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1、(10)授权公告号 CN 204031946 U (45)授权公告日 2014.12.24 CN 204031946 U (21)申请号 201420410222.6 (22)申请日 2014.07.23 A01G 9/14(2006.01) A01G 9/24(2006.01) A01G 9/22(2006.01) (73)专利权人 北京海瑞克科技发展有限公司 地址 101111 北京市大兴区北京经济技术开 发区科创十四街99 号 33 幢 D 栋606 室 (72)发明人 梁光胜 张丹 张泽臣 (74)专利代理机构 北京爱普纳杰专利代理事务 所 ( 特殊普通合伙 ) 11419 代理人 王。
2、玉松 (54) 实用新型名称 一种太阳能智能温室农业大棚设备 (57) 摘要 本实用新型提出了一种太阳能智能温室农业 大棚设备， 包括 ： 大棚基体、 光伏组件和蓄电池 ； 光伏控制器， 光伏控制器的组件电压输入端与光 伏组件和蓄电池相连 ； 太阳能供电供水一体化装 置 ； 太阳能抽水装置， 太阳能抽水装置包括水泵， 水泵通过太阳能供电进行抽水 ； 雨水收集装置 ； 冷水储水箱和热水储水箱 ； 冷水位传感器和热水 位传感器 ； 空气温度传感器、 空气湿度传感和土 壤湿度传感器 ； 滴灌装置 ； 肥料配比控制器太阳 能自动卷帘装置， 太阳能自动卷帘装置包括卷帘 控制器， 卷帘控制器与卷帘相连 ；。
3、 中央控制装置。 本实用新型具有结构优化、 能源利用效果更好、 工 艺性好、 可大规模提高生产效率、 降低生产成本、 节约人力、 操作与控制且更加便捷的特点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 (10)授权公告号 CN 204031946 U CN 204031946 U 1/1 页 2 1. 一种太阳能智能温室农业大棚设备， 其特征在于， 包括 ： 大棚基体， 所述大棚基体的顶部安装有卷帘轴， 所述卷帘轴上安装有卷帘 ； 光伏组件和蓄电池 ； 光伏控制器，。
4、 所述光伏控制器的组件电压输入端与所述光伏组件和所述蓄电池相连 ； 太阳能供电供水一体化装置， 所述太阳能供电供水一体化装置与所述光伏控制器相连 以提供电力和热水 ； 太阳能抽水装置， 所述太阳能抽水装置包括水泵， 所述水泵通过太阳能供电进行抽 水 ； 雨水收集装置 ； 冷水储水箱和热水储水箱， 所述冷水储水箱与所述雨水收集装置相连以储存所述雨水 收集装置收集的雨水， 所述热水储水箱与所述太阳能供电供水一体化装置相连以储存所述 太阳能供电供水一体化装置提供的热水 ； 冷水位传感器和热水位传感器， 所述冷水位传感器与所述冷水箱相连以检测所述冷水 储水箱的当前水位， 所述热水位传感器与热水储水箱相。
5、连以检测所述热水储水箱的当前水 位 ； 空气温度传感器、 空气湿度传感和土壤湿度传感器 ； 滴灌装置 ； 肥料配比控制器， 所述肥料配比控制器与所述冷水储水箱相连 ； 太阳能自动卷帘装置， 所述太阳能自动卷帘装置包括卷帘控制器， 所述卷帘控制器与 卷帘相连 ； 中央控制装置， 所述中央控制装置与所述光伏控制器、 所述蓄电池、 所述光伏控制器、 所述太阳能供电供水一体化装置、 所述太阳能抽水装置、 所述雨水收集装置、 所述冷水位传 感器、 所述热水位传感器、 所述滴灌装置、 所述空气温度传感器、 所述空气湿度传感器、 所述 土壤湿度传感器、 所述肥料配比控制器和所述太阳能自动卷帘装置相连。 2.。
6、 如权利要求 1 所述的太阳能智能温室农业大棚设备， 其特征在于， 还包括 ： 光伏开关， 所述光伏开关与所述中央控制装置相连 ； 光伏逆变器， 所述光伏逆变器与所述光伏开关相连。 3. 如权利要求 1 所述的太阳能智能温室农业大棚设备， 其特征在于， 还包括 ： 人机交互 通讯端口， 所述人机交互通讯端口与所述中央控制装置的通讯系统和上位机相连。 4. 如权利要求 1 所述的太阳能智能温室农业大棚设备， 其特征在于， 还包括 ： GPRS 模 块， 所述 GPRS 模块与所述中央控制装置相连。 5. 如权利要求 1 所述的太阳能智能温室农业大棚设备， 其特征在于， 还包括 ： 双向温控 阀，。
7、 所述双向温控阀与所述中央控制装置相连。 权 利 要 求 书 CN 204031946 U 2 1/5 页 3 一种太阳能智能温室农业大棚设备 技术领域 0001 本实用新型涉及太阳能技术和温室大棚技术领域， 特别涉及一种太阳能智能温室 农业大棚设备。 背景技术 0002 传统农业大棚对人力的需求和依赖过高， 并且无法实现大棚的独立化生产， 存在 的弊端主要包括以下几点 ： 0003 (1) 传统大棚必须需要单独供电与供水引入， 而对于农业生产而言， 单独引电和引 水需要的工程量将大大增加大棚的施工量。 0004 (2) 传统大棚采用漫灌或人工浇水， 既浪费大量劳动力， 又造成一定的水资源浪 。
8、费。 0005 (3) 传统大棚完全采用人工经营， 浇水与温度控制采用人为主管经验判定， 没有统 一标准， 这在一定程度上影响了农产品的品质， 也导致不同大棚出产的同一品种农产品也 有较大差异。 0006 (4) 传统大棚自动化程度较低， 需要有大量的人为控制与生产干预， 这在一定程度 上占用了大量的人力。 0007 (5) 传统大棚在生产过程中必须有大量人力值守， 无法实现远程监控与控制。 0008 (6) 传统大棚无法实现多组大棚的统一管理与控制。 实用新型内容 0009 本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。 0010 为此， 本实用新型的目的在于提出一种太阳能智能温室农业大棚设。
9、备。 0011 为了实现上述目的， 本实用新型的实施例提供一种太阳能智能温室农业大棚设 备， 包括 : 大棚基体， 所述大棚基体的顶部安装有卷帘轴， 所述卷帘轴上安装有卷帘 ； 光伏 组件和蓄电池 ； 光伏控制器， 所述光伏控制器的组件电压输入端与所述光伏组件和所述蓄 电池相连 ； 太阳能供电供水一体化装置， 所述太阳能供电供水一体化装置与所述光伏控制 器相连以提供电力和热水 ； 太阳能抽水装置， 所述太阳能抽水装置包括水泵， 所述水泵通过 太阳能供电进行抽水 ； 雨水收集装置 ； 冷水储水箱和热水储水箱， 所述冷水储水箱与所述 雨水收集装置相连以储存所述雨水收集装置收集的雨水， 所述热水储水。
10、箱与所述太阳能供 电供水一体化装置相连以储存所述太阳能供电供水一体化装置提供的热水 ； 冷水位传感 器和热水位传感器， 所述冷水位传感器与所述冷水箱相连以检测所述冷水储水箱的当前水 位， 所述热水位传感器与热水储水箱相连以检测所述热水储水箱的当前水位 ； 空气温度传 感器、 空气湿度传感和土壤湿度传感器 ； 滴灌装置 ； 肥料配比控制器， 所述肥料配比控制器 与所述冷水储水箱相连 ； 太阳能自动卷帘装置， 所述太阳能自动卷帘装置包括卷帘控制器， 所述卷帘控制器与卷帘相连 ； 中央控制装置， 所述中央控制装置与所述光伏控制器、 所述蓄 电池、 所述光伏控制器、 所述太阳能供电供水一体化装置、 所。
11、述太阳能抽水装置、 所述雨水 说 明 书 CN 204031946 U 3 2/5 页 4 收集装置、 所述冷水位传感器、 所述热水位传感器、 所述滴灌装置、 所述空气温度传感器、 所 述空气湿度传感器、 所述土壤湿度传感器、 所述肥料配比控制器和所述太阳能自动卷帘装 置相连。 0012 在本实用新型的一个实施例中， 太阳能智能温室农业大棚设备还包括 ： 光伏开关， 所述光伏开关与所述中央控制装置相连 ； 光伏逆变器， 所述光伏逆变器与所述光伏开关相 连。 0013 在本实用新型的又一个实施例中， 太阳能智能温室农业大棚设备还包括 ： 人机交 互通讯端口， 所述人机交互通讯端口与所述中央控制装。
12、置的通讯系统和上位机相连。 0014 在本实用新型的再一个实施例中， 太阳能智能温室农业大棚设备还包括 ： GPRS 模 块， 所述 GPRS 模块与所述中央控制装置相连。 0015 在本实用新型的一个实施例中， 太阳能智能温室农业大棚设备还包括 ： 双向温控 阀， 所述双向温控阀与所述中央控制装置相连。 0016 根据本实用新型实施例的太阳能智能温室农业大棚设备， 具有结构优化、 能源利 用效果更好、 工艺性好、 可大规模提高生产效率、 降低生产成本、 节约人力、 操作与控制且更 加便捷的特点。采用本实用新型实施例的太阳能智能温室农业大棚设备， 一个农业大棚仅 需 1 名人员就可完成整个大棚。
13、的日常管理工作， 整个过程自动化监控与运行， 无需人力进 行浇水与施肥等工作。 浇水控制与施肥控制可完全量化统一标准， 实现农产品的标准统一。 并且， 本实用新型自动温湿度控制与雨水循环利用， 比传统农业大棚节水 60以上， 资源应 用也更加合理。本实用新型的太阳能智能温室农业大棚设备无需人工职守， 所有大棚内部 状况可进行远程监控与控制。本实用新型可实现对多个大棚的统一控制， 保证每个大棚内 部具有完全相同的环境标准， 实现多个大棚的统一化管理。该温室农业大棚控制系统可为 传统农业大棚提供更为精确的控制， 使传统大棚的自动化程度大大提高， 可为普通单体农 业大棚， 特别是大规模农业大棚集群的。
14、更新换代产品。 0017 本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出， 部分将从下面的描述 中变得明显， 或通过本实用新型的实践了解到。 附图说明 0018 本实用新型的上述和 / 或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中 将变得明显和容易理解， 其中 ： 0019 图 1 为根据本实用新型实施例的太阳能智能温室农业大棚设备的结构示意图 ； 0020 图 2 为根据本实用新型实施例的太阳能智能温室农业大棚设备的电气系统示意 图 ； 0021 图 3 为根据本实用新型实施例的太阳能智能温室农业大棚设备的工作流程示意 图。 具体实施方式 0022 下面详细描述本实用新型的实施例， 。
15、实施例的示例在附图中示出， 其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。 下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的， 旨在用于解释本实用新型， 而不能理解为对本实用新型的限 说 明 书 CN 204031946 U 4 3/5 页 5 制。 0023 如图 1 和图 2 所示， 本实用新型实施例的太阳能智能温室农业大棚设备， 包括 ： 大 棚基体、 光伏组件、 蓄电池、 光伏控制器 P2、 太阳能供电供水一体化装置、 太阳能抽水装置、 雨水收集装置、 冷水储水箱 P6 和热水储水箱、 冷水位传感器 J1 和热水位传感器 J3、 空气温 度传感器J6、 空气湿度。
16、传感J5和土壤湿度传感器J4、 滴灌装置、 肥料配比控制器J2、 太阳能 自动卷帘装置和中央控制装置。 0024 具体来说， 大棚基体的顶部安装有卷帘轴， 卷帘轴上安装有卷帘。光伏控制器 P2 的组件电压输入端与光伏组件和蓄电池相连。 本实用新型使得大棚供电无需由外界电网引 电， 采用太阳能光伏发电模式进行独立供电， 大大降低了大棚施工过程中外界电网的接入 成本， 并且对能源的利用效率也大大提高。 0025 在本实用新型的一个实施例中， 太阳能智能温室农业大棚设备还包括 ： 光伏开关 U2 和光伏逆变器 P8。其中， 光伏开关 U2 与中央控制装置 U1 相连， 光伏逆变器 P8 与光伏开 关。
17、 U2 相连。 0026 太阳能供电供水一体化装置与光伏控制器 P2 相连以提供电力和热水。太阳能抽 水装置包括水泵 P5， 水泵通过太阳能供电进行抽水。太阳能供电供水一体化装置可以为大 棚内部提供电力与热水。冷水储水箱 P6 与雨水收集装置相连以储存雨水收集装置收集的 雨水， 热水储水箱与太阳能供电供水一体化装置相连以储存太阳能供电供水一体化装置提 供的热水， 太阳能热水为热水储水箱内提供充足水源。大棚内部用水无需人工搬运或者外 接管网， 通过太阳能供电就地抽水与雨水收集两种方式进行， 既降低了人力需求又提高了 水的循环应用， 两种方式共同保证冷水箱内有足够水源。 0027 在本实用新型的一。
18、个实施例中， 冷水储水箱 P6 和热水储水箱储满后， 太阳能供电 为整个大棚提供电力供应， 包括 220V AC 交流电、 5V DC 直流电、 9V DC 直流电、 12V DC 直流 电、 24V DC 直流电。 0028 冷水位传感器 J1 与冷水储水箱 P6 相连以检测冷水储水箱的当前水位， 热水位传 感器与热水储水箱相连以检测热水储水箱的当前水位。 0029 空气温度传感器 J6 和空气湿度传感 J5 可以分别检测大棚内空气的温度和湿度， 土壤湿度传感器 J4 可以检测大棚内土壤的湿度。大棚内部的灌溉等用水无需从外界引入 或者人工进行灌溉， 改变土壤湿度， 整个灌溉过程采用自动判断、。
19、 自动滴灌， 既节约了资源 又降低了灌溉对人力的依赖。 0030 肥料配比控制器 J2 与冷水储水箱 P6 和肥料供应装置 P4 相连。肥料配比控制器 J2可以根据人工设置的配合比与施撒面积控制肥料喷洒装置喷洒液体肥料。 人工加入液体 肥料， 根据人工设置配合比与施撒面积， 肥料喷洒装置自动实施喷洒， 直至完成。对于固体 肥料， 肥料喷洒装置喷洒固体肥料， 人工加入固体肥料， 人工设置施撒面积， 自动实施， 直至 完成。本实用新型配备远程控制人机界面， 可完成远程控制。 0031 在本实用新型的又一个实施例中， 太阳能智能温室农业大棚设备还包括 ： 人机交 互通讯端口， 其中人机交互通讯端口与。
20、中央控制装置 U1 的通讯系统和上位机相连。 0032 在本实用新型的一个实施例中， 太阳能自动卷帘装置包括卷帘控制器 K1， 卷帘控 制器 K1 与卷帘 P7 相连， 自动控制大棚卷帘和放帘。 0033 中央控制装置 U1 与光伏控制器、 蓄电池、 光伏控制器、 太阳能供电供水一体化装 说 明 书 CN 204031946 U 5 4/5 页 6 置、 太阳能抽水装置、 雨水收集装置、 冷水位传感器、 热水位传感器、 滴灌装置、 空气温度传 感器、 空气湿度传感器、 土壤湿度传感器、 肥料配比控制器和太阳能自动卷帘装置相连。 0034 中央控制装置 U1 可以根据环境信息与实际生产需要， 改。
21、变大棚内部的温度、 湿度 与土壤湿度， 并根据农业需要对肥料喷洒装置发出工作指令。具体来说， 如果土壤湿度较 低， 中央控制装置 U1 控制开启滴灌装置， 土壤湿度达到要求时滴灌自动停止， 可人为干预。 如果空气湿度与空气温度均较低， 中央控制装置 U1 控制开启热水喷雾， 空气温湿度达到要 求时喷雾自动停止， 可人为干预。如果空气湿度低且空气温度较高， 中央控制装置 U1 控制 开启冷水喷雾， 空气温室度达到要求时喷雾自动停止， 可人为干预。 如果空气湿度高且空气 温度较高， 中央控制装置 U1 控制卷帘控制装置自动将卷帘放下， 自动排风开启， 空气温湿 度达到要求恢复， 可人为干预。如果空。
22、气湿度高且空气温度较低， 中央控制装置 U1 控制卷 帘控制装置自动将卷帘收起， 自动排风关闭， 直至空气温湿度均达到要求， 可人为干预。 0035 太阳能智能温室农业大棚控制系统对与大棚内部的温度控制与湿度控制提供了 自动热水喷雾、 冷水喷雾、 自动卷帘控制三种方法， 无需人为判断温湿度控制， 降低了人工 消耗， 控制也更加精确 ； 0036 在本实用新型的再一个实施例中， 太阳能智能温室农业大棚设备还包括 ： GPRS 模 块 P1， 其中， GPRS 模块 P1 与中央控制装置 U1 相连。 0037 在本实用新型的一个实施例中， 太阳能智能温室农业大棚设备还包括 ： 双向温控 阀 P3。
23、， 其中， 双向温控阀 P3 与中央控制装置 U1 相连。 0038 图 3 为根据本实用新型实施例的太阳能智能温室农业大棚设备的工作流程示意 图。 0039 步骤 S1， 中央控制装置 U1 判断蓄电池 BAT 储量是否已满， 如果是， 则执行步骤 S4， 否则执行步骤 S2。 0040 步骤 S2， 打开光伏控制器对蓄电池充电。 0041 步骤 S3， 光伏供电。 0042 步骤 S4， 雨水收集过滤装置收集雨水。 0043 步骤 S5， 贮存在冷水储水箱。 0044 步骤 S6， 太阳能加热装置。 0045 步骤 S7， 对热水箱进行加热。 0046 步骤S8， 中央控制装置U1判断冷、。
24、 热水是否已已满， 如果是则执行步骤S9， 否则执 行步骤 S10。 0047 步骤 S9， 断开水泵。 0048 步骤 S10， 分别打开水泵进行加水。 0049 步骤 S11， 中央控制装置 U1 判断土壤湿度的高或低， 如果土壤湿度高则断开滴灌 ； 如果土壤湿度低则打开滴灌。 0050 步骤 S12， 中央控制装置 U1 判断空气湿度的高或低， 如果空气湿度低则执行步骤 S13， 如果空气湿度高则执行步骤 S14。 0051 步骤 S13， 中央控制装置 U1 判断空气温度是否过高， 如果是则打开双向温控阀进 行温水喷雾， 如果空气温度低则打开双向温控阀进行冷水喷雾。 0052 步骤 S。
25、14， 中央控制装置 U1 判断空气温度是否过高， 如果是则关闭卷帘， 打开温控 说 明 书 CN 204031946 U 6 5/5 页 7 风扇， 如果空气温度低则打开卷帘。 0053 步骤 S15， 中央控制装置 U1 判断是否需要施肥， 如果是则执行步骤 S16， 否则执行 步骤 S17。 0054 步骤 S16， 给定肥料配比系数自动进行配比、 喷洒。 0055 步骤 S17， GPRS 通信上位机显示。 0056 根据本实用新型实施例的太阳能智能温室农业大棚设备， 具有结构优化、 能源利 用效果更好、 工艺性好、 可大规模提高生产效率、 降低生产成本、 节约人力、 操作与控制且更 。
26、加便捷的特点。采用本实用新型实施例的太阳能智能温室农业大棚设备， 一个农业大棚仅 需 1 名人员就可完成整个大棚的日常管理工作， 整个过程自动化监控与运行， 无需人力进 行浇水与施肥等工作。 浇水控制与施肥控制可完全量化统一标准， 实现农产品的标准统一。 并且， 本实用新型自动温湿度控制与雨水循环利用， 比传统农业大棚节水 60以上， 资源应 用也更加合理。本实用新型的太阳能智能温室农业大棚设备无需人工职守， 所有大棚内部 状况可进行远程监控与控制。本实用新型可实现对多个大棚的统一控制， 保证每个大棚内 部具有完全相同的环境标准， 实现多个大棚的统一化管理。该温室农业大棚控制系统可为 传统农业。
27、大棚提供更为精确的控制， 使传统大棚的自动化程度大大提高， 可为普通单体农 业大棚， 特别是大规模农业大棚集群的更新换代产品。 0057 在本说明书的描述中， 参考术语 “一个实施例” 、“一些实施例” 、“示例” 、“具体示 例” 、 或 “一些示例” 等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、 结构、 材料或者特 点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中， 对上述术语的示意性表 述不一定指的是相同的实施例或示例。而且， 描述的具体特征、 结构、 材料或者特点可以在 任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 0058 尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例， 可以理解的是， 上述实施例是 示例性的， 不能理解为对本实用新型的限制， 本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型 的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、 修改、 替换和 变型。本实用新型的范围由所附权利要求极其等同限定。 说 明 书 CN 204031946 U 7 1/3 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 204031946 U 8 2/3 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 204031946 U 9 3/3 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 204031946 U 10 。