[发明专利]智能草莓温室培养系统和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种温室培养系统，尤其是智能草莓温室培养系统和控制方法。

背景技术

目前，日光温室种植草莓的传统模式绝大部分采用的是地垄式，对日光温室内作物生长控制还是基于对温室环境的调控来取得的。例如，通过控制温室内的遮阳、通风、加温、降温、CO₂浓度等参数，来取得一个作物比较适合的生长环境。但这种传统的温室环境控制模式存在许多不足，如：控制有效性不高、不节能、没有形成自动化和智能化、以至于调控后的环境距离作物真正需求的最优环境有较大差距。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种以草莓自身需求为目标、更加自动化和智能化、以达到有效节能和提高草莓产量的智能草莓温室培养系统和控制方法，具体技术方案为：

智能草莓温室培养系统，包括均与温室控制器连接的温室环境控制系统和作物生长控制系统；所述温室环境控制系统控制温室的温度、湿度、采光和通风；所述作物生长控制系统控制CO₂浓度、基质温度、基质营养液、滴灌和光照。

优选的，所述温室控制器包括均与工控机连接的控制终端、显示器、输入设备和控制总线；所述工控机接受信号和发送指令，并存储信息；所述控制终端设置参数、监控温室环境控制系统和作物生长控制系统；所述显示器显示控制终端的信息；所述输入设备输入参数；所述控制总线分别与温室环境控制系统和作物生长控制系统连接。

优选的，所述温室环境控制系统包括温度控制系统、湿度控制系统、通风系统和采光调控系统；所述温度控制系统包括温度传感器和升温装置；所述湿度控制系统包括湿度传感器和加湿装置；所述通风系统包括换气风扇；所述采光调控系统包括遮阳卷帘装置。

优选的，所述作物生长控制系统包括基质温度控制系统、基质营养液系统、滴灌系统、CO₂浓度控制系统和光照控制系统；所述基质温度控制系统包括温度传感器和加热装置，所述加热装置为硅胶加热线，硅胶加热线布置在基质营养液槽中；所述基质营养液系统包括液位计和输送泵；所述滴灌系统包括滴灌装置；所述CO₂浓度控制系统包括CO₂传感器、电磁阀、CO₂储气罐和报警装置；所述光照控制系统包括电动式草莓立体栽培装置。

其中，还包括室外环境监测系统，所述室外环境监测系统与温室控制器连接，室外环境监测系统包括温度传感器、湿度传感器、风速传感器和光照传感器。

优选的，所述温室控制器还包括手动控制装置，所述手动控制装置与控制总线连接，手动控制装置单独控制换气风扇和遮阳卷帘装置。

智能草莓温室培养系统的控制方法，所述控制方法采用控制耦合的方法，将草莓根部基质营养液的温度、光照、基质营养液/滴灌作为草莓生长的参量控制，而温度、湿度、采光、通风作为环境参量控制，根据温室空间和作物根部环境信息反馈以及作物生长周期的时间反馈进行强制解耦的方式进行控制。

优选的，包括以下步骤：

S1采光控制，根据温室控制器的控制终端设置的时间和/或光照传感器的感光控制遮阳卷帘装置的开启，白天打开遮阳卷帘使阳光照进温室，夜晚关闭遮阳卷帘进行保温，或者白天阳光强烈以及温室温度过高时打开遮阳卷帘，减少阳光的照射，降低温度，保护草莓；

S2温度控制，控制终端控制温室内的温度，根据温度传感器测量的温度与设定温度比较，低于设定温度时开启升温装置，使温度达到设定值，高于设定值时，开启换气风扇，将温室外的冷空气吸进温室内进行降温，控制终端根据草莓不同的生长阶段保持不同的温度，以及分别控制白天和夜晚的温度，使草莓处于最佳的生长温度；

S3湿度控制，控制终端控制温室内的湿度，根据湿度传感器测量的湿度与设定湿度比较，低于设定湿度时开启加湿装置，高于设定湿度时，开启换气风扇，将温室内的高湿空气与温室外的低湿空气进行交换，降低湿度；

S4换气控制，控制终端通过控制总线控制换气风扇的开启和关闭；

S5基质温度控制，控制终端通过温度传感器检测基质的温度，并与设定的温度值进行对比，低于设定值时，启动硅胶加热线，对基质进行加热，基质的温度根据不同的生长需求设置不同的值；

S6滴灌控制，控制终端根据草莓生长的需要控制滴灌的开启和关闭，以及滴灌的量，在控制终端根据草莓的生长阶段设定不同的滴灌量；