棚1内对应的温度以及湿度进行调节。

如图2、3所示，大棚1为圆顶大棚且东西向设置，大棚1内一侧设有一排安装架11，安装架11上水平间隔设置有若干风机2。加热装置3为电蒸汽发生器31，电蒸汽发生器31的出气端连接有以作物种植基台32为网眼呈网状设置在地表的升温管33，升温管33朝向走道一侧罩设有L型的防护罩34。水泵4的入水口管道连接有水箱41，水泵4的出水口连接有喷雾管道42，大棚1顶部固定有支架12，喷雾管道42架设在位于作物上方的支架12上，喷雾管道42也呈网状分布设置。大棚1地表的中心处竖直向上固定有检测杆13，温度传感器6与湿度传感器8均设置在检测杆13上。

如图1所示，温度控制电路7包括用于设置第一上限基准电压Vref1与第一下限基准电压Vref2并与温度检测信号进行比较的温度比较电路71、用于输出相应的温度控制信号控制电蒸汽发生器31运行向升温管33内输送蒸汽的升温调节电路72以及用于输出相应的温度控制信号控制风机2开启运行的降温调节电路73。

第一上限基准电压Vref1与第一下限基准电压Vref2根据种植作物适宜生长的温度范围与大棚1种植作物的面积进行设定，将温度检测信号分为三个区间并输出不同的温度比较信号，这三个区间分别为大于第一上限基准电压Vref1的高温区间、小于第一上限基准电压Vref1大于第一下限基准电压Vref2的适宜区间以及小于第一下限基准电压Vref2的低温区间。

具体的，温度比较电路71包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一上限比较器OA1和第一下限比较器OA2。

第一电阻R1的第一端输入第一上限基准电压Vref1，其第二端耦接于第一上限比较器OA1的反相输入端；第一上限比较器OA1的同向输入端耦接于温度传感器6的输出端，其输出端输出温度比较信号。第二电阻R2的第一端输入第一下限基准电压Vref2，其第二端耦接于第一下限比较器OA2的反相输入端；第一下限比较器OA2的同相输入端耦接于温度传感器6的输出端，其输出端输出温度比较信号。其中第一上限基准电压Vref1对应于预设的上限温度，第一下限基准电压Vref2对应于预设的下限温度。

当第一上限比较器OA1的同相端接收的温度检测信号大于第一上限基准电压Vref1时，第一上限比较器OA1的输出端输出高电平的温度比较信号；当第一上限比较器OA1同相端接收的温度检测信号小于第一上限基准电压时，第一上限比较器OA1的输出端输出低电平的温度比较信号。当第一下限比较器OA2同相端接收的温度检测信号大于第一下限基准电压Vref2时，第一下限比较器OA2的输出端输出高电平的温度比较信号；当第一下限比较器OA2反相端接收的温度检测信号小于第一下限基准电压Vref2时, 第一下限比较器OA2的输出端输出低电平的温度比较信号。

如图1所示，降温调节电路73包括或逻辑门OR、第一续流二极管D1、第一P型三极管Q1、第一继电器线圈KM1与第一继电器触点开关KM1-1。

或逻辑门OR的第一输入端耦接于第一上限比较器OA1的输出端，或逻辑门的第二输入端耦接于湿度控制电路9，或逻辑门的输出端耦接于第一P型三极管Q1的基极，第一P型三极管Q1的发射极接地，其集电极耦接于第一继电器线圈KM1的一端，第一继电器线圈KM1另一端连接电源Vcc；第一续流二极管D1的阴极端耦接于第一继电器线圈KM1与电源Vcc的连接点，其阳极端耦接于第一继电器线圈KM1与第一P型三极管Q1的连接点。第一继电器触点开关KM1-1的第一端连接220v市电，其第二端耦接于风机2的电机后接地。

当或逻辑门OR的第一输入端或第二输入端输入高电平的温度比较信号时，或逻辑门OR的输出端向第一P型三极管Q1输出高电平信号，第一P型三极管Q1导通，第一继电器线圈KM1得电，第一继电器触点开关KM1-1闭合，风机2开始工作，风机2向大棚1内鼓风加快空气流动进行散热。当第一P型三极管Q1接收低电平的温度比较信号时，第一P型三极管Q1截止，第一继电器线圈KM1断电，第一继电器触点开关KM1-1断开，风机2停止运作。

如图1所示，升温调节电路72包括第二续流二极管D2、第一N型三极管Q2、第二继电器线圈KM2与第二继电器触点开关KM2-1，温度控制信号由第一继电器触点开关KM1-1与第二继电器触点开关KM2-1的断开与闭合体现。

第一N型三极管Q2的基极耦接于第一下限比较器OA2的输出端，其集电极接地，其发射极耦接于第二继电器线圈KM2的一端，第二继电器线圈KM2另一端连接电源Vcc；第二续流二极管D2的阴极端耦接于第二继电器线圈KM2与电源Vcc的连接点，其阳极端耦接于第二继电器线圈KM2与第一N型三极管Q2的连接点。第二继电器触点开关KM2-1的第一端连接220v市电，其第二端耦接于电蒸汽发生器31后接地。

当第一N型三极管Q2接收低电平的温度比较信号时，第一N型三极管Q2导通，第二继电器线圈KM2得电，第二继电器触点开关KM2-1闭合，电蒸汽发生器31开始工作，电蒸汽发生器31开始向升温管33内通入热蒸汽。当第一N型三极管Q2接收高电平的温度比较信号时，第一N型三极管Q2截止，第二继电器线圈KM2断电，第二继电器触点开关KM2-1断开，电蒸汽发生器31停止运作。

如图1所示，湿度控制电路9包括用于设置第二上限基准电压Vref3与第二下限基准电压Vref4并与湿度检测信号进行比较的湿度比较电路91、用于输出相应的湿度控制信号控制水泵4运行向喷雾管道42内输水的加湿调节电路93以及用于输出相应的湿度控制信号控制风机2开启运行的除湿调节电路92。

第二上限基准电压Vref3与第二下限基准电压Vref4根据种植作物适宜生长的湿度范围与作物的种植面积进行设定将湿度检测信号分为三个区间并输出不同的湿度比较信号，这三个区间分别为大于第二上限基准电压Vref3的潮湿区间、小于第二上限基准电压Vref3大于第二下限基准电压Vref4的适宜区间以及小于第二下限基准电压Vref4的干燥区间。

具体的，湿度比较电路91包括第三电阻R3、第四电阻R4、第二上限比较器OA3和第二下限比较器OA4。

第三电阻R3的第一端输入第二上限基准电压Vref3，其第二端耦接于第二上限比较器OA3的反相输入端；第二上限比较器OA3的同向输入端耦接于湿度传感器8的输出端，其输出端输出湿度比较信号。第四电阻R4的第一端输入第二下限基准电压Vref4，其第二端耦接于第二下限比较器OA4的反相输入端；第二下限比较器OA4的同相输入端耦接于湿度传感器8的输出端，其输出端输出湿度比较信号。其中第二上限基准电压Vref3对应于预设的上限湿度，第二下限基准电压Vref4对应于预设的下限湿度。

当第二上限比较器OA3的同相端接收的湿度检测信号大于第二上限基准电压Vref3时，第二上限比较器OA3的输出端输出高电平的湿度比较信号；当第二上限比较器OA3同相端接收的湿度检测信号小于第一上限基准电压时，第二上限比较器OA3的输出端输出低电平的湿度比较信号。当第二下限比较器OA4同相端接收的湿度检测信号大于第二下限基准电压Vref4时，第二下限比较器OA4的输出端输出高电平的湿度比较信号；当第二下限比较器OA4反相端接收的湿度检测信号小于第二下限基准电压Vref4时, 第二下限比较器OA4的输出端输出低电平的湿度比较信号。

如图1所示，降温调节电路73同为除湿调节电路92，当第一P型三极管Q1接收高电平的湿度比较信号时，第一P型三极管Q1导通，第一继电器线圈KM1得电，第一继电器触点开关KM1-1闭合，风机2开始工作，风机2向大棚1内鼓风加快空气流动进行除湿。

如图1所示，加湿调节电路93包括第三续流二极管D3、第二N型三极管Q3、第三继电器线圈KM3与第三继电器触点开关KM3-1，湿度控制信号由第一继电器触点开关KM1-1与第三继电器触点开关KM3-1的断开与闭合体现。

第二N型三极管Q3的基极耦接于第二下限比较器OA4的输出端，其集电极接地，其发射极耦接于第三继电器线圈KM3的一端，第三继电器线圈KM3另一端连接电源Vcc；第三续流二极管D3的阴极端耦接于第三继电器线圈KM3与电源Vcc的连接点，其阳极端耦接于第三继电器线圈KM3与第二N型三极管Q3的连接点。第三继电器触点开关KM3-1的第一端连接220v市电，其第二端耦接于水泵4后接地。

当第二N型三极管Q3接收低电平的湿度比较信号时，第二N型三极管Q3导通，第三继电器线圈KM3得电，第三继电器触点开关KM3-1闭合，水泵4开始工作，向喷雾管道42内通入水并施以水压。当第二N型三极管Q3接收高电平的湿度比较信号时，第二N型三极管Q3截止，第三继电器线圈KM3断电，第三继电器触点开关KM3-1断开，水泵4停止运作。

如图3、4所示，位于大棚1外侧的顶部沿大棚1长度方向水平横向固定有放置架15，放置架15上设有若干相邻且内部中空的容置箱14，容置箱14沿放置架15相互平行设置有两排。大棚1顶部设有光线调节装置5，光线调节装置5包括位于容置箱14内部设置的驱动电机51，驱动电机51的输出轴连接有收卷轴52，收卷轴52上缠卷有遮阴布53，容置箱14上开设有供遮阴布53一端穿过的穿孔16。结合图1，同时大棚1内位于检测杆13上还设有输出光线检测信号的光线传感器101，光线传感器101耦接有光照控制电路102，光照控制电路102包括用于设置第三基准电压并与光线检测信号进行比较后输出光线比较信号的光线比较电路103、用于输出相应的光线控制信号控制驱动电机51转动使得遮阴布53下降遮挡的光线调节电路104。

第三基准电压Vref5设置用于判断大棚1外是白天还是夜晚，第三基准电压Vref5由白天光线的最低亮度进行设置将光线检测信号分为两个区间并输出不同的光线比较信号，着两个区间分别为大于第三基准电压Vref5的白天区间与小于第三基准电压Vref5的夜晚区间。

具体的，光线比较电路103包括第五电阻R5与第五比较器OA5 。

第五电阻R5的第一端输入第三基准电压Vref5，其第二端耦接于第五比较器OA5的反相输入端；第五比较器OA5的同向输入端耦接于光线传感器101的输出端，其输出端输出光线比较信号。

当第五比较器OA5的同相端接收的光线检测信号大于第三基准电压Vref5时，第五比较器OA5的输出端输出高电平的光线比较信号；当第五比较器OA5同相端接收的光线检测信号小于第三基准电压Vref5时，第五比较器OA5的输出端输出低电平的光线比较信号。

如图1所示，光线调节电路104包括与逻辑门AN、第四续流二极管D4、第二P型三极管Q4、第四继电器线圈KM4与第四继电器触点开关KM4-1，光线控制信号体现为第四继电器触点开关KM4-1的开关与闭合。

与逻辑门AN的第一输入端耦接于第五比较器OA5的输出端，其第二输入端耦接于第一上限比较器OA1的输出端，其输出端耦接于第二P型三极管Q4的基极，第二P型三极管Q4的发射极接地，其集电极耦接于第四继电器线圈KM4的一端，第四继电器线圈KM4另一端连接电源Vcc；第四续流二极管D4的阴极端耦接于第四继电器线圈KM4与电源Vcc的连接点，其阳极端耦接于第四继电器线圈KM4与第二P型三极管Q4的连接点。第四继电器触点开关KM4-1的第一端连接220v市电，其第二端耦接于驱动电机51后接地。

当与逻辑门AN的第一输入端输入高电平的湿度检测信号，第二输入端输入高电平的温度检测信号时，与逻辑门AN的输出端输出高电平信号，第二P型三极管Q4导通，第四继电器线圈KM4得电，第四继电器触点开关KM4-1闭合，驱动电机51开始工作驱动收卷轴52转动将缠卷的遮阴布53放下。

电路的工作流程如下：

当大棚1内温度大于上限温度，温度检测信号位于高温区间时，温度控制电路7控制大棚1侧壁处的风机2运转向大棚1内鼓风散热，若此时处于白天时段，光线控制电路7控制驱动电机51运转使得遮阴布53下降遮挡于大棚1外壁上；当大棚1内温度小于下限温度，温度检测信号位于低温区间时，温度控制电路7控制电蒸汽发生器31向地表上的升温管33内通入热蒸汽进行升温与保温；当大棚1内湿度大于上限湿度，湿度检测信号位于潮湿区间时，湿度控制电路9控制大棚1侧壁处的风机2运转向大棚1内鼓风除湿；当大棚1内湿度小于下限湿度，湿度检测信号位于干燥区间时，湿度控制电路9控制水泵4向大棚1顶部架设的喷雾管道42输水进行喷雾加湿，实现对大棚1内气候的有效控制。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。