温室大棚中温湿度控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于农业技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着改革开放的的发展，我国的现代化程度不断提高。作为世界上的人口大国，关 系农业生产的各种资源相对偏少，截至2009年，我国人均占有耕地面积为1. 39亩，仅为世 界平均水平(人均3. 75亩）的37% ;人均占有水资源量为2200立方米，不足世界平均水平 的1/4,是全球人均资源最贫乏的13个国家之一。在未来几十年内，我国人口还将持续增 长，如何解决用较少的资源去养活较多的人口这一尖锐矛盾具有战略意义。所以我国对于 农业研宄和应用越来越受到重视，农业的发展也必然会走上现代化农业这条道路。近几年 来，随着种植业结构调整与优化，蔬菜产业发展迅猛，温室大棚的出现也让越来越多的反季 节蔬菜和水果出现在人们生活中，已然成为高效农业的一个重要组成部分。目前，我国蔬菜 大棚的数量极多，并且还在迅速增长。利用温室大棚种植，也成为广大农民致富的主导产业 之一。
[0003] 温室是利用温室效应原理，采用自动控制技术、信息技术、机械技术、电子技术、接 口技术等现代工程技术手段和工业化生产方式，为动植物生产提供可控制的适宜生长环 境，充分利用土壤、气候和生物潜能，在有限的土地上获得较高产量、品质和效益的一种高 效、集约化的农业设施。温室可以摆脱自然条件和气候条件的制约，延长生产时间，实现农 作物的全天候生产。我国的温室技术起步较晚，20世纪70年代以前我国基本还停留的农业 完全人工作业，70年代以后，国家开始大力发展以温室大棚为主的设施农业，以缓解蔬菜季 节性短缺矛盾、提高农作物产量，促进农村经济发展。经过20多年的发展，我国的温室大棚 已经具有规模化、管理水平高的特点，但是专业化明显不够，受农民经济状况的影响，大部 分温室大棚与现代工程技术手段结合有限，自动化、智能化程度不高，很多时候需要人工参 与，尤其是在温室大棚内部环境监测、处理方面明显落后于国外。如何提高温室大棚的智能 化，使其可以准确地采集温室大棚内大气温湿度、土壤温湿度、光照强度、二氧化碳浓度、风 向、风速等环境因素，并将其室内环境自动协调处理至对于作物生长有利的最佳状态是未 来温室大棚研宄的一个重要方向。
[0004] 我国幅员辽阔，各地气候差异很大，对于不同的地区温室大棚的环境监测、处理方 案也不相同。我国东北地区，受炜度、海陆位置、地势等因素的影响，属大陆性季风型气候， 夏季温热多雨，冬季寒冷漫长。调研显示，在东北的温室大棚，保温性能是重中之重。随着冬 天温度的降低，农民除了在大棚内部设立防风障、增加大棚的保温被、在门口加挡风膜、设 置缓冲室之外，还需要单独安装采暖设备，这无疑增加了农民的经济负担，并且大多数采暖 设备采用燃烧产生热能的方式，既耗费精力，又会对环境造成一定污染；同时，农民对于温 室大棚内部的温度、湿度的控制大部分是人工查看置于大棚内部的温湿度表，然后人工手 动调节温湿度，效率低，反应慢，延迟性高，对于农作物其实没有达到最佳的环境生长状态， 所以一定程度上也会影响到作物的产量。目前，国内发明中，对于温室大棚内部的环境监测 处理系统已有很多，如专利"智能大棚控制系统"专利号201210594439. 2、专利"一种智能 大棚环境监测系统"专利号201410324310. 9等等，对于温室大棚内部的环境监测确实很好， 但是局限性还是有的。对于东北冬天的寒冷天气来说，温度如何提升上去就是问题，不用再 谈如何调节了；如果采用采暖方式保持温度的话势必对环境产生一定的污染；同时东北的 温室大棚普遍都比较长，如何均衡、迅速地采集到整个温室大棚内部的环境参数也是需要 解决的问题。
【发明内容】
[0005] 本实用新型的目的是针对我国东北冬天寒冷天气中温室大棚室内温湿度难以良 好地采集与控制，同时为了减轻农民朋友的经济负担和劳动量，克服使用传统供热方式对 环境产生污染等的不足，高效、智能地调控温室大棚内部的温湿度的温室大棚中温湿度控 制系统。
[0006] 本实用新型的系统分为保温部分、加热部分和室内温湿度控制部分；
[0007] (1)保温部分：采用两层支撑保温薄膜的支架，匹配两套卷帘机系统；
[0008] (2)加热部分：由风力发电机和贮水池组成；
[0009] a、风力发电机：使用高效率的三相交流永磁同步风力发电机系统，按照专业步骤 安装风力发电机；
[0010] b、贮水池：贮水池采用混凝土浇筑而成；
[0011] (3)室内温湿度控制部分：是由XS128最小系统、键盘模块、12864屏幕显示模块、 zigbee模块、温度传感器模块、温湿度传感器模块、pwm输出模块构成；
[0012] a、xsl28最小系统：标号31的VDDR引脚作为外部供电电源输入端，标号77的 VDDXl引脚作为外部供电电源输入端，VDDA引脚标号59为外部电源输入端，标号60的VRH 引脚作为A/D变换参考电压，晶振电路连接到芯片上的EXTAL、XTAL引脚上，按钮加阻容电 路设计的复位电路接入芯片中的RESET引脚，P4--BDM接口中3引脚接到芯片BK⑶引脚， 4引脚接到芯片RESET引脚，其他所有的IO 口单独引出，供外部模块连接使用；
[0013] b、键盘模块：1-8端口分别连接xsl28最小系统中PB0-PB7 口；
[0014] c、12864屏幕显示模块：DB0~DB7接口对应xsl28最小系统中PA0~PA7接口，RS、 R/W、E、PSB接口分别对应xsl28最小系统中PE3~PE0接口；
[0015] d、zigbee模块：米用CC2530芯片，分为模块的供电部分①，信号的收发部分②，时 钟部分③，I/O接口部分④；
[0016] 模块的供电部分①为整个模块供电；
[0017] 信号的收发部分②通过SMA接口的射频天线，芯片上1^_?、1^^两个引脚相连；
[0018] 时钟部分③为工作芯片及射频信号提供实时时钟；
[0019] I/O接口部分④，作信号的输入与输出；
[0020] 其主节点模块中P0-2、P0-3 口分别与xsl28最小系统上PS0、PS1 口相连，分节点 中Pl和P2插针分别对应温度传感器模块、温湿度传感器模块中JP8、JP9插排接口；
[0021] e、温度传感器模块：温度传感器模块DHTll的2引脚接到JP9插排的5引脚，与 zigbee模块的PO-O 口相连；
[0022] f、温湿度传感器模块：温湿度传感器模块DS18b20的2引脚与JP9插排的6引脚， 与zigbee模块的PO-I 口相连；
[0023] g、pwm模块：是将xsl28最小系统中的PP0-PP7接口外引出来，用作单独的PWM接 □ 〇
[0024] 本实用新型的优点在于：
[0025] 温室大棚建设时建造两层保温薄膜结构，匹配两套卷帘机，这样温室大棚可以覆 盖两层保温被等，冬季保温性能好，同时保温被收放自如，不影响白天温室大棚的采光性。
[0026] 系统采用可再生的、无污染的自然能源一一风能作为能量来源，避免了常规矿物 能源对环境带来的污染，同时自然能源不需要花钱就可以使用，减轻了农民朋友的经济负 担。
[0027] 系统使用高效率的三相交流永磁同步风力发电机系统，可满足全天候工作的要 求。具体特点如下：
[0028] 1、发电机采用专利技术的永磁转子交流发电机，配以特殊的定子设计，有效地降 低发电机的阻转矩，同时使风轮与发电机具有更为良好的匹配特性，保证机组运行的可靠 性。
[0029] 2、风轮叶片采用采用增强玻璃钢材质，结实耐用，配以优化的气动外形设计和结 构设计，可以自动调整迎风角度，风能利用系数高，增加了年发电量。
[0030] 3、风机整体重量轻，体积小，外型美观且运行振动低；同时起动风速低，风能利用 率高，可在-40 °C -80 °C之间工作，使用寿命长达20年。
[0031] 4、安装采用人性化设计，方便设备安装、维护和检修。
[0032] 5、发电机的转子电压直接加在贮水池中的加热系统中，不需要控制器、逆变器等 设备转换和控制，电能利用率最大化。
[0033] 系统中的贮水池采用混凝土浇筑而成，简单实用，同时为克服东北冬天天气寒冷 水结冰的情况，把它建在底下2-3米处，既防止贮水池内水结冰，又有保温性能，一举两得。
[0034] 系统的散热系统采用的是钢管+散热片的方式，散热响应迅速。调研发现，大部分 用户使用的常规散热系统也是采用散热片方式，这样设计方便用户改装，减轻成本。