一种双面日光温室环境控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种双面日光温室环境控制系统及控制方法，属于温室环境控制系统技术领域。在阳棚温室、阴棚温室和中间墙体上均设置通风装置，通过环境检测装置检测阳棚温室的环境信息、阴棚温室的环境信息和室外气象站检测室外环境信息，控制装置控制通风装置和除湿装置的工作状态，自动调整双面日光温室中阳棚温室和阴棚温室的环境，使得阳棚温室和阴棚温室的环境适于各自棚内作物生长，解决了现有技术中双面温室通风效率低，能量难以充分利用的缺陷。且本发明专利技术提供了一种综合评价指标，通过监测整个调控过程中的数据，并根据综合评价指标来进一步调整控制阈值，达到自适应控制阈值调整的功能，实现双面温室的自动化环境调整。实现双面温室的自动化环境调整。实现双面温室的自动化环境调整。

【技术实现步骤摘要】
一种双面日光温室环境控制系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及温室环境控制系统
，特别是涉及一种双面日光温室环境控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]双面日光温室(也称阴阳棚)是在传统单面日光温室的北侧，通过后墙增建一个相同长度的背阳面温室，阳面温室与阴面温室共同形成双面日光温室。采光面向阳的温室称为阳棚温室，采光面背阳的温室称为阴棚温室。双面日光温室由于阴阳两面温室环境条件的不同，可选择种植不同类型的作物。利用二者在环境、光照、气体等条件的差异种植不同的蔬菜，阳棚温室一般多用于绿色蔬菜的种植，阴棚温室一般多用于菌类的种植。
[0003]通风作为影响双面日光温室内环境的一个重要因素，其对阴阳棚内的热交换有着关键影响。通过通风在温室内部形成一定的空气流动，使温室内外环境之间以及作物和环境之间可以进行足够的质热交换，以防止太阳辐射造成的温室内温度过高，同时使温室内湿度保持在适宜水平。在双面日光温室中，阳棚内温度高，热空气一般聚集在其上空，而地面上种植的蔬菜利用不到这些温度，如果能够在阴阳棚内合理设置通风窗口并建立科学的管理系统，不仅可使这些能量得到充分利用，而且可提高作物的综合产量。
[0004]经调查发现，在实际生产中，双面日光温室通风存在设计有待改进、机械化程度低以及环境控制能力差等问题。在目前通风系统的管理中，国内外大部分都是单面温室的研究，针对双面温室总体通风方案的研究较少，且阴阳棚内大多不设置对流装置，或仅在共用墙体的上部、阳棚的侧部开设部分窗口来进行通风，窗口打开的时间大多依据农民自身经验来确定，加上自然通风效率较低，使得阴阳棚的能量得不到充分利用、不能及时改变阴阳棚的湿热环境，从而造成能量损失、作物对能量的利用率下降、作物综合效益较低的问题。
[0005]因此，在阳棚阴棚以及共用墙体上合理设置通风装置并建立科学的通风管理系统对双面温室的发展有着重要作用，其一方面有利于园艺设计师改进通风口设计，改善双面温室内通风系统，为温室内的作物提供一个良好的生长环境，提高作物的产量和品质；另一方面，有助于温室制造厂家优化温室内部的结构设计，配备适宜的环控设备。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种双面日光温室环境控制系统及控制方法，以解决现有技术中双面温室通风效率低，能量难以充分利用的缺陷，实现双面温室的自动化环境调整。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种双面日光温室环境控制系统，所述系统包括：双面日光温室、第一环境检测装置、第二环境检测装置、第一通风装置、第二通风装置、第三通风装置、除湿装置、室外气象站和控制装置；
[0008]第一环境检测装置和除湿装置均设置在双面日光温室的阳棚温室内，第二环境检测装置设置在双面日光温室的阴棚温室内；室外气象站设置在双面日光温室的外部；第一通风装置设置在双面日光温室的阳棚温室上，第二通风装置设置在双面日光温室的阴棚温
室上，第三通风装置设置在双面日光温室的中间墙体上；
[0009]第一环境检测装置的信号输出端、第二环境检测装置的信号输出端和室外气象站的信号输出端均与控制装置的信号输入端连接，第一通风装置的控制端、第二通风装置的控制端、第三通风装置的控制端和除湿装置的控制端均与控制装置的信号输出端连接；所述控制装置用于获取第一环境检测装置检测的阳棚温室的环境信息、第二环境检测装置检测的阴棚温室的环境信息和室外气象站检测的室外环境信息，并根据阳棚温室的环境信息、阴棚温室的环境信息和室外环境信息产生控制信号，进而根据控制信号控制第一通风装置、第二通风装置、第三通风装置和除湿装置的工作状态，自动调整双面日光温室中阳棚温室和阴棚温室的环境，使得阳棚温室和阴棚温室的环境适于各自棚内作物生长。
[0010]可选的，在阳棚温室的顶部开设有多个依次排布的顶部窗口，在阳棚温室的前部开设有多个依次排布的前部窗口；所述第一通风装置包括：多个第一空气循环组件和多个第二空气循环组件；多个第一空气循环组件分别一一对应地设置在多个顶部窗口中，多个第二空气循环组件分别一一对应地设置在多个前部窗口中；
[0011]在阴棚温室的下部开设有多个依次排布的下部窗口；所述第二通风装置包括多个第三空气循环组件；多个第三空气循环组件分别一一对应地设置在多个下部窗口中；
[0012]在中间墙体的下部开设有多个依次排布的通风窗口；所述第三通风装置包括多个第四空气循环组件；多个第四空气循环组件分别一一对应地设置在多个通风窗口中；
[0013]每个第一空气循环组件、每个第二空气循环组件、每个第三空气循环组件和每个第四空气循环组件均包括窗口开关装置和单向对流装置；窗口开关装置的控制端和单向对流装置的控制端均与控制装置连接，所述控制装置用于控制窗口开关装置的开闭以及单向对流装置的转速。
[0014]可选的，所述第一环境检测装置和所述第二环境检测装置均包括：温度检测装置、湿度检测装置、氧气浓度检测装置和二氧化碳检测装置；
[0015]温度检测装置的信号输出端、湿度检测装置的信号输出端、氧气浓度检测装置的信号输出端和二氧化碳检测装置的信号输出端均与控制装置的信号输入端连接。
[0016]可选的，所述控制装置包括：处理器和控制器；
[0017]第一环境检测装置的信号输出端、第二环境检测装置的信号输出端和室外气象站的信号输出端均与处理器的信号输入端连接，处理器的信号输出端与控制器的信号输入端连接；所述处理器用于获取第一环境检测装置检测的阳棚温室的环境信息、第二环境检测装置检测的阴棚温室的环境信息和室外气象站检测的室外环境信息，并根据阳棚温室的环境信息、阴棚温室的环境信息和室外环境信息产生控制信号；
[0018]第一通风装置的控制端、第二通风装置的控制端、第三通风装置的控制端和除湿装置的控制端均与控制器的信号输出端连接；所述控制器用于根据控制信号控制第一通风装置、第二通风装置、第三通风装置和除湿装置的工作状态，自动调整双面日光温室中阳棚温室和阴棚温室的环境，使得阳棚温室和阴棚温室的环境适于各自棚内作物生长。
[0019]一种双面日光温室环境控制方法，所述方法应用于前述的双面日光温室环境控制系统，所述方法包括：
[0020]预设第一极端阈值和第二极端阈值；
[0021]当室外气象站检测的室外环境信息大于或等于第一极端阈值时，控制装置启动极
端天气控制策略控制第一通风装置、第二通风装置和第三通风装置的工作状态；
[0022]若启动极端天气控制策略后的双面日光温室环境信息不满足综合评价指标，则调整第一极端阈值，将第一极端阈值替换为调整后的第一极端阈值，并返回步骤“当室外气象站检测的室外环境信息大于或等于第一极端阈值时，控制装置启动极端天气控制策略控制第一通风装置、第二通风装置和第三通风装置的工作状态”；
[0023]直至室外气象站检测的室外环境信息小于第二极端阈值时，控制装置启动正常天气控制策略控制第一通风装置、第二通风装置和第三通风装置的工作状态；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双面日光温室环境控制系统，其特征在于，所述系统包括：双面日光温室、第一环境检测装置、第二环境检测装置、第一通风装置、第二通风装置、第三通风装置、除湿装置、室外气象站和控制装置；第一环境检测装置和除湿装置均设置在双面日光温室的阳棚温室内，第二环境检测装置设置在双面日光温室的阴棚温室内；室外气象站设置在双面日光温室的外部；第一通风装置设置在双面日光温室的阳棚温室上，第二通风装置设置在双面日光温室的阴棚温室上，第三通风装置设置在双面日光温室的中间墙体上；第一环境检测装置的信号输出端、第二环境检测装置的信号输出端和室外气象站的信号输出端均与控制装置的信号输入端连接，第一通风装置的控制端、第二通风装置的控制端、第三通风装置的控制端和除湿装置的控制端均与控制装置的信号输出端连接；所述控制装置用于获取第一环境检测装置检测的阳棚温室的环境信息、第二环境检测装置检测的阴棚温室的环境信息和室外气象站检测的室外环境信息，并根据阳棚温室的环境信息、阴棚温室的环境信息和室外环境信息产生控制信号，进而根据控制信号控制第一通风装置、第二通风装置、第三通风装置和除湿装置的工作状态，自动调整双面日光温室中阳棚温室和阴棚温室的环境，使得阳棚温室和阴棚温室的环境适于各自棚内作物生长。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在阳棚温室的顶部开设有多个依次排布的顶部窗口，在阳棚温室的前部开设有多个依次排布的前部窗口；所述第一通风装置包括：多个第一空气循环组件和多个第二空气循环组件；多个第一空气循环组件分别一一对应地设置在多个顶部窗口中，多个第二空气循环组件分别一一对应地设置在多个前部窗口中；在阴棚温室的下部开设有多个依次排布的下部窗口；所述第二通风装置包括多个第三空气循环组件；多个第三空气循环组件分别一一对应地设置在多个下部窗口中；在中间墙体的下部开设有多个依次排布的通风窗口；所述第三通风装置包括多个第四空气循环组件；多个第四空气循环组件分别一一对应地设置在多个通风窗口中；每个第一空气循环组件、每个第二空气循环组件、每个第三空气循环组件和每个第四空气循环组件均包括窗口开关装置和单向对流装置；窗口开关装置的控制端和单向对流装置的控制端均与控制装置连接，所述控制装置用于控制窗口开关装置的开闭以及单向对流装置的转速。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一环境检测装置和所述第二环境检测装置均包括：温度检测装置、湿度检测装置、氧气浓度检测装置和二氧化碳检测装置；温度检测装置的信号输出端、湿度检测装置的信号输出端、氧气浓度检测装置的信号输出端和二氧化碳检测装置的信号输出端均与控制装置的信号输入端连接。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制装置包括：处理器和控制器；第一环境检测装置的信号输出端、第二环境检测装置的信号输出端和室外气象站的信号输出端均与处理器的信号输入端连接，处理器的信号输出端与控制器的信号输入端连接；所述处理器用于获取第一环境检测装置检测的阳棚温室的环境信息、第二环境检测装置检测的阴棚温室的环境信息和室外气象站检测的室外环境信息，并根据阳棚温室的环境信息、阴棚温室的环境信息和室外环境信息产生控制信号；第一通风装置的控制端、第二通风装置的控制端、第三通风装置的控制端和除湿装置的控制端均与控制器的信号输出端连接；所述控制器用于根据控制信号控制第一通风装
置、第二通风装置、第三通风装置和除湿装置的工作状态，自动调整双面日光温室中阳棚温室和阴棚温室的环境，使得阳棚温室和阴棚温室的环境适于各自棚内作物生长。5.一种双面日光温室环境控制方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1
‑
4任一项所述的双面日光温室环境控制系统，所述方法包括：预设第一极端阈值和第二极端阈值；当室外气象站检测的室外环境信息大于或等于第一极端阈值时，控制装置启动极端天气控制策略控制第一通风装置、第二通风装置和第三通风装置的工作状态；若启动极端天气控制策略后的双面日光温室环境信息不满足综合评价指标，则调整第一极端阈值，将第一极端阈值替换为调整后的第一极端阈值，并返回步骤“当室外气象站检测的室外环境信息大于或等于第一极端阈值时，控制装置启动极端天气控制策略控制第一通风装置、第二通风装置和第三通风装置的工作状态”；直至室外气象站检测的室外环境信息小于第二极端阈值时，控制装置启动正常天气控制策略控制第一通风装置、第二通风装置和第三通风装置的工作状态；若启动正常天气控制策略后的双面日光温室环境信息不满足综合评价指标，则调整第二极端阈值，将第二极端阈值替换为调整后的第二极端阈值，并返回步骤“直至室外气象站检测的室外环境信息小于第二极端阈值时，控制装置启动正常天气控制策略控制第一通风装置、第二通风装置和第三通风装置的工作状态”。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述当室外气象站检测的室外环境信息大于或等于第一极端阈值时，控制装置启动极端天气控制策略控制第一通风装置、第二通风装置和第三通风装置的工作状态，具体包括：在室外气象站检测的室外温度大于或等于第一预设极端温度值时，判定为极端高温天气，控制装置控制阳棚温室、中间墙体、阴棚温室的窗口开关装置全部开启，并控制阳棚温室、中间墙体、阳棚温室的单向对流装置高速转动；在室外气象站检测的室外湿度大于或等于第一预设极端湿度值时，判定为极端雨季天气，控制装置控制阳棚温室、阴棚温室的窗口开关装置关闭，中间墙体的窗口开关装置开启，并控制中间墙体的单向对流装置中速运行；在室外气象站检测的室外风速大于或等于第一预设极端风速值时，判定为极端大风天气，控制装置控制阳棚温室的前部窗口、阴棚温室、中间墙体的窗口开关装置开启，并控制阳棚温室的前部窗口、中间墙体、阴棚温室的单向对流装置低速运行。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述启动极端天气控制策略后的双面日光温室环境信息不满足综合评价指标，则调整第一极端阈值，具体包括：获取启动极端天气控制策略后的双面日光温室环境信息；所述双面日光温室环境信息包括温度、氧气浓度和二氧化碳浓度；极端天气包括极端高温天气、极端雨季天气和极端大风天气；利用公式计算温度的修正指标；式中，V
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为温度的修正指标，Q1为单向对流装置的入口风量，T1为进口...

【专利技术属性】
技术研发人员：马瑞芹，孙鑫杰，张国祥，马云飞，胡金有，孙明宽，李鑫星，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：