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光伏綜合應用智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:11250337閱讀:602來源:國知局
光伏綜合應用智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及一種智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng),特別是涉及一種光伏綜合應用智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)。



背景技術(shù):

目前,主要有玻璃溫室、塑料棚溫室、塑料日光溫室、活動屋面溫室等四種農(nóng)業(yè)大棚。大棚生產(chǎn)蔬菜、水果等作物,主要是以提高產(chǎn)量為根本目的的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)。最終目的是,為解決吃飽問題。大棚作物生長環(huán)境同自然狀態(tài)差別明顯,產(chǎn)品質(zhì)量,同自然狀態(tài)的生產(chǎn)比較,從營養(yǎng)構(gòu)成到口感,均差距明顯。并且,存在肥料和農(nóng)藥的殘留等問題。大棚均以直接利用太陽能的光熱能量吸收保持作物的生長環(huán)境溫度,可見光波段尚有11%-30%的能量未被作物吸收,綠色植物在綠光波段的能量有較高反射,利用率更低。不同季節(jié)的日積溫不同,光照充足的時間段,大量的光能被浪費掉。在貧瘠的土地、山地、荒漠等未有相關(guān)大棚作物的養(yǎng)殖應用及推廣。也沒有針對未來適合地外行星移民的自循環(huán),自主農(nóng)作物供給;和適合未來地球進入冰河期的食物供給等設(shè)計的全封閉養(yǎng)殖大棚。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明目的在于改變現(xiàn)有大棚的生產(chǎn)方式,提供一種光伏綜合應用智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)。是利用光伏和光熱資源,模擬作物的自然生態(tài)環(huán)境,在保證產(chǎn)量的同時,達到提高營養(yǎng)構(gòu)成和口感的目的,并有效控制肥料和農(nóng)藥的殘留。以及,未來地外行星移民和地球進入冰河期的食物供給。

為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明光伏綜合應用智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)包括光伏供電及儲能模塊、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊、傳感通訊模塊、綜合控制終端、用戶體驗模塊、全封閉外保護模塊。

其中:光伏供電及儲能模塊由太陽能電池板、充電電路和蓄電池組構(gòu)成;環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊監(jiān)測作物整個生長周期內(nèi),環(huán)境的各項參數(shù)變化,并形成報表數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù);水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊根據(jù)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊提供的數(shù)據(jù),由綜合控制終端分析,根據(jù)不同的作物生長及生長階段要求,控制水肥農(nóng)藥的添加,創(chuàng)造并形成作物的自然生長環(huán)境;土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊由土壤微生物傳感單元,重金屬及微量元素傳感單元,及土壤水肥農(nóng)藥傳感單元構(gòu)成;傳感通訊模塊將數(shù)據(jù)信息傳遞到綜合控制終端,以及將綜合控制終端分析處理后的數(shù)據(jù)提供給用戶體驗模塊;綜合控制終端處理數(shù)據(jù)和圖像信息,分析并控制各個模塊相互之間協(xié)調(diào)運行;用戶體驗模塊由app軟件和用戶電子終端構(gòu)成,通過綜合控制終端提供的數(shù)據(jù)報表和圖像文件,實時查詢作物的生長狀態(tài),農(nóng)藥、化肥殘留,營養(yǎng)成分構(gòu)成數(shù)據(jù),實現(xiàn)從種植到餐盤的全過程參與體驗;全封閉外保護模塊使用大棚的塑料薄膜、玻璃或其他透明材料,輔以光熱儲存模塊的吸熱單元,帶有自動控制的通風窗口,由光伏供電及儲能模塊提供電能,由綜合控制終端實現(xiàn)全部自動控制。具有利用光伏和光熱資源,模擬作物的自然生態(tài)環(huán)境,在保證產(chǎn)量的同時,達到提高營養(yǎng)構(gòu)成和口感的目的,并有效控制肥料和農(nóng)藥的殘留的優(yōu)點。

作為優(yōu)化,還包括光熱儲存模塊;或還包括自然風模擬模塊;或還包括光熱儲存模塊、雷電模塊、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊、促生長音樂控制模塊、自然風模擬模塊;或還包括光熱儲存模塊、雷電模塊、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊、促生長音樂控制模塊、自然風模擬模塊、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊、精確采摘及存儲模塊;

其中光熱儲存模塊實現(xiàn)高溫存儲熱量,低溫釋放熱量;雷電模塊由高頻放電發(fā)生器,并配合水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊,產(chǎn)生臭氧、紫外線殺菌,電場刺激,以及富氮雨水噴淋,模擬自然雷雨過程,提升作物口感品質(zhì);促生長氣體調(diào)節(jié)模塊由沼氣池、甲烷濃度控制、二氧化碳濃度控制組件構(gòu)成,由環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊提供分布式傳感反饋信號,通過綜合控制終端控制;促生長音樂控制模塊根據(jù)不同作物,以及作物的不同生長時期,播放不同的音樂促進生長,提高作物的品質(zhì);自然風模擬模塊在自然風滿足條件時,直接打開全封閉外保護模塊的通風窗口,否則,導入部分自然風,模擬作物在自然條件下的風循環(huán)需要,在極端低溫天氣,輔助光熱儲存模塊,為大棚供熱;生物授粉及環(huán)境激素控制模塊由蜜蜂養(yǎng)殖中心和促生長、促成熟激素釋放組件構(gòu)成;蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊通過激素誘引導入天敵控制病蟲害;精確采摘及存儲模塊通過果實成熟散發(fā)的酚類檢測,并結(jié)合環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊中分布式攝像組件的尺寸測量,實現(xiàn)成熟作物的隨時采摘,并集中在小型冷藏柜中,同時,將相關(guān)信息通過傳感通訊模塊,傳遞到綜合控制終端。

土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊監(jiān)測微生物在土壤中的構(gòu)成和分布,重金屬及微量元素,和水肥農(nóng)藥的含量;通過促生長氣體調(diào)節(jié)模塊,自然風模擬模塊,水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊,生物授粉及環(huán)境激素控制模塊,綜合調(diào)節(jié)土壤的微生物構(gòu)成;并向環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊,提供土壤微生物、重金屬及微量元素,和水肥農(nóng)藥監(jiān)測數(shù)據(jù);由綜合控制終端記錄并分析相關(guān)數(shù)據(jù),并給出控制執(zhí)行方案,形成報表數(shù)據(jù)文件,由光伏供電及儲能模塊提供電能;傳感通訊模塊由通訊傳感組件構(gòu)成;將光伏供電及儲能模塊、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊、光熱儲存模塊、雷電模塊、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊、促生長音樂控制模塊、自然風模擬模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊、精確采摘及存儲模塊、全封閉外保護模塊數(shù)據(jù)信息傳遞到綜合控制終端,以及將綜合控制終端分析處理后包括數(shù)據(jù)相關(guān)文件和圖像文件的數(shù)據(jù)提供給用戶體驗模塊,由光伏供電及儲能模塊提供電能;綜合控制終端由終端計算中心和軟件構(gòu)成;處理來自光伏供電及儲能模塊、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊、光熱儲存模塊、雷電模塊、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊、促生長音樂控制模塊、自然風模擬模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊、精確采摘及存儲模塊、傳感通訊模塊、全封閉外保護模塊等數(shù)據(jù)和圖像信息,分析并控制各個模塊相互之間協(xié)調(diào)運行;由光伏供電及儲能模塊提供電能。

作為優(yōu)化,光熱儲存模塊由吸熱單元、地下儲能池、水循環(huán)單元構(gòu)成;在實現(xiàn)高溫存儲熱量,低溫釋放熱量的同時,主動循環(huán)由環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊提供的分布式溫度傳感反饋信號,通過綜合控制終端控制,由光伏供電及儲能模塊提供電能。自然風模擬模塊由風機、分布式管道及加熱組件構(gòu)成,通過綜合控制終端控制,由光伏供電及儲能模塊提供電能。

作為優(yōu)化,雷電模塊通過綜合控制終端控制,由光伏供電及儲能模塊提供電能;

促生長氣體調(diào)節(jié)模塊由光伏供電及儲能模塊提供電能,在極端低溫天氣,燃燒沼氣,輔助光熱儲存模塊,為大棚供熱;促生長音樂控制模塊通過綜合控制終端控制,由光伏供電及儲能模塊提供電能。

作為優(yōu)化,生物授粉及環(huán)境激素控制模塊控制促生長和促成熟激素,達到自然條件的生長要求;相關(guān)數(shù)據(jù),由綜合控制終端存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊提供電能;蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊由誘引激素和控制組件構(gòu)成;通過激素誘引導入天敵控制病蟲害及減少或者不使用農(nóng)藥控制和降低作物的農(nóng)藥殘留的相關(guān)數(shù)據(jù),由綜合控制終端存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊提供電能;精確采摘及存儲模塊由采摘機械手、成熟度測量組件和小型冷藏柜構(gòu)成,由光伏供電及儲能模塊提供電能。

作為優(yōu)化,光伏供電及儲能模塊由太陽能電池板、充電電路和蓄電池組構(gòu)成;通過綜合控制終端,為各模塊供電;環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊由分布式溫度、濕度、甲烷濃度、二氧化碳濃度、農(nóng)藥、肥料、微生物、環(huán)境激素傳感器,以及分布式攝像組件構(gòu)成;在監(jiān)測作物整個生長周期內(nèi),環(huán)境的各項參數(shù)變化,并形成報表數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)的同時,還接收來自土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊的數(shù)據(jù),最后由綜合控制終端存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊提供電能。

作為優(yōu)化,水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊由噴淋系統(tǒng)管線和水肥藥控制組件構(gòu)成;根據(jù)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊提供的數(shù)據(jù)及控制水肥農(nóng)藥的添加的相關(guān)數(shù)據(jù),由綜合控制終端存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊提供電能。

作為優(yōu)化,全封閉外保護模塊:用于日照超強地區(qū)時,將太陽能電池板,按照國際象棋棋盤格的方式、同玻璃或其他透明材料,鋪設(shè)在大棚上部,輔以光熱儲存模塊的吸熱單元。

作為優(yōu)化,全封閉外保護模塊:用于地外行星移民時,帶有全透明窗口、抗輻射密封絕熱設(shè)計,及氣壓維持及保護組件構(gòu)成,輔以光熱儲存模塊的吸熱單元。

作為優(yōu)化,全封閉外保護模塊:用于未來地球進入冰河期時,增加絕熱透明密封外保護罩,并輔以光熱儲存模塊的吸熱單元。

即本發(fā)明智能大棚光伏綜合應用系統(tǒng)包括光伏供電及儲能模塊、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊、光熱儲存模塊、雷電模塊、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊、促生長音樂控制模塊、自然風模擬模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊、精確采摘及存儲模塊、傳感通訊模塊、綜合控制終端、用戶體驗模塊、全封閉外保護模塊。

光伏供電及儲能模塊,由太陽能電池板、充電電路和蓄電池組構(gòu)成。通過綜合控制終端,為環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊、光熱儲存模塊、雷電模塊、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊、促生長音樂控制模塊、自然風模擬模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊、精確采摘及存儲模塊、傳感通訊模塊、綜合控制終端、全封閉外保護模塊等模塊供電。

環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊,由分布式溫度、濕度、甲烷濃度、二氧化碳濃度、農(nóng)藥、肥料、微生物、環(huán)境激素等傳感器,以及分布式攝像組件構(gòu)成。監(jiān)測作物整個生長周期內(nèi),環(huán)境的各項參數(shù)變化,并形成報表數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)。接收來自土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊的數(shù)據(jù),最后由綜合控制終端存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊提供電能。

光熱儲存模塊,由吸熱單元、地下儲能池、水循環(huán)單元構(gòu)成。實現(xiàn)高溫存儲熱量,低溫釋放熱量。主動循環(huán)由環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊提供的分布式溫度傳感反饋信號,通過綜合控制終端控制,由光伏供電及儲能模塊提供電能。

雷電模塊,由高頻放電發(fā)生器,并配合水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊,產(chǎn)生臭氧、紫外線殺菌,電場刺激,以及富氮雨水噴淋,模擬自然雷雨過程,提升作物口感品質(zhì)。通過綜合控制終端控制,由光伏供電及儲能模塊提供電能。

促生長氣體調(diào)節(jié)模塊,由沼氣池、甲烷濃度控制、二氧化碳濃度控制組件構(gòu)成,由環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊提供分布式傳感反饋信號,通過綜合控制終端控制,由光伏供電及儲能模塊提供電能。在極端低溫天氣,燃燒沼氣,輔助光熱儲存模塊,為大棚供熱。

促生長音樂控制模塊,由音響和音樂存儲器構(gòu)成。根據(jù)不同作物,以及作物的不同生長時期,播放不同的音樂促進生長,提高作物的品質(zhì)。通過綜合控制終端控制,由光伏供電及儲能模塊提供電能。

自然風模擬模塊,由風機、分布式管道及加熱組件構(gòu)成。自然風滿足條件,直接打開全封閉外保護模塊的通風窗口,否則,導入部分自然風,模擬作物在自然條件下的風循環(huán)需要。在極端低溫天氣,輔助光熱儲存模塊,為大棚供熱。通過綜合控制終端控制,由光伏供電及儲能模塊提供電能。

水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊,由噴淋系統(tǒng)管線和水肥藥控制組件構(gòu)成。根據(jù)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊提供的數(shù)據(jù),由綜合控制終端分析,根據(jù)不同的作物生長及生長階段要求,控制水肥農(nóng)藥的添加,創(chuàng)造并形成作物的自然生長環(huán)境。相關(guān)數(shù)據(jù),由綜合控制終端存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊提供電能。

生物授粉及環(huán)境激素控制模塊,由蜜蜂養(yǎng)殖中心和促生長、促成熟激素釋放組件構(gòu)成。多種作物、水果,需要授粉才能達到品質(zhì)提高的目標。控制促生長和促成熟激素,達到自然條件的生長要求。相關(guān)數(shù)據(jù),由綜合控制終端存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊提供電能。

土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊,由土壤微生物傳感單元,重金屬及微量元素傳感單元,及土壤水肥農(nóng)藥傳感單元構(gòu)成。監(jiān)測微生物在土壤中的構(gòu)成和分布,重金屬及微量元素,和水肥農(nóng)藥的含量。通過促生長氣體調(diào)節(jié)模塊,自然風模擬模塊,水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊,生物授粉及環(huán)境激素控制模塊,綜合調(diào)節(jié)土壤的微生物構(gòu)成。并向環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊,提供土壤微生物、重金屬及微量元素,和水肥農(nóng)藥監(jiān)測數(shù)據(jù)。由綜合控制終端記錄并分析相關(guān)數(shù)據(jù),并給出控制執(zhí)行方案,形成報表數(shù)據(jù)文件。由光伏供電及儲能模塊提供電能。

蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊,由誘引激素和控制組件構(gòu)成。適當?shù)牟∠x害是作物自然生長的必要條件,通過激素誘引導入天敵控制病蟲害,盡可能減少或者不使用農(nóng)藥控制,進一步降低作物的農(nóng)藥殘留。相關(guān)數(shù)據(jù),由綜合控制終端存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊提供電能。

精確采摘及存儲模塊,由采摘機械手、成熟度測量組件和小型冷藏柜構(gòu)成。通過果實成熟散發(fā)的酚類檢測,并結(jié)合環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊中分布式攝像組件的尺寸測量,實現(xiàn)成熟作物的隨時采摘,并集中在小型冷藏柜中,同時,將相關(guān)信息通過傳感通訊模塊,傳遞到綜合控制終端,由光伏供電及儲能模塊提供電能。

傳感通訊模塊,由通訊傳感組件構(gòu)成。將光伏供電及儲能模塊、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊、光熱儲存模塊、雷電模塊、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊、促生長音樂控制模塊、自然風模擬模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊、精確采摘及存儲模塊、全封閉外保護模塊等數(shù)據(jù)信息傳遞到綜合控制終端,以及將綜合控制終端分析處理后的數(shù)據(jù)提供給用戶體驗模塊,包括數(shù)據(jù)相關(guān)文件和圖像文件等。由光伏供電及儲能模塊提供電能。

綜合控制終端,由終端計算中心和軟件構(gòu)成。處理來自光伏供電及儲能模塊、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊、光熱儲存模塊、雷電模塊、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊、促生長音樂控制模塊、自然風模擬模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊、精確采摘及存儲模塊、傳感通訊模塊、全封閉外保護模塊等數(shù)據(jù)和圖像信息,分析并控制各個模塊相互之間協(xié)調(diào)運行。由光伏供電及儲能模塊提供電能。

用戶體驗模塊,由app軟件和用戶電子終端構(gòu)成,通過綜合控制終端提供的數(shù)據(jù)報表和圖像文件,實時查詢作物的生長狀態(tài),農(nóng)藥、化肥殘留,營養(yǎng)成分構(gòu)成等數(shù)據(jù)。實現(xiàn)從種植到餐盤的全過程參與體驗。

全封閉外保護模塊,普通大棚,塑料薄膜、玻璃或其他透明材料,輔以光熱儲存模塊的吸熱單元,可帶有自動或手動控制的通風窗口;日照超強地區(qū),將太陽能電池板,按照國際象棋棋盤格的方式、同玻璃或其他透明材料,鋪設(shè)在大棚上部,輔以光熱儲存模塊的吸熱單元;地外行星移民,帶有全透明窗口、抗輻射密封絕熱設(shè)計,及氣壓維持及保護組件構(gòu)成,輔以光熱儲存模塊的吸熱單元;未來地球進入冰河期,絕熱透明密封外保護罩,輔以光熱儲存模塊的吸熱單元。均由綜合控制終端,由光伏供電及儲能模塊提供電能,實現(xiàn)全部自動控制。

還可以是:本系統(tǒng)包括種植農(nóng)業(yè)大棚本體,大棚本體設(shè)置有環(huán)境檢測模塊、光熱儲存模塊、用戶體驗模塊、綜合控制終端和促生長氣體調(diào)節(jié)模塊及太陽能光伏發(fā)電模塊;太陽能光伏發(fā)電模塊電連并向綜合控制終端供電,用戶體驗模塊通過有線或無線通訊線路連接綜合控制終端,環(huán)境檢測模塊的環(huán)境檢測信號輸出端電連綜合控制終端控制源信號輸入端,綜合控制終端輸入端電連光熱儲存模塊的控制器和促生長氣體調(diào)節(jié)模塊。具有能顯著提高生產(chǎn)能效的優(yōu)點。具體是:光熱儲存模塊是太陽能真空管熱水器通過配所述控制器的熱介質(zhì)循環(huán)管路聯(lián)通大棚本體內(nèi)種植土層下面設(shè)置的熱交換設(shè)備和大棚本體內(nèi)后擋風墻前面設(shè)置的熱交換設(shè)備。具體是:大棚本體包括后面及左右擋風墻,后面及左右擋風墻間設(shè)置有支架支撐的大棚透光防護材料層,在大棚透光防護材料層上面設(shè)置由綜合控制終端自動控制的隔熱保溫自動卷簾機。具體是:太陽能光伏發(fā)電模塊由太陽能電池板和充放電模塊及蓄電池組構(gòu)成,太陽能電池板通過充放電模塊電連蓄電池組,蓄電池組通過充放電模塊電連綜合控制終端。具體是:促生長氣體調(diào)節(jié)模塊包括設(shè)置在大棚底部地下空間的沼氣池,脫硫恒壓罐塔和加熱光熱儲存模塊的熱介質(zhì)的沼氣熱水爐;沼氣池通過沼氣輸送管路聯(lián)通脫硫恒壓罐塔,脫硫恒壓罐塔再通過配壓力輸送泵的沼氣輸送管路聯(lián)通沼氣壓力儲罐,沼氣壓力儲罐通過所述控制器控制的電控閥聯(lián)通所述沼氣熱水爐。具體是:沼氣壓力儲罐通過所述綜合控制終端控制的電控閥聯(lián)通向大棚內(nèi)釋放沼氣的噴氣管,所述沼氣熱水爐設(shè)置在大棚內(nèi)或者其排氣口通過配送風機的輸氣管道聯(lián)通所述噴氣管。具體是:用戶體驗模塊由客戶端軟件和用戶電子終端構(gòu)成;用戶電子終端包括手機、pad、筆記本,微機和觸摸屏。具體是:環(huán)境檢測模塊是由電連綜合控制終端的分布式溫濕度傳感器、甲烷傳感器、二氧化碳傳感器、農(nóng)藥傳感器、光照度傳感器、環(huán)境激素傳感器、肥料傳感器,以及分布式攝像組件構(gòu)成的實時監(jiān)測網(wǎng);肥料傳感器及土壤溫濕度傳感器是土壤下5厘米居中設(shè)置,其它傳感器設(shè)置在植株間或大棚下面支架上。具體是:大棚本體進一步設(shè)置有電連綜合控制終端n的模擬自然雷雨過程的雷電模塊、促生長音樂控制模塊、自然風模擬模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊、精確采摘及存儲模塊;綜合控制終端通過傳感通訊模塊與其它所有模塊進行數(shù)據(jù)傳輸。具體是:促生長音樂控制模塊包括配置在大棚本體內(nèi)頂部電連綜合控制終端的音響,自然風模擬模塊包括相對設(shè)置在大棚本體左右擋風墻上部的一對風機,該對風機電連綜合控制終端。

更進一步是:以84米×8米×2.5米的單體一畝棚為例,本發(fā)明全智能大棚光伏綜合應用系統(tǒng)包括太陽能光伏發(fā)電模塊、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊、光熱儲存模塊、雷電模塊、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊、促生長音樂控制模塊、自然風模擬模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊、精確采摘及存儲模塊、傳感通訊模塊、綜合控制終端、用戶體驗模塊、全封閉外保護模塊。

太陽能光伏發(fā)電模塊由太陽能電池板(單板功率100w)、充放電模塊(boost電路和儲能雙向變流器為核心)和蓄電池組(12v/150ah、12v/200ah)構(gòu)成。設(shè)計總功率輸出2kw~5kw或5kw+等多種功率輸出,型號包括ax-2000s,ax-5000s等可供選擇(但不限于該品牌和型號)。通過綜合控制終端,為環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊、光熱儲存模塊、雷電模塊、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊、促生長音樂控制模塊、自然風模擬模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊、精確采摘及存儲模塊、傳感通訊模塊、綜合控制終端、全封閉外保護模塊等模塊供電。

環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊包括分布式溫濕度、甲烷傳感器、二氧化碳傳感器、農(nóng)藥傳感器、光照度傳感器、環(huán)境激素傳感器,以及分布式攝像組件構(gòu)成實時監(jiān)測網(wǎng),28米間隔,2.5米高居中設(shè)置;肥料傳感器、水份傳感器、微生物監(jiān)測,28米間隔,土壤下5厘米居中設(shè)置。溫濕度傳感器,選擇jcj175a壁掛式溫濕度傳感器(但不限于該品牌和型號);甲烷傳感器,選擇gjc4型甲烷傳感器(但不限于該品牌和型號);二氧化碳傳感器,選擇jcj280型二氧化碳傳感器;農(nóng)藥傳感器,選擇wi79452型農(nóng)藥殘留傳感器(但不限于該品牌和型號);光照度傳感器,選擇jcj100p照度傳感器(但不限于該品牌和型號);環(huán)境激素傳感器,選擇c2h4乙烯傳感器(但不限于該品牌和型號);分布式攝像組件,選擇overview-afsxj-nc-a-ov-2.8型網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控廣角高清攝像頭(但不限于該品牌和型號);肥料傳感器,選擇離子選擇電極和isfet傳感器(但不限于該品牌和型號);水份傳感器,選擇jcjtrh土壤水分傳感器(但不限于該品牌和型號);微生物監(jiān)測,選擇bod傳感器(但不限于該品牌和型號)間接檢測,監(jiān)測作物整個生長周期內(nèi),環(huán)境的各項參數(shù)變化,并形成報表數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)。接收來自土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊的數(shù)據(jù),最后由綜合控制終端存儲、并處理,由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

光熱儲存模塊由吸熱單元、地下儲能池、散熱器、水循環(huán)單元構(gòu)成。吸熱單元選擇q-b-j-1-100/1.71/0.05100l型玻璃真空管組件(但不限于該品牌和型號);地下儲能池,包覆保溫材料的bwx型20t~1000t儲水罐(但不限于該品牌和型號),位于大棚底部的地下空間;散熱器,選擇gl-01b型工業(yè)換熱器(但不限于該品牌和型號),位于背側(cè);水循環(huán)單元,遵循gb50648-2011系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)范定制。實現(xiàn)高溫存儲熱量,低溫釋放熱量。主動循環(huán)由環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊提供的分布式溫度傳感反饋信號,通過綜合控制終端控制,由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

雷電模塊的核心構(gòu)成是馬克思發(fā)生器,其由coto型十級+馬克思發(fā)生器(但不限于該品牌和型號)構(gòu)成,28米間隔,2.5米高度居中設(shè)置;配合水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊,產(chǎn)生臭氧、紫外線殺菌,電場刺激,以及富氮雨水噴淋,模擬自然雷雨過程,提升作物口感品質(zhì)。通過綜合控制終端控制,由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

促生長氣體調(diào)節(jié)模塊由定制的沼氣池、9立方玻璃鋼化糞池和脫硫恒壓罐塔及相關(guān)控制組件構(gòu)成,設(shè)置在大棚底部的地下空間;配合環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊、提供分布式傳感反饋信號,通過綜合控制終端,實現(xiàn)甲烷濃度和二氧化碳濃度控制。由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。在極端低溫天氣,燃燒沼氣,輔助光熱儲存模塊,為大棚供熱。

促生長音樂控制模塊由音響構(gòu)成。音響選擇edifier-s1000ma型(但不限于該品牌和型號)音響,存儲器64gu盤,頂棚中間設(shè)置,高度2.7米+位置。根據(jù)不同作物,以及作物的不同生長時期,播放不同的音樂促進生長,提高作物的品質(zhì)。通過綜合控制終端控制,由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

自然風模擬模塊由風機,并配合光熱儲存模塊和環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊的相關(guān)信息數(shù)據(jù)產(chǎn)生不同溫度、濕度、二氧化碳和甲烷濃度的模擬自然風。風機選擇sf6-42.2kw軸流風機(但不限于該品牌和型號),2套兩端中間設(shè)置,高度2米+位置,進出門的上方。自然風滿足條件,直接打開全封閉外保護模塊的通風窗口,否則,導入部分自然風,模擬作物在自然條件下的風循環(huán)需要。在極端低溫天氣,輔助光熱儲存模塊,為大棚供熱。通過綜合控制終端控制,由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊由空中噴淋管線、土壤微噴管線和水肥藥控制組件構(gòu)成。空中噴淋管線,定制5米一個4向噴頭設(shè)計,兩排,間隔2米,高度2.2米;土壤微噴管線,定制1吋5孔加厚設(shè)計,6排,間隔1米,貼近地面土壤,如圖3。根據(jù)作物生長期的不同階段,空中噴淋和土壤微噴分別進行或結(jié)合進行。根據(jù)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊提供的數(shù)據(jù),由綜合控制終端分析,根據(jù)不同的作物生長及生長階段要求,通過水肥藥控制組件,控制水肥農(nóng)藥的添加,創(chuàng)造并形成作物的自然生長環(huán)境。相關(guān)數(shù)據(jù)由綜合控制終端存儲、并處理,由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

生物授粉及環(huán)境激素控制模塊由1個蜜蜂養(yǎng)殖中心;促生長、促成熟激素(包括乙烯等)釋放組件,28米間隔,2.5米高居中設(shè)置;并結(jié)合水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊組件構(gòu)成。多種作物、水果,需要授粉才能達到品質(zhì)提高的目標。控制促生長和促成熟激素,達到自然條件的生長要求。相關(guān)數(shù)據(jù)由綜合控制終端存儲、并處理,由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊由土壤微生物傳感單元,重金屬及微量元素傳感單元,并結(jié)合環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊相關(guān)的土壤水肥農(nóng)藥b8~b10的實時監(jiān)測傳感單元構(gòu)成,28米間隔,地下5厘米埋置。土壤微生物傳感單元,重金屬及微量元素傳感單元,選擇aliyiqi的全項目土壤肥料養(yǎng)分檢測儀/重金屬測試儀/微量元素化肥施肥速測儀(但不限于該品牌和型號),進行定期檢測。監(jiān)測微生物在土壤中的構(gòu)成和分布,重金屬及微量元素,和水肥農(nóng)藥的含量。通過雷電模塊,促生長氣體調(diào)節(jié)模塊,自然風模擬模塊,水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊,生物授粉及環(huán)境激素控制模塊,綜合調(diào)節(jié)土壤的微生物構(gòu)成。并向環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊,提供土壤微生物、重金屬及微量元素,和水肥農(nóng)藥監(jiān)測數(shù)據(jù)。由綜合控制終端記錄并分析相關(guān)數(shù)據(jù),并給出控制執(zhí)行方案,形成報表數(shù)據(jù)文件。由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊,并結(jié)合環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊相關(guān)組件數(shù)據(jù)構(gòu)成。定制誘引昆蟲激素釋放器是28米間隔設(shè)置,2.5米高居中設(shè)置。適當?shù)牟∠x害是作物自然生長的必要條件,通過激素誘引導入天敵控制病蟲害,盡可能減少或者不使用農(nóng)藥控制,進一步降低作物的農(nóng)藥殘留。相關(guān)數(shù)據(jù),由綜合控制終端n存儲、并處理,由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

精確采摘及存儲模塊由采摘機械手、成熟度測量組件和小型冷藏柜構(gòu)成。采摘機械手,選擇robotbase經(jīng)過改造的柔性采摘模塊(但不限于該品牌和型號),2.5米高居中設(shè)置直線滑軌;成熟度測量組件,選擇wqf-510a紅外光譜儀(但不限于該品牌和型號),檢測酚類等作物成熟釋放的有機分子,28米間隔,2.5米高居中設(shè)置。小型冷藏柜,選擇hailang-bd/bc-12型(但不限于該品牌和型號);并結(jié)合環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊中分布式攝像組件的尺寸測量,實現(xiàn)成熟作物的隨時采摘,并集中在小型冷藏柜中,同時,將相關(guān)信息通過傳感通訊模塊,傳遞到綜合控制終端,由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

傳感通訊模塊選擇risym-cc1101,433m超高頻收發(fā)模塊(但不限于該品牌和型號)多組。將太陽能光伏發(fā)電模塊、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊、光熱儲存模塊、雷電模塊、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊、促生長音樂控制模塊、自然風模擬模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊、精確采摘及存儲模塊、全封閉外保護模塊等數(shù)據(jù)信息傳遞到綜合控制終端,以及將綜合控制終端分析處理后的數(shù)據(jù)提供給用戶體驗模塊,包括數(shù)據(jù)相關(guān)文件和圖像文件等。由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

綜合控制終端由終端計算中心和軟件構(gòu)成。終端計算中心選擇rpc-610工控機(但不限于該品牌和型號);軟件定制。處理來自太陽能光伏發(fā)電模塊、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊、光熱儲存模塊、雷電模塊、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊、促生長音樂控制模塊、自然風模擬模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊、精確采摘及存儲模塊、傳感通訊模塊、全封閉外保護模塊等數(shù)據(jù)和圖像信息,分析并控制各個模塊相互之間協(xié)調(diào)運行。由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

用戶體驗模塊由客戶端軟件和用戶電子終端構(gòu)成。客戶端軟件是定制客戶端軟件,包括app軟件;用戶電子終端包括手機、pad、筆記本,微機等。通過綜合控制終端提供的數(shù)據(jù)報表和圖像文件,實時查詢作物的生長狀態(tài),農(nóng)藥、化肥殘留,營養(yǎng)成分構(gòu)成等數(shù)據(jù)。實現(xiàn)從種植到餐盤的全過程參與體驗。

全封閉外保護模塊由大棚防護材料層和自動卷簾機構(gòu)成。大棚防護材料是普通大棚,使用pe、eva、pvc、pp膜、frp玻璃鋼、硅酸鹽玻璃等;未來地球進入冰河期,或者外星移民,需要絕熱透明密封外保護罩,使用抽真空的多層鋼化玻璃結(jié)構(gòu),保證密封強度和透光率,甚至全部采用抽真空的多層藍寶石玻璃結(jié)構(gòu),并輔以光熱儲存模塊,實現(xiàn)溫濕度穩(wěn)定控制。自動卷簾機根據(jù)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊提供的光照度傳感器數(shù)據(jù),由綜合控制終端實現(xiàn)光照度自動調(diào)節(jié),由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能,實現(xiàn)全部自動控制。

本發(fā)明是針對背景技術(shù)中現(xiàn)有大棚技術(shù)均以高產(chǎn)為根本目的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)方式;并且,現(xiàn)有大棚技術(shù),其作物生長環(huán)境同自然狀態(tài)差別明顯,產(chǎn)品質(zhì)量,同自然狀態(tài)的生產(chǎn)比較,從營養(yǎng)構(gòu)成到口感,均差距明顯。并且,存在肥料和農(nóng)藥的殘留等問題。為解決上述問題,本發(fā)明智能大棚光伏綜合應用系統(tǒng)利用:光伏供電及儲能模塊、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊、光熱儲存模塊、雷電模塊、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊、促生長音樂控制模塊、自然風模擬模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊、精確采摘及存儲模塊、傳感通訊模塊、綜合控制終端、用戶體驗模塊等技術(shù)綜合,改變現(xiàn)有大棚作物的生產(chǎn)方式。以光伏供電為主,輔以光熱資源,模擬作物的自然生態(tài)環(huán)境,達到提高營養(yǎng)構(gòu)成和口感的目的,實現(xiàn)全程監(jiān)控和質(zhì)量跟蹤。并且,適合在貧瘠的土地、山地、荒漠等,現(xiàn)有大棚技術(shù)難于實現(xiàn)的區(qū)域推廣。以及,全封閉設(shè)計,適用于外行星移民、未來地球進入冰河期的自循環(huán),自主農(nóng)作物和食物供給。

采用上述技術(shù)方案后,本發(fā)明光伏綜合應用智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)具有以光伏供電為主,輔以光熱資源,模擬作物的自然生態(tài)環(huán)境,在保證產(chǎn)量的同時,達到提高營養(yǎng)構(gòu)成和口感的目的,實現(xiàn)全程監(jiān)控和質(zhì)量跟蹤;并且,特別適合在貧瘠的土地、山地、荒漠等,現(xiàn)有大棚技術(shù)難于實現(xiàn)的區(qū)域推廣的優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明光伏綜合應用智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)的全智能型組成結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是本發(fā)明光伏綜合應用智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)的最簡智能型組成結(jié)構(gòu)示意圖;圖3是本發(fā)明光伏綜合應用智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)的貧瘠地區(qū)智能型組成結(jié)構(gòu)示意圖;圖4是本發(fā)明光伏綜合應用智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)的光照超強地區(qū)智能型組成結(jié)構(gòu)示意圖;圖5是本發(fā)明光伏綜合應用智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)的第五種實施方式的組成結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

實施例一,主要是面向未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的新方式的全智能系統(tǒng),如圖1所示,本發(fā)明光伏綜合應用智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)的全智能型包括光伏供電及儲能模塊1、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、光熱儲存模塊3、雷電模塊4、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5、促生長音樂控制模塊6、自然風模擬模塊7、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊11、精確采摘及存儲模塊12、傳感通訊模塊13、綜合控制終端14、用戶體驗模塊15、全封閉外保護模塊16。

光伏供電及儲能模塊1,由太陽能電池板、充電模塊和蓄電池組構(gòu)成。通過綜合控制終端14,為環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、光熱儲存模塊3、雷電模塊4、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5、促生長音樂控制模塊6、自然風模擬模塊7、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊11、精確采摘及存儲模塊12、傳感通訊模塊13、綜合控制終端14、全封閉外保護模塊16等模塊供電。

環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2,由分布式溫度、濕度、甲烷濃度、二氧化碳濃度、農(nóng)藥、肥料、微生物、環(huán)境激素等傳感器,以及分布式攝像組件構(gòu)成。監(jiān)測作物整個生長周期內(nèi),環(huán)境的各項參數(shù)變化,并形成報表數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)。接收來自土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10的數(shù)據(jù),最后由綜合控制終端14存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

光熱儲存模塊3由吸熱單元、地下儲能池、水循環(huán)單元構(gòu)成。實現(xiàn)高溫存儲熱量,低溫釋放熱量。主動循環(huán)由環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2提供的分布式溫度傳感反饋信號,通過綜合控制終端14控制,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

雷電模塊4,由高頻放電發(fā)生器,并配合水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8,產(chǎn)生臭氧、紫外線殺菌,電場刺激,以及富氮雨水噴淋,模擬自然雷雨過程,提升作物口感品質(zhì)。通過綜合控制終端14控制,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5,由沼氣池、甲烷濃度控制、二氧化碳濃度控制組件構(gòu)成,由環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2提供分布式傳感反饋信號,通過綜合控制終端14控制,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。在極端低溫天氣,燃燒沼氣,輔助光熱儲存模塊3,為大棚供熱。

促生長音樂控制模塊6,由音響和音樂存儲器構(gòu)成。根據(jù)不同作物,以及作物的不同生長時期,播放不同的音樂促進生長,提高作物的品質(zhì)。通過綜合控制終端14控制,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

自然風模擬模塊7,由風機、分布式管道及加熱組件構(gòu)成。自然風滿足條件,直接打開全封閉外保護模塊16的通風窗口,否則,導入部分自然風,模擬作物在自然條件下的風循環(huán)需要。在極端低溫天氣,輔助光熱儲存模塊3,為大棚供熱。通過綜合控制終端14控制,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8,由噴淋系統(tǒng)管線和水肥藥控制組件構(gòu)成。根據(jù)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2提供的數(shù)據(jù),由綜合控制終端14分析,根據(jù)不同的作物生長及生長階段要求,控制水肥農(nóng)藥的添加,創(chuàng)造并形成作物的自然生長環(huán)境。相關(guān)數(shù)據(jù),由綜合控制終端14存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9,由蜜蜂養(yǎng)殖中心和促生長、促成熟激素釋放組件構(gòu)成。多種作物、水果,需要授粉才能達到品質(zhì)提高的目標。控制促生長和促成熟激素,達到自然條件的生長要求。相關(guān)數(shù)據(jù),由綜合控制終端14存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10,由土壤微生物傳感單元,重金屬及微量元素傳感單元,及土壤水肥農(nóng)藥傳感單元構(gòu)成。監(jiān)測微生物在土壤中的構(gòu)成和分布,重金屬及微量元素,和水肥農(nóng)藥的含量。通過雷電模塊4,促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5,自然風模擬模塊7,水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8,生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9,綜合調(diào)節(jié)土壤的微生物構(gòu)成。并向環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2,提供土壤微生物、重金屬及微量元素,和水肥農(nóng)藥監(jiān)測數(shù)據(jù)。由綜合控制終端14記錄并分析相關(guān)數(shù)據(jù),并給出控制執(zhí)行方案,形成報表數(shù)據(jù)文件。由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊11,由誘引激素和控制組件構(gòu)成。適當?shù)牟∠x害是作物自然生長的必要條件,通過激素誘引導入天敵控制病蟲害,盡可能減少或者不使用農(nóng)藥控制,進一步降低作物的農(nóng)藥殘留。相關(guān)數(shù)據(jù),由綜合控制終端14存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

精確采摘及存儲模塊12,由采摘機械手、成熟度測量組件和小型冷藏柜構(gòu)成。通過果實成熟散發(fā)的酚類檢測,并結(jié)合環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2中分布式攝像組件的尺寸測量,實現(xiàn)成熟作物的隨時采摘,并集中在小型冷藏柜中,同時,將相關(guān)信息通過傳感通訊模塊13,傳遞到綜合控制終端14,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

傳感通訊模塊13,由通訊傳感組件構(gòu)成。將光伏供電及儲能模塊1、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、光熱儲存模塊3、雷電模塊4、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5、促生長音樂控制模塊6、自然風模擬模塊7、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊11、精確采摘及存儲模塊12、全封閉外保護模塊16等數(shù)據(jù)信息傳遞到綜合控制終端14,以及將綜合控制終端14分析處理后的數(shù)據(jù)提供給用戶體驗模塊15,包括數(shù)據(jù)相關(guān)文件和圖像文件等。由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

綜合控制終端14,由終端計算中心和軟件構(gòu)成。處理來自光伏供電及儲能模塊1、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、光熱儲存模塊3、雷電模塊4、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5、促生長音樂控制模塊6、自然風模擬模塊7、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊11、精確采摘及存儲模塊12、傳感通訊模塊13、全封閉外保護模塊16等數(shù)據(jù)和圖像信息,分析并控制各個模塊相互之間協(xié)調(diào)運行。由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

用戶體驗模塊15,由app軟件和用戶電子終端構(gòu)成,通過綜合控制終端14提供的數(shù)據(jù)報表和圖像文件,實時查詢作物的生長狀態(tài),農(nóng)藥、化肥殘留,營養(yǎng)成分構(gòu)成等數(shù)據(jù)。實現(xiàn)從種植到餐盤的全過程參與體驗。

全封閉外保護模塊16,普通大棚,塑料薄膜、玻璃或其他透明材料,輔以光熱儲存模塊的吸熱單元,帶有自動控制的通風窗口,由綜合控制終端14,由光伏供電及儲能模塊1提供電能,實現(xiàn)全部自動控制。

實施例二,主要是實現(xiàn)最基本的智能生產(chǎn)和信息傳遞,如圖2所示,本發(fā)明光伏綜合應用智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)的最簡智能型包括光伏供電及儲能模塊1、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10、傳感通訊模塊13、綜合控制終端14、用戶體驗模塊15、全封閉外保護模塊16。

其他,包括光熱儲存模塊3、雷電模塊4、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5、促生長音樂控制模塊6、自然風模擬模塊7、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊11、精確采摘及存儲模塊12等模塊,根據(jù)需要選擇搭配。適合現(xiàn)有大棚的智能化改造。

光伏供電及儲能模塊1,由太陽能電池板、充電模塊和蓄電池組構(gòu)成。通過綜合控制終端14,為環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10、傳感通訊模塊13、綜合控制終端14、全封閉外保護模塊16等模塊供電。

環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2,由分布式溫度、濕度、甲烷濃度、二氧化碳濃度、農(nóng)藥、肥料、微生物、環(huán)境激素等傳感器,以及分布式攝像組件構(gòu)成。監(jiān)測作物整個生長周期內(nèi),環(huán)境的各項參數(shù)變化,并形成報表數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)。接收來自土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10的數(shù)據(jù),最后由綜合控制終端14存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8,由噴淋系統(tǒng)管線和水肥藥控制組件構(gòu)成。根據(jù)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2提供的數(shù)據(jù),由綜合控制終端14分析,根據(jù)不同的作物生長及生長階段要求,控制水肥農(nóng)藥的添加,創(chuàng)造并形成作物的自然生長環(huán)境。相關(guān)數(shù)據(jù),由綜合控制終端14存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10,微生物在土壤中的構(gòu)成和分布,直接影響作物的生長。由環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2,提供監(jiān)測數(shù)據(jù)。通過雷電模塊4,促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5,自然風模擬模塊7,水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8,生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9,綜合調(diào)節(jié)土壤的微生物構(gòu)成。由綜合控制終端14記錄并分析相關(guān)數(shù)據(jù),并給出控制執(zhí)行方案,形成報表數(shù)據(jù)文件。由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

傳感通訊模塊13,由通訊傳感組件構(gòu)成。將光伏供電及儲能模塊1、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、全封閉外保護模塊16等數(shù)據(jù)信息傳遞到綜合控制終端14,以及將綜合控制終端14分析處理后的數(shù)據(jù)提供給用戶體驗模塊15,包括數(shù)據(jù)相關(guān)文件和圖像文件等。由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

綜合控制終端14,由終端計算中心和軟件構(gòu)成。處理來自光伏供電及儲能模塊1、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、光熱儲存模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、傳感通訊模塊13、全封閉外保護模塊16等數(shù)據(jù)和圖像信息,分析并控制各個模塊相互之間協(xié)調(diào)運行。由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

用戶體驗模塊15,由app軟件和用戶電子終端構(gòu)成,通過綜合控制終端14提供的數(shù)據(jù)報表和圖像文件,實時查詢作物的生長狀態(tài),農(nóng)藥、化肥殘留,營養(yǎng)成分構(gòu)成等數(shù)據(jù)。實現(xiàn)從種植到餐盤的全過程參與體驗。

全封閉外保護模塊16,普通大棚,塑料薄膜、玻璃或其他透明材料,輔以光熱儲存模塊的吸熱單元,手動控制的通風窗口,由綜合控制終端14,由光伏供電及儲能模塊1提供電能,實現(xiàn)自動控制。

自由選擇的其他包括光熱儲存模塊3、雷電模塊4、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5、促生長音樂控制模塊6、自然風模擬模塊7、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊11、精確采摘及存儲模塊12等模塊的選配及功能使用,具體參照具體實施方式1全智能大棚光伏綜合應用系統(tǒng)中相關(guān)模塊的選擇使用。

實施例三,著重于光伏供能的主要地位,如圖3所示,本發(fā)明光伏綜合應用智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)的貧瘠地區(qū)智能型包括光伏供電及儲能模塊1、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、光熱儲存模塊3、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10,傳感通訊模塊13、綜合控制終端14、用戶體驗模塊15、全封閉外保護模塊16。

其他,包括雷電模塊4、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5、促生長音樂控制模塊6、自然風模擬模塊7、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊11、精確采摘及存儲模塊12等模塊,根據(jù)需要選擇搭配。

光伏供電及儲能模塊1,由太陽能電池板、充電模塊和蓄電池組構(gòu)成。通過綜合控制終端14,為環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、光熱儲存模塊3、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10、傳感通訊模塊13、綜合控制終端14、全封閉外保護模塊16等模塊供電。

環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2,由分布式溫度、濕度、甲烷濃度、二氧化碳濃度、農(nóng)藥、肥料、微生物、環(huán)境激素等傳感器,以及分布式攝像組件構(gòu)成。監(jiān)測作物整個生長周期內(nèi),環(huán)境的各項參數(shù)變化,并形成報表數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)。接收來自土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10的數(shù)據(jù),最后由綜合控制終端14存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

光熱儲存模塊3由吸熱單元、地下儲能池、水循環(huán)單元構(gòu)成。實現(xiàn)高溫存儲熱量,低溫釋放熱量。主動循環(huán)由環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2提供的分布式溫度傳感反饋信號,通過綜合控制終端14控制,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8,由噴淋系統(tǒng)管線和水肥藥控制組件構(gòu)成。根據(jù)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2提供的數(shù)據(jù),由綜合控制終端14分析,根據(jù)不同的作物生長及生長階段要求,控制水肥農(nóng)藥的添加,創(chuàng)造并形成作物的自然生長環(huán)境。相關(guān)數(shù)據(jù),由綜合控制終端14存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10,由土壤微生物傳感單元,重金屬及微量元素傳感單元,及土壤水肥農(nóng)藥傳感單元構(gòu)成。監(jiān)測微生物在土壤中的構(gòu)成和分布,重金屬及微量元素,和水肥農(nóng)藥的含量。通過促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5,自然風模擬模塊7,水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8,生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9,綜合調(diào)節(jié)土壤的微生物構(gòu)成。并向環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2,提供土壤微生物、重金屬及微量元素,和水肥農(nóng)藥監(jiān)測數(shù)據(jù)。由綜合控制終端14記錄并分析相關(guān)數(shù)據(jù),并給出控制執(zhí)行方案,形成報表數(shù)據(jù)文件。由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

傳感通訊模塊13,由通訊傳感組件構(gòu)成。將光伏供電及儲能模塊1、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、全封閉外保護模塊16等數(shù)據(jù)信息傳遞到綜合控制終端14,以及將綜合控制終端14分析處理后的數(shù)據(jù)提供給用戶體驗模塊15,包括數(shù)據(jù)相關(guān)文件和圖像文件等。由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

綜合控制終端14,由終端計算中心和軟件構(gòu)成。處理來自光伏供電及儲能模塊1、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、光熱儲存模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、傳感通訊模塊13、全封閉外保護模塊16等數(shù)據(jù)和圖像信息,分析并控制各個模塊相互之間協(xié)調(diào)運行。由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

用戶體驗模塊15,由app軟件和用戶電子終端構(gòu)成,通過綜合控制終端14提供的數(shù)據(jù)報表和圖像文件,實時查詢作物的生長狀態(tài),農(nóng)藥、化肥殘留,營養(yǎng)成分構(gòu)成等數(shù)據(jù)。實現(xiàn)從種植到餐盤的全過程參與體驗。

全封閉外保護模塊16,普通大棚,塑料薄膜、玻璃或其他透明材料,輔以光熱儲存模塊的吸熱單元,手動或自動控制的通風窗口,由綜合控制終端14,由光伏供電及儲能模塊1提供電能,實現(xiàn)自動控制。

自由選擇的其他包括雷電模塊4,促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5、促生長音樂控制模塊6、自然風模擬模塊7、、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊11、精確采摘及存儲模塊12等模塊的選配及功能使用,具體參照具體實施方式1全智能大棚光伏綜合應用系統(tǒng)中相關(guān)模塊的選擇使用。適合在貧瘠的土地、山地、荒漠等,現(xiàn)有大棚技術(shù)難于實現(xiàn)的區(qū)域推廣。

實施例四,主要是采用棋盤格式的光伏太陽能設(shè)置,如圖4所示,本發(fā)明光伏綜合應用智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)的光照充足地區(qū)智能型包括光伏供電及儲能模塊1、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、自然風模擬模塊7、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10、傳感通訊模塊13、綜合控制終端14、用戶體驗模塊15、全封閉外保護模塊16。

其他,包括雷電模塊4、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5、促生長音樂控制模塊6、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊11、精確采摘及存儲模塊12等模塊,根據(jù)需要選擇搭配。

光伏供電及儲能模塊1,由太陽能電池板、充電模塊和蓄電池組構(gòu)成。通過綜合控制終端14,為環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、自然風模擬模塊7、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10、傳感通訊模塊13、綜合控制終端14、全封閉外保護模塊16等模塊供電。

環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2,由分布式溫度、濕度、甲烷濃度、二氧化碳濃度、農(nóng)藥、肥料、微生物、環(huán)境激素等傳感器,以及分布式攝像組件構(gòu)成。監(jiān)測作物整個生長周期內(nèi),環(huán)境的各項參數(shù)變化,并形成報表數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)。接收來自土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10的數(shù)據(jù),最后由綜合控制終端14存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

自然風模擬模塊7,去掉加熱組件。自然風滿足條件,直接打開全封閉外保護模塊16的通風窗口,否則,導入部分自然風,模擬作物在自然條件下的風循環(huán)需要。通過綜合控制終端14控制,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8,由噴淋系統(tǒng)管線和水肥藥控制組件構(gòu)成。根據(jù)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2提供的數(shù)據(jù),由綜合控制終端14分析,根據(jù)不同的作物生長及生長階段要求,控制水肥農(nóng)藥的添加,創(chuàng)造并形成作物的自然生長環(huán)境。相關(guān)數(shù)據(jù),由綜合控制終端14存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10,由土壤微生物傳感單元,重金屬及微量元素傳感單元,及土壤水肥農(nóng)藥傳感單元構(gòu)成。監(jiān)測微生物在土壤中的構(gòu)成和分布,重金屬及微量元素,和水肥農(nóng)藥的含量。通過促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5,自然風模擬模塊7,水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8,生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9,綜合調(diào)節(jié)土壤的微生物構(gòu)成。并向環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2,提供土壤微生物、重金屬及微量元素,和水肥農(nóng)藥監(jiān)測數(shù)據(jù)。由綜合控制終端14記錄并分析相關(guān)數(shù)據(jù),并給出控制執(zhí)行方案,形成報表數(shù)據(jù)文件。由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

傳感通訊模塊13,由通訊傳感組件構(gòu)成。將光伏供電及儲能模塊1、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10、全封閉外保護模塊16等數(shù)據(jù)信息傳遞到綜合控制終端14,以及將綜合控制終端14分析處理后的數(shù)據(jù)提供給用戶體驗模塊15,包括數(shù)據(jù)相關(guān)文件和圖像文件等。由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

綜合控制終端14,由終端計算中心和軟件構(gòu)成。處理來自光伏供電及儲能模塊1、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、光熱儲存模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10、傳感通訊模塊13、全封閉外保護模塊16等數(shù)據(jù)和圖像信息,分析并控制各個模塊相互之間協(xié)調(diào)運行。由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

用戶體驗模塊15,由app軟件和用戶電子終端構(gòu)成,通過綜合控制終端14提供的數(shù)據(jù)報表和圖像文件,實時查詢作物的生長狀態(tài),農(nóng)藥、化肥殘留,營養(yǎng)成分構(gòu)成等數(shù)據(jù)。實現(xiàn)從種植到餐盤的全過程參與體驗。

全封閉外保護模塊16,普通大棚,塑料薄膜、玻璃或其他透明材料,帶有自動控制的通風窗口;將太陽能電池板,按照國際象棋棋盤格的方式、同玻璃或其他透明材料,鋪設(shè)在大棚上部。由綜合控制終端14,由光伏供電及儲能模塊1提供電能,實現(xiàn)全部自動控制。

自由選擇的其他包括雷電模塊4、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5、促生長音樂控制模塊6、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊11、精確采摘及存儲模塊12等模塊的選配及功能使用,具體參照具體實施方式1全智能大棚光伏綜合應用系統(tǒng)中相關(guān)模塊的選擇使用。

實施例五,主要是考慮系統(tǒng)內(nèi)部的整體循環(huán)利用,如圖5所示,本發(fā)明光伏綜合應用智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)的外星移民、地球冰河期用智能型包括光伏供電及儲能模塊1、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、光熱儲存模塊3、雷電模塊4、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5、促生長音樂控制模塊6、自然風模擬模塊7、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊11、精確采摘及存儲模塊12、傳感通訊模塊13、綜合控制終端14、用戶體驗模塊15、全封閉外保護模塊16。

其中,小冰河期,以光伏供電及儲能模塊1、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、光熱儲存模塊3、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10、傳感通訊模塊13、綜合控制終端14、用戶體驗模塊15、全封閉外保護模塊16等模塊為主。

光伏供電及儲能模塊1,由太陽能電池板、充電模塊和蓄電池組構(gòu)成。通過綜合控制終端14,為環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、光熱儲存模塊3、雷電模塊4、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5、促生長音樂控制模塊6、自然風模擬模塊7、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊11、精確采摘及存儲模塊12、傳感通訊模塊13、綜合控制終端14、全封閉外保護模塊16等模塊供電。

環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2,由分布式溫度、濕度、甲烷濃度、二氧化碳濃度、農(nóng)藥、肥料、微生物、環(huán)境激素等傳感器,以及分布式攝像組件構(gòu)成。監(jiān)測作物整個生長周期內(nèi),環(huán)境的各項參數(shù)變化,并形成報表數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)。接收來自土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10的數(shù)據(jù),最后由綜合控制終端14存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

光熱儲存模塊3由吸熱單元、地下儲能池、水循環(huán)單元構(gòu)成。實現(xiàn)高溫存儲熱量,低溫釋放熱量。主動循環(huán)由環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2提供的分布式溫度傳感反饋信號,通過綜合控制終端14控制,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

雷電模塊4,由高頻放電發(fā)生器,并配合水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8,產(chǎn)生臭氧、紫外線殺菌,電場刺激,以及富氮雨水噴淋,模擬自然雷雨過程,提升作物口感品質(zhì)。通過綜合控制終端14控制,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5,由沼氣池、甲烷濃度控制、二氧化碳濃度控制組件構(gòu)成,由環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2提供分布式傳感反饋信號,通過綜合控制終端14控制,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。在極端低溫天氣,燃燒沼氣,輔助光熱儲存模塊,為大棚供熱。

促生長音樂控制模塊6,由音響和音樂存儲器構(gòu)成。根據(jù)不同作物,以及作物的不同生長時期,播放不同的音樂促進生長,提高作物的品質(zhì)。通過綜合控制終端14控制,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

自然風模擬模塊7,由風機、分布式管道及加熱組件構(gòu)成。自然風滿足條件,直接打開全封閉外保護模塊16的通風窗口,否則,導入部分自然風,模擬作物在自然條件下的風循環(huán)需要。在極端低溫天氣,輔助光熱儲存模塊,為大棚供熱。通過綜合控制終端14控制,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8,由噴淋系統(tǒng)管線和水肥藥控制組件構(gòu)成。根據(jù)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2提供的數(shù)據(jù),由綜合控制終端14分析,根據(jù)不同的作物生長及生長階段要求,控制水肥農(nóng)藥的添加,創(chuàng)造并形成作物的自然生長環(huán)境。相關(guān)數(shù)據(jù),由綜合控制終端14存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9,由蜜蜂養(yǎng)殖中心和促生長、促成熟激素釋放組件構(gòu)成。多種作物、水果,需要授粉才能達到品質(zhì)提高的目標。控制促生長和促成熟激素,達到自然條件的生長要求。相關(guān)數(shù)據(jù),由綜合控制終端14存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10,由土壤微生物傳感單元,重金屬及微量元素傳感單元,及土壤水肥農(nóng)藥傳感單元構(gòu)成。監(jiān)測微生物在土壤中的構(gòu)成和分布,重金屬及微量元素,和水肥農(nóng)藥的含量。通過雷電模塊4,促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5,自然風模擬模塊7,水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8,生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9,綜合調(diào)節(jié)土壤的微生物構(gòu)成。并向環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2,提供土壤微生物、重金屬及微量元素,和水肥農(nóng)藥監(jiān)測數(shù)據(jù)。由綜合控制終端14記錄并分析相關(guān)數(shù)據(jù),并給出控制執(zhí)行方案,形成報表數(shù)據(jù)文件。由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊11,由誘引激素和控制組件構(gòu)成。適當?shù)牟∠x害是作物自然生長的必要條件,通過激素誘引導入天敵控制病蟲害,盡可能減少或者不適用農(nóng)藥控制,進一步降低作物的農(nóng)藥殘留。相關(guān)數(shù)據(jù),由綜合控制終端14存儲、并處理,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

精確采摘及存儲模塊12,由采摘機械手、成熟度測量組件和小型冷藏柜構(gòu)成。通過果實成熟散發(fā)的酚類檢測,并結(jié)合環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2中分布式攝像組件的尺寸測量,實現(xiàn)成熟作物的隨時采摘,并集中在小型冷藏柜中,同時,將相關(guān)信息通過傳感通訊模塊13,傳遞到綜合控制終端14,由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

傳感通訊模塊13,由通訊傳感組件構(gòu)成。將光伏供電及儲能模塊1、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、光熱儲存模塊3、雷電模塊4、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5、促生長音樂控制模塊6、自然風模擬模塊7、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊11、精確采摘及存儲模塊12、全封閉外保護模塊16等數(shù)據(jù)信息傳遞到綜合控制終端14,以及將綜合控制終端14分析處理后的數(shù)據(jù)提供給用戶體驗模塊15,包括數(shù)據(jù)相關(guān)文件和圖像文件等。由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

綜合控制終端14,由終端計算中心和軟件構(gòu)成。處理來自光伏供電及儲能模塊1、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊2、光熱儲存模塊、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊5、促生長音樂控制模塊6、自然風模擬模塊7、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊8、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊9、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊10、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊11、精確采摘及存儲模塊12、傳感通訊模塊13、全封閉外保護模塊16等數(shù)據(jù)和圖像信息,分析并控制各個模塊相互之間協(xié)調(diào)運行。由光伏供電及儲能模塊1提供電能。

用戶體驗模塊15,由app軟件和用戶電子終端構(gòu)成,通過綜合控制終端14提供的數(shù)據(jù)報表和圖像文件,實時查詢作物的生長狀態(tài),農(nóng)藥、化肥殘留,營養(yǎng)成分構(gòu)成等數(shù)據(jù)。實現(xiàn)從種植到餐盤的全過程參與體驗。

全封閉外保護模塊16,地外行星移民,帶有全透明窗口、抗輻射密封絕熱設(shè)計,及氣壓維持及保護組件構(gòu)成,輔以光熱儲存模塊的吸熱單元;未來地球進入冰河期,絕熱透明密封外保護罩,輔以光熱儲存模塊的吸熱單元。均由綜合控制終端14,由光伏供電及儲能模塊1提供電能,實現(xiàn)全部自動控制。

本實施例五還可以采用:本系統(tǒng)包括種植農(nóng)業(yè)大棚本體,大棚本體設(shè)置有環(huán)境檢測模塊、光熱儲存模塊、用戶體驗模塊、綜合控制終端和促生長氣體調(diào)節(jié)模塊及太陽能光伏發(fā)電模塊;太陽能光伏發(fā)電模塊電連并向綜合控制終端供電,用戶體驗模塊通過有線或無線通訊線路連接綜合控制終端,環(huán)境檢測模塊的環(huán)境檢測信號輸出端電連綜合控制終端控制源信號輸入端,綜合控制終端輸入端電連光熱儲存模塊的控制器和促生長氣體調(diào)節(jié)模塊。具有能顯著提高生產(chǎn)能效的優(yōu)點。具體是:光熱儲存模塊是太陽能真空管熱水器通過配所述控制器的熱介質(zhì)循環(huán)管路聯(lián)通大棚本體內(nèi)種植土層下面設(shè)置的熱交換設(shè)備和大棚本體內(nèi)后擋風墻前面設(shè)置的熱交換設(shè)備。具體是:大棚本體包括后面及左右擋風墻,后面及左右擋風墻間設(shè)置有支架支撐的大棚透光防護材料層,在大棚透光防護材料層上面設(shè)置由綜合控制終端自動控制的隔熱保溫自動卷簾機。具體是:太陽能光伏發(fā)電模塊由太陽能電池板和充放電模塊及蓄電池組構(gòu)成,太陽能電池板通過充放電模塊電連蓄電池組,蓄電池組通過充放電模塊電連綜合控制終端。具體是:促生長氣體調(diào)節(jié)模塊包括設(shè)置在大棚底部地下空間的沼氣池,脫硫恒壓罐塔和加熱光熱儲存模塊的熱介質(zhì)的沼氣熱水爐;沼氣池通過沼氣輸送管路聯(lián)通脫硫恒壓罐塔,脫硫恒壓罐塔再通過配壓力輸送泵的沼氣輸送管路聯(lián)通沼氣壓力儲罐,沼氣壓力儲罐通過所述控制器控制的電控閥聯(lián)通所述沼氣熱水爐。具體是:沼氣壓力儲罐通過所述綜合控制終端控制的電控閥聯(lián)通向大棚內(nèi)釋放沼氣的噴氣管,所述沼氣熱水爐設(shè)置在大棚內(nèi)或者其排氣口通過配送風機的輸氣管道聯(lián)通所述噴氣管。具體是:用戶體驗模塊由客戶端軟件和用戶電子終端構(gòu)成;用戶電子終端包括手機、pad、筆記本,微機和觸摸屏。具體是:環(huán)境檢測模塊是由電連綜合控制終端的分布式溫濕度傳感器、甲烷傳感器、二氧化碳傳感器、農(nóng)藥傳感器、光照度傳感器、環(huán)境激素傳感器、肥料傳感器,以及分布式攝像組件構(gòu)成的實時監(jiān)測網(wǎng);肥料傳感器及土壤溫濕度傳感器是土壤下5厘米居中設(shè)置,其它傳感器設(shè)置在植株間或大棚下面支架上。具體是:大棚本體進一步設(shè)置有電連綜合控制終端n的模擬自然雷雨過程的雷電模塊、促生長音樂控制模塊、自然風模擬模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊、精確采摘及存儲模塊;綜合控制終端通過傳感通訊模塊與其它所有模塊進行數(shù)據(jù)傳輸。具體是:促生長音樂控制模塊包括配置在大棚本體內(nèi)頂部電連綜合控制終端的音響,自然風模擬模塊包括相對設(shè)置在大棚本體左右擋風墻上部的一對風機,該對風機電連綜合控制終端。

更具體是:以84米×8米×2.5米的單體一畝棚為例,本發(fā)明全智能大棚光伏綜合應用系統(tǒng)包括太陽能光伏發(fā)電模塊、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊、光熱儲存模塊、雷電模塊、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊、促生長音樂控制模塊、自然風模擬模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊、精確采摘及存儲模塊、傳感通訊模塊、綜合控制終端、用戶體驗模塊、全封閉外保護模塊。

太陽能光伏發(fā)電模塊由太陽能電池板(單板功率100w)、充放電模塊(boost電路和儲能雙向變流器為核心)和蓄電池組(12v/150ah、12v/200ah)構(gòu)成。設(shè)計總功率輸出2kw~5kw或5kw+等多種功率輸出,型號包括ax-2000s,ax-5000s等可供選擇(但不限于該品牌和型號)。通過綜合控制終端,為環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊、光熱儲存模塊、雷電模塊、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊、促生長音樂控制模塊、自然風模擬模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊、精確采摘及存儲模塊、傳感通訊模塊、綜合控制終端、全封閉外保護模塊等模塊供電。

環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊包括分布式溫濕度、甲烷傳感器、二氧化碳傳感器、農(nóng)藥傳感器、光照度傳感器、環(huán)境激素傳感器,以及分布式攝像組件構(gòu)成實時監(jiān)測網(wǎng),28米間隔,2.5米高居中設(shè)置;肥料傳感器、水份傳感器、微生物監(jiān)測,28米間隔,土壤下5厘米居中設(shè)置。溫濕度傳感器,選擇jcj175a壁掛式溫濕度傳感器(但不限于該品牌和型號);甲烷傳感器,選擇gjc4型甲烷傳感器(但不限于該品牌和型號);二氧化碳傳感器,選擇jcj280型二氧化碳傳感器;農(nóng)藥傳感器,選擇wi79452型農(nóng)藥殘留傳感器(但不限于該品牌和型號);光照度傳感器,選擇jcj100p照度傳感器(但不限于該品牌和型號);環(huán)境激素傳感器,選擇c2h4乙烯傳感器(但不限于該品牌和型號);分布式攝像組件,選擇overview-afsxj-nc-a-ov-2.8型網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控廣角高清攝像頭(但不限于該品牌和型號);肥料傳感器,選擇離子選擇電極和isfet傳感器(但不限于該品牌和型號);水份傳感器,選擇jcjtrh土壤水分傳感器(但不限于該品牌和型號);微生物監(jiān)測,選擇bod傳感器(但不限于該品牌和型號)間接檢測,監(jiān)測作物整個生長周期內(nèi),環(huán)境的各項參數(shù)變化,并形成報表數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)。接收來自土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊的數(shù)據(jù),最后由綜合控制終端存儲、并處理,由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

光熱儲存模塊由吸熱單元、地下儲能池、散熱器、水循環(huán)單元構(gòu)成。吸熱單元選擇q-b-j-1-100/1.71/0.05100l型玻璃真空管組件(但不限于該品牌和型號);地下儲能池,包覆保溫材料的bwx型20t~1000t儲水罐(但不限于該品牌和型號),位于大棚底部的地下空間;散熱器,選擇gl-01b型工業(yè)換熱器(但不限于該品牌和型號),位于背側(cè);水循環(huán)單元,遵循gb50648-2011系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)范定制。實現(xiàn)高溫存儲熱量,低溫釋放熱量。主動循環(huán)由環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊提供的分布式溫度傳感反饋信號,通過綜合控制終端控制,由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

雷電模塊的核心構(gòu)成是馬克思發(fā)生器,其由coto型十級+馬克思發(fā)生器(但不限于該品牌和型號)構(gòu)成,28米間隔,2.5米高度居中設(shè)置;配合水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊,產(chǎn)生臭氧、紫外線殺菌,電場刺激,以及富氮雨水噴淋,模擬自然雷雨過程,提升作物口感品質(zhì)。通過綜合控制終端控制,由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

促生長氣體調(diào)節(jié)模塊由定制的沼氣池、9立方玻璃鋼化糞池和脫硫恒壓罐塔及相關(guān)控制組件構(gòu)成,設(shè)置在大棚底部的地下空間;配合環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊、提供分布式傳感反饋信號,通過綜合控制終端,實現(xiàn)甲烷濃度和二氧化碳濃度控制。由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。在極端低溫天氣,燃燒沼氣,輔助光熱儲存模塊,為大棚供熱。

促生長音樂控制模塊由音響構(gòu)成。音響選擇edifier-s1000ma型(但不限于該品牌和型號)音響,存儲器64gu盤,頂棚中間設(shè)置,高度2.7米+位置。根據(jù)不同作物,以及作物的不同生長時期,播放不同的音樂促進生長,提高作物的品質(zhì)。通過綜合控制終端控制,由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

自然風模擬模塊由風機,并配合光熱儲存模塊和環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊的相關(guān)信息數(shù)據(jù)產(chǎn)生不同溫度、濕度、二氧化碳和甲烷濃度的模擬自然風。風機選擇sf6-42.2kw軸流風機(但不限于該品牌和型號),2套兩端中間設(shè)置,高度2米+位置,進出門的上方。自然風滿足條件,直接打開全封閉外保護模塊的通風窗口,否則,導入部分自然風,模擬作物在自然條件下的風循環(huán)需要。在極端低溫天氣,輔助光熱儲存模塊,為大棚供熱。通過綜合控制終端控制,由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊由空中噴淋管線、土壤微噴管線和水肥藥控制組件構(gòu)成。空中噴淋管線,定制5米一個4向噴頭設(shè)計,兩排,間隔2米,高度2.2米;土壤微噴管線,定制1吋5孔加厚設(shè)計,6排,間隔1米,貼近地面土壤,如圖3。根據(jù)作物生長期的不同階段,空中噴淋和土壤微噴分別進行或結(jié)合進行。根據(jù)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊提供的數(shù)據(jù),由綜合控制終端分析,根據(jù)不同的作物生長及生長階段要求,通過水肥藥控制組件,控制水肥農(nóng)藥的添加,創(chuàng)造并形成作物的自然生長環(huán)境。相關(guān)數(shù)據(jù)由綜合控制終端存儲、并處理,由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

生物授粉及環(huán)境激素控制模塊由1個蜜蜂養(yǎng)殖中心;促生長、促成熟激素(包括乙烯等)釋放組件,28米間隔,2.5米高居中設(shè)置;并結(jié)合水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊組件構(gòu)成。多種作物、水果,需要授粉才能達到品質(zhì)提高的目標。控制促生長和促成熟激素,達到自然條件的生長要求。相關(guān)數(shù)據(jù)由綜合控制終端存儲、并處理,由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊由土壤微生物傳感單元,重金屬及微量元素傳感單元,并結(jié)合環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊相關(guān)的土壤水肥農(nóng)藥b8~b10的實時監(jiān)測傳感單元構(gòu)成,28米間隔,地下5厘米埋置。土壤微生物傳感單元,重金屬及微量元素傳感單元,選擇aliyiqi的全項目土壤肥料養(yǎng)分檢測儀/重金屬測試儀/微量元素化肥施肥速測儀(但不限于該品牌和型號),進行定期檢測。監(jiān)測微生物在土壤中的構(gòu)成和分布,重金屬及微量元素,和水肥農(nóng)藥的含量。通過雷電模塊,促生長氣體調(diào)節(jié)模塊,自然風模擬模塊,水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊,生物授粉及環(huán)境激素控制模塊,綜合調(diào)節(jié)土壤的微生物構(gòu)成。并向環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊,提供土壤微生物、重金屬及微量元素,和水肥農(nóng)藥監(jiān)測數(shù)據(jù)。由綜合控制終端記錄并分析相關(guān)數(shù)據(jù),并給出控制執(zhí)行方案,形成報表數(shù)據(jù)文件。由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊,并結(jié)合環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊相關(guān)組件數(shù)據(jù)構(gòu)成。定制誘引昆蟲激素釋放器是28米間隔設(shè)置,2.5米高居中設(shè)置。適當?shù)牟∠x害是作物自然生長的必要條件,通過激素誘引導入天敵控制病蟲害,盡可能減少或者不使用農(nóng)藥控制,進一步降低作物的農(nóng)藥殘留。相關(guān)數(shù)據(jù),由綜合控制終端n存儲、并處理,由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

精確采摘及存儲模塊由采摘機械手、成熟度測量組件和小型冷藏柜構(gòu)成。采摘機械手,選擇robotbase經(jīng)過改造的柔性采摘模塊(但不限于該品牌和型號),2.5米高居中設(shè)置直線滑軌;成熟度測量組件,選擇wqf-510a紅外光譜儀(但不限于該品牌和型號),檢測酚類等作物成熟釋放的有機分子,28米間隔,2.5米高居中設(shè)置。小型冷藏柜,選擇hailang-bd/bc-12型(但不限于該品牌和型號);并結(jié)合環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊中分布式攝像組件的尺寸測量,實現(xiàn)成熟作物的隨時采摘,并集中在小型冷藏柜中,同時,將相關(guān)信息通過傳感通訊模塊,傳遞到綜合控制終端,由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

傳感通訊模塊選擇risym-cc1101,433m超高頻收發(fā)模塊(但不限于該品牌和型號)多組。將太陽能光伏發(fā)電模塊、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊、光熱儲存模塊、雷電模塊、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊、促生長音樂控制模塊、自然風模擬模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊、精確采摘及存儲模塊、全封閉外保護模塊等數(shù)據(jù)信息傳遞到綜合控制終端,以及將綜合控制終端分析處理后的數(shù)據(jù)提供給用戶體驗模塊,包括數(shù)據(jù)相關(guān)文件和圖像文件等。由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

綜合控制終端由終端計算中心和軟件構(gòu)成。終端計算中心選擇rpc-610工控機(但不限于該品牌和型號);軟件定制。處理來自太陽能光伏發(fā)電模塊、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊、光熱儲存模塊、雷電模塊、促生長氣體調(diào)節(jié)模塊、促生長音樂控制模塊、自然風模擬模塊、水肥農(nóng)藥自動噴灌模塊、生物授粉及環(huán)境激素控制模塊、土壤及微生物調(diào)節(jié)模塊、蟲害天敵導入調(diào)節(jié)模塊、精確采摘及存儲模塊、傳感通訊模塊、全封閉外保護模塊等數(shù)據(jù)和圖像信息,分析并控制各個模塊相互之間協(xié)調(diào)運行。由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能。

用戶體驗模塊由客戶端軟件和用戶電子終端構(gòu)成。客戶端軟件是定制客戶端軟件,包括app軟件;用戶電子終端包括手機、pad、筆記本,微機等。通過綜合控制終端提供的數(shù)據(jù)報表和圖像文件,實時查詢作物的生長狀態(tài),農(nóng)藥、化肥殘留,營養(yǎng)成分構(gòu)成等數(shù)據(jù)。實現(xiàn)從種植到餐盤的全過程參與體驗。

全封閉外保護模塊由大棚防護材料層和自動卷簾機構(gòu)成。大棚防護材料是普通大棚,使用pe、eva、pvc、pp膜、frp玻璃鋼、硅酸鹽玻璃等;未來地球進入冰河期,或者外星移民,需要絕熱透明密封外保護罩,使用抽真空的多層鋼化玻璃結(jié)構(gòu),保證密封強度和透光率,甚至全部采用抽真空的多層藍寶石玻璃結(jié)構(gòu),并輔以光熱儲存模塊,實現(xiàn)溫濕度穩(wěn)定控制。自動卷簾機根據(jù)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊提供的光照度傳感器數(shù)據(jù),由綜合控制終端實現(xiàn)光照度自動調(diào)節(jié),由太陽能光伏發(fā)電模塊提供電能,實現(xiàn)全部自動控制。

采用上述技術(shù)方案后,本發(fā)明光伏綜合應用智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)具有以光伏供電為主,輔以光熱資源,模擬作物的自然生態(tài)環(huán)境,在保證產(chǎn)量的同時,達到提高營養(yǎng)構(gòu)成和口感的目的,實現(xiàn)全程監(jiān)控和質(zhì)量跟蹤;并且,特別適合在貧瘠的土地、山地、荒漠等,現(xiàn)有大棚技術(shù)難于實現(xiàn)的區(qū)域推廣的優(yōu)點。

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