智能温室大棚卷帘与湿帘控制及精准灌溉技术概述.pdf
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1、2023年第8 期农机使用与维修69智能温室大棚卷帘与湿帘控制及精准灌溉技术概述刘淑哲(彰武县四堡子镇农科农机站,辽宁彰武1 2 3 2 2 3)摘要:智慧农业是世界农业发展的主流趋势之一,随着科学技术的快速发展,智能化、无人化的农业生产模式得到社会各界的关注与认可,传统温室大棚栽培、经营模式正逐渐向智能温室大棚发展。智能温室大棚的应用具有显著的技术特征和配套优势,重点介绍了卷帘与湿帘控制中的透光增温模块与增湿降温模块技术及原理,分析了精准灌溉技术在智能温室大棚中的技术应用形式与结构组成,研究结果对于提升智能温室大棚的室内环境控制质量具有积极作用。关键词:智慧农业;温室控制;卷帘控制;湿帘;节
2、水灌溉中图分类号:S625.3;S274.2Overview of Roll Up and Wet Curtain Control and Precision Irrigation Technology for Intelligent Greenhouse(Agricultural Machinery Station,Sipuzi Town,Zhangwu County,Zhangwu 123223,China)Abstract:Smart agriculture is one of the mainstream trends in the world s agricultural devel
3、opment.With the rapid de-velopment of science and technology,the intelligent and unmanned agricultural production model has been recognizedand concerned by all sectors of society.The traditional greenhouse cultivation and management model is gradually devel-oping to the intelligent greenhouse.The ap
4、plication of intelligent greenhouse has significant technical characteristics andsupporting advantages.The technology and principle of light transmission and temperature increase module and humidityand temperature decrease module in rolling curtain and wet curtain control are emphatically introduced
5、.The technicalapplication form and structural composition of precision irrigation technology in intelligent greenhouse are analyzed.Theresearch results have a positive role in improving the quality of indoor environment control of intelligent greenhouse.Keywords smart agriculture;greenhouse control;
6、roller shutter control;wet curtain;water-saving irrigation0引言随着我国农业生产的快速发展和社会对农产品需求的增加,温室大棚技术在农业生产中的应用逐渐增多,为农作物的持续产出提供有效保障。在农业产业结构调整等一系列政策的支持促进下,大棚种植业、大棚养殖业等产业发展迅猛。在传统大棚的技术特征基础上,近年来自动控制技术在温室大棚中得到了良好应用,形成了智能温室大棚这一高度自动可控的农业生产环境及配套技术。智能温室大棚的应用不仅有效降低了农业生产的劳动力需求和工作量,同时提高生产的精确控制能力,保证了温度、湿度调节和病虫害预防都能在最恰当的时
7、机进行,有效保证了农产品品质提升并节省生产资源投人,有效实现了低碳栽培、水资源有序利用,智能温室大棚这一新技术、新理念也受到了越来越多农业生产经营者的认可和信赖。1智能温室大棚技术特征智能温室大棚是将传统温室大棚技术、功能与作者简介:刘淑哲(1 9 7 4 一),女,辽宁彰武人,专科,助理农艺师,研究方向为大田玉米、设施蔬菜。文献标识码:ALIU Shuzhe现代化控制技术相融合的一种新型温室大棚,其具有环境实施可控、内外部温度动态获取、生产农艺工序适时实施、关键生产数据实时可查等众多优势。通过智能控制温室内部的相对封闭环境,能保证温室内部栽培的农作物持续在良好的环境中生长,始终获得最理想的土
8、壤、水分、光照、温度等资源,并避免出现暴雨、狂风、霜冻、冰電等灾害损失,保障了农作物的稳定生长。温室大棚的主要特征是具有透光、保温,能够在不适宜作物生长的季节仍保证作物的产出。温室大棚结合不同的大棚制造材料和结构形式可分为玻璃大棚、塑料大棚、单栋大棚、连栋大棚等多种类型 1-2 。从智能可控的角度看,在大棚基础工程建设的同时,还应同步建设智能控制的相关硬件设施,并配套做好控制系统的软件开发和应用。结合大棚控制功能布置内部的温湿度传感器、光照传感器、位置传感器、流量传感器、可控阀门、驱动电机、换气扇等信息获取和可控硬件,并为大棚用户定制客户端和软件系统的功能,结合例如4 8 5 硬件层通讯协议和
9、MODBUS软件层协议等配套协议建立软硬件联系,并利用互联网实现ICP/IP电力载波有线传doi:10.14031/ki.njwx.2023.08.02170输、ZigBee无线传输、RF433无线传输等功能,温室大棚的主体功能运行模式如图1 所示,其广泛普及农机使用与维修为现代化农业、农业智能化、设施农业带来更多发展契机 3 2023年第8 期Co,采集光照采集环境温湿度采集土壤温湿度采集土壤EC值采集室内环境数据采集土壤情信息采集ECU集中处理模块工控机有线/无线控制总线卷帘电机湿帘电机图1 温室大棚的主体功能运行模式灌溉阀门水泵换气扇喷雾设备2卷帘与湿帘控制功能模块温室大棚的卷帘控制模块
10、主要包括外部透光增温卷帘模块和内部遮阳增湿降温湿帘模块两种,其主要技术特征及应用优势如下。2.1透光增温模块透光增温模块位于大棚外部,主要由外部卷帘机和可卷放的帘体两部分组成,如图2 所示,利用卷帘机驱动卷帘展开和回圈,实现在寒冷季节或夜晚更好隔绝外部环境中的冷空气,并对大棚起到保护作用,同时在日间可以自动将卷帘卷起,保证日光充分进入温室大棚,提高室内温度,促进作物生长。卷帘机是透光增温模块的主要可控单元,由可控电机、减速器、传动及固定结构等组成,能与室内外的温度传感器、光照检测传感器联动,自动根据作物和环境需要完成卷帘的卷起和展开。由于卷帘多为草帘或厚棉帘,传统的人工收展费时费力,且存在安全
11、隐患,自动可控卷帘机的应用有效提高了透光增温模块应用的效率与合理性,且与人工卷铺相比,机械自动驱动平均可提高温室光照时间1.5 2 h4。图2 温室大棚卷帘机卷帘机电机通过2 2 0 V或3 8 0 V交流电源驱动后,可带动卷帘转动,并通过正转和倒转开关控制卷起、展开的作业,通常仅需5 7 min即可完成约100m的卷帘展开或回圈工作。根据卷帘机安装和布置位置的不同,可分为中置式卷帘机和侧置式卷帘机两种,中置式卷帘机能同时驱动左右两侧的卷帘,驱动效率高,但需要在温室中部有牢固的安装位置;侧置式卷帘机安装于大棚一侧的墙体上,具有良好的稳固性,在传统大棚改造中应用较多 5 。2023年第8 期2.
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