本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)自動化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種室內(nèi)農(nóng)業(yè)智能控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

由于外界的環(huán)境溫度、濕度、光照強度等不受人為控制，城市空氣質(zhì)量降低等自然因素造成戶外植物產(chǎn)量降低，影響經(jīng)濟的發(fā)展和人們的正常生活需求，室內(nèi)種植食用農(nóng)作物或?qū)⑹俏磥戆l(fā)展大趨勢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種低能耗、高效率的室內(nèi)農(nóng)業(yè)智能控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

一種室內(nèi)農(nóng)業(yè)智能控制系統(tǒng)，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(fā)生器以及培養(yǎng)槽、進水管；所述頂棚設(shè)在溫室的上方，植物補光燈設(shè)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(fā)生器均設(shè)在溫室內(nèi)部，培養(yǎng)槽設(shè)在溫室的底部，在培養(yǎng)槽內(nèi)設(shè)有人工土壤，土壤濕度探測儀插在土壤內(nèi)，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(yǎng)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(fā)光強度可以通過調(diào)節(jié)紅光植物補光燈與藍光植物補光燈LED的數(shù)目比例來調(diào)節(jié)。

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(guān)系自行調(diào)節(jié)：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(jīng)驗參數(shù)，表示特定植物光照強度和蒸騰速率的關(guān)系，υ表示蒸騰速率，T(t)為時間參數(shù)，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(guān)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(cè)壁采用離心玻璃棉板。

本發(fā)明的有益效果是：從植物生長所需要的光源出發(fā)，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(xié)調(diào)配合，讓植物產(chǎn)生最佳的光合作用，植物得到最佳的生長狀態(tài)，讓植物在生長過程中促進多發(fā)側(cè)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(nóng)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(nóng)作物根部腐爛以及長時間環(huán)境濕度太小并且不能得到及時補充而造成農(nóng)作物生長減緩的現(xiàn)象。除此之外，全封閉式、自動化的室內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)不僅美觀而且環(huán)保，適合大面積多場合的推廣應(yīng)用。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)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(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)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(nèi)農(nóng)業(yè)智能控制系統(tǒng)，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(fā)生器以及培養(yǎng)槽、進水管；所述頂棚設(shè)在溫室的上方，植物補光燈設(shè)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(fā)生器均設(shè)在溫室內(nèi)部，培養(yǎng)槽設(shè)在溫室的底部，在培養(yǎng)槽內(nèi)設(shè)有人工土壤，土壤濕度探測儀插在土壤內(nèi)，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(yǎng)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(fā)光強度可以通過調(diào)節(jié)紅光植物補光燈與藍光植物補光燈LED的數(shù)目比例來調(diào)節(jié)。這些光源都是讓植物產(chǎn)生最佳的光合作用，植物得到最佳的生長狀態(tài)，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(guān)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(jīng)驗參數(shù)，表示特定植物光照強度和蒸騰速率的關(guān)系。υ表示蒸騰速率，T(t)為時間參數(shù)，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(guān)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(shù)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(jié)構(gòu)。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(yīng)用時，將其探針插入軟濕區(qū)域，按下測試按鈕。數(shù)據(jù)快速顯示，因而可對不同深度和區(qū)域進行多次測量?？梢杂行旌虮O(jiān)控濕度和溫度。測量儀精度高，可數(shù)秒內(nèi)顯示結(jié)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(shù)據(jù)存儲；通過相應(yīng)的編程，可自動診斷及自動修正偏差；用戶可以設(shè)置輸出信號量程、報警上下限及數(shù)據(jù)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(wěn)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(cè)壁采用離心玻璃棉板，離心玻璃棉板是離心玻璃棉經(jīng)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(huán)境中均能保持良好的保溫隔熱性能。

所述二氧化碳發(fā)生器8位于溫室內(nèi)壁，當(dāng)溫室內(nèi)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(nèi)二氧化碳濃度為0.1％，二氧化碳發(fā)生器自動關(guān)閉。

所述培養(yǎng)槽9位于溫室底部，內(nèi)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(shè)有水閥，外部連接營養(yǎng)液。

所述恒溫裝置7位于溫室內(nèi)壁，可根據(jù)不同植物適宜生長溫度不同，設(shè)置不同的值，可保持室內(nèi)溫度始終處于適合所種植植物生長的溫度。

系統(tǒng)工作時，首先，針對不同植物，智能控制系統(tǒng)內(nèi)部事先設(shè)定植物生長的最優(yōu)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(shù)目比例為M：N。其次，生長過程中，當(dāng)溫室內(nèi)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(nèi)二氧化碳濃度為0.1％，二氧化碳發(fā)生器自動關(guān)閉。當(dāng)土壤濕度低于60％時進水閥自動打開，營養(yǎng)液通過進水管流入人工土壤，當(dāng)土壤濕度達到80％時，自動停止進水，進水閥關(guān)閉。

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