一種室內農業智能控制系統的制作方法

本發明屬于農業自動化技術領域，尤其涉及一種室內農業智能控制系統。

背景技術：

由于外界的環境溫度、濕度、光照強度等不受人為控制，城市空氣質量降低等自然因素造成戶外植物產量降低，影響經濟的發展和人們的正常生活需求，室內種植食用農作物或將是未來發展大趨勢。

技術實現要素：

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種低能耗、高效率的室內農業智能控制系統。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種室內農業智能控制系統，包括頂棚、植物補光燈、溫室、土壤濕度探測儀、空氣濕度探頭、控制器、恒溫裝置、二氧化碳發生器以及培養槽、進水管；所述頂棚設在溫室的上方，植物補光燈設置在溫室的頂部與底部,空氣溫濕度探頭、控制器、恒溫裝置、二氧化碳發生器均設在溫室內部，培養槽設在溫室的底部，在培養槽內設有人工土壤，土壤濕度探測儀插在土壤內，進水管在溫室底部和人工土壤連接。

進一步的，所述植物補光燈，主要是由紅藍光源組成的，采用植物最敏感的光波段，紅光波長使用620-630nm和640-660nm的波段的LED，紅光植物補光燈均勻的分布在溫室底部的培養槽上表面，藍光波長使用450-460nm和460-470nm波段的LED，藍光植物補光燈均勻的分布在溫室頂部，紅光植物補光燈與藍光植物補光燈的相對發光強度可以通過調節紅光植物補光燈與藍光植物補光燈LED的數目比例來調節。

進一步的，所述的植物補光燈的總光照強度可以按照如下關系自行調節：φ＝Bυ，υ＝(ω_人工土壤-ω_空氣)T(t)，其中φ表示植物補光燈的光照強度，B為經驗參數，表示特定植物光照強度和蒸騰速率的關系，υ表示蒸騰速率，T(t)為時間參數，表示在特定植物生長的不同時間階段植物葉片蒸騰速率和濕度差的關系，ω_人工土壤表示人工土壤的濕度，ω_空氣表示空氣濕度。

進一步的，所述頂棚上覆蓋有金屬板或者陶瓷片。

進一步的，所述溫室的側壁采用離心玻璃棉板。

本發明的有益效果是：從植物生長所需要的光源出發，組合配置紅藍光源的光譜組成，并讓藍光從上向下照射到葉面的上表面、紅光從下向上照射到葉面的下表面及枝干上，然后控制總光強度、土壤濕度和二氧化碳濃度，使得光合作用強度和蒸騰作用協調配合，讓植物產生最佳的光合作用，植物得到最佳的生長狀態，讓植物在生長過程中促進多發側枝和芽的分化，加快根莖葉生長，加快植物碳水化合物的合成和維生素的合成，縮短了生長周期。而且，既避免了光照強度過多造成能源浪費以及光照強度過少，農作物光合作用不足的情況，也避免了土壤濕度過大而造成農作物根部腐爛以及長時間環境濕度太小并且不能得到及時補充而造成農作物生長減緩的現象。除此之外，全封閉式、自動化的室內農業生產系統不僅美觀而且環保，適合大面積多場合的推廣應用。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

如圖1所示，一種室內農業智能控制系統，包括頂棚、植物補光燈、溫室、土壤濕度探測儀、空氣濕度探頭、控制器、恒溫裝置、二氧化碳發生器以及培養槽、進水管；所述頂棚設在溫室的上方，植物補光燈設置在溫室的頂部與底部,空氣溫濕度探頭、控制器、恒溫裝置、二氧化碳發生器均設在溫室內部，培養槽設在溫室的底部，在培養槽內設有人工土壤，土壤濕度探測儀插在土壤內，進水管在溫室底部和人工土壤連接。

所述植物補光燈，主要是由紅藍光源組成的，采用植物最敏感的光波段，紅光波長使用620-630nm和640-660nm的波段的LED，紅光植物補光燈均勻的分布在溫室底部的培養槽上表面，藍光波長使用450-460nm和460-470nm波段的LED，藍光植物補光燈均勻的分布在溫室頂部，紅光植物補光燈與藍光植物補光燈的相對發光強度可以通過調節紅光植物補光燈與藍光植物補光燈LED的數目比例來調節。這些光源都是讓植物產生最佳的光合作用，植物得到最佳的生長狀態，有助縮短植物的生長周期。同時，所述的植物補光燈的總光照強度與植物葉片的蒸騰速率有如下關系：φ＝Bυ，υ＝(ω_人工土壤-ω_空氣)T(t)。其中φ表示植物補光燈的光照強度，B為經驗參數，表示特定植物光照強度和蒸騰速率的關系。υ表示蒸騰速率，T(t)為時間參數，表示在特定植物生長的不同時間階段植物葉片蒸騰速率和濕度差的關系。ω_人工土壤表示人工土壤的濕度，ω_空氣表示空氣濕度。

土壤濕度探測儀4采用型號為BW17-M-300的土壤濕度計，它是一種插入式數顯土壤溫濕度測量儀。探針長:75cm，探針直徑:1.3cm，溫度量程.:0～65°C(僅T-300)，濕度量程:0-100％相對土壤濕度，電源:9V電池，總長:91cm，重量:2.3kg。外殼由堅固鑄鋁制成，航空級不銹鋼結構。另外，其配有通用全密閉濕度和溫度傳感器，即便插入硬土也不會損壞，可使用多年。應用時，將其探針插入軟濕區域，按下測試按鈕。數據快速顯示，因而可對不同深度和區域進行多次測量。可以有效全天候監控濕度和溫度。測量儀精度高，可數秒內顯示結果，可用于各種土壤測量，不受溫度、pH和溶解鹽或金屬離子影響。該濕度計可測量相對濕度、溫度；2000組溫濕度數據存儲；通過相應的編程，可自動診斷及自動修正偏差；用戶可以設置輸出信號量程、報警上下限及數據存儲間隔；傳感器失效及上下限報警通知；具有趨勢指示功能；精度高，功耗小，性能穩定。

所述頂棚1上覆蓋有金屬板或者陶瓷片，能很好的起到保溫效果。

所述溫室3的側壁采用離心玻璃棉板，離心玻璃棉板是離心玻璃棉經過固化處理后制成的具有一定強度的板材制品，無論在高溫或低溫環境中均能保持良好的保溫隔熱性能。

所述二氧化碳發生器8位于溫室內壁，當溫室內二氧化碳濃度低于0.02％時，自動向溫室注入二氧化碳，直到溫室內二氧化碳濃度為0.1％，二氧化碳發生器自動關閉。

所述培養槽9位于溫室底部，內部放置適合植物生長的人工土壤。

所述進水管10位于溫室下部，上部設有水閥，外部連接營養液。

所述恒溫裝置7位于溫室內壁，可根據不同植物適宜生長溫度不同，設置不同的值，可保持室內溫度始終處于適合所種植植物生長的溫度。

系統工作時，首先，針對不同植物，智能控制系統內部事先設定植物生長的最優條件：溫度T0，光照強度適宜范圍A0～B0，土壤相對濕度60％～80％。二氧化碳濃度為0.02％-0.1％，紅光植物補光燈與藍光植物補光燈的數目比例為M：N。其次，生長過程中，當溫室內二氧化碳濃度低于0.02％時，自動向溫室注入二氧化碳，直到溫室內二氧化碳濃度為0.1％，二氧化碳發生器自動關閉。當土壤濕度低于60％時進水閥自動打開，營養液通過進水管流入人工土壤，當土壤濕度達到80％時，自動停止進水，進水閥關閉。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。