[发明专利]一种基于太阳高度角的温室卷帘及其模糊控制方法

说明书

本发明提供了一种基于太阳高度角的温室卷帘及其模糊控制方法，属于农业自动化技术领域，两个固定架分别设置在温室两端的外壁上，第一卷绕装置设置在温室顶部一端，第三卷绕装置设置在第一卷绕装置和温室一侧地面之间，每个卷绕装置均包括电机、减速机和卷帘轴，电机和减速机均固定在一侧固定架上，电机的输出轴与减速机的输出轴通过传动带连接，卷帘轴一端与减速机的输出轴固定连接，卷帘轴另一端与另一侧固定架转动连接，卷帘本体上端固定在卷帘轴上，控制模块包括温度传感器、光照传感器、数据处理模块、主控制器和模糊控制器。该卷帘以温度、光照和时间为控制信号，通过四个卷绕装置选择卷帘部分卷起或放下，有利于温室内作物的生长。

技术领域

本发明属于农业自动化技术领域，具体涉及一种基于太阳高度角的温室卷帘及其模糊控制方法。

背景技术

日光温室是80年代在我国北方地区发展起来的一种蔬菜栽培设施，它兼有塑料大棚和加温温室的优点，可以在不加温或少量加温的条件下在北方越冬生产果蔬类，有着很好的经济效益。随着城乡人民生活水平的提高，冬季栽培鲜菜、鲜果的日光温室大棚迅速发展，规模飞速增加。而且种植反季节蔬菜瓜果可以获得较大收益，也促进了温室大棚的发展。卷帘机是温室大棚的重要组成部分，使用电动卷帘机，延长了光照时间，增加了光合作用，更重要的是节省劳动时间，减轻了劳动强度。据调查，日光温室在深冬生产过程中，每667平方米温室人工控帘约需1.5小时，而卷帘机只需8分钟左右，太阳落山前，人工放帘需用约1小时左右，由此看来，每天若用卷帘机起放帘子，比人工节约近2小时的时间。同时延长了室内宝贵的光照时间，增加了光合作用时间。另外使用电动卷帘机对草帘绵帘的保护性好，延长了其使用寿命，抗风能力大大增强。总体上可使农民比较轻松的使用，节省时间用于作物管理，提高品质，扩大规模。

目前国内电动卷帘机主要有以下两种型式：1，固定式电动卷帘机，这种卷帘机固定在温室大棚的顶部，卷管上下卷动，适合卷草帘、棉帘。但是由于下放靠重力驱动，在大风情况下容易乱绳影响工作；2，走动式电动卷帘机，这种卷帘机由悬臂杆、电机、减速机构和卷帘轴组成。其工作方式是采用机械手原理，不受大棚坡度的限制。但因悬臂杆和支撑杆稳定性较差，不宜满足长度较大的大棚。此两种卷帘机基本都依赖于人工近距离控制，或者遥控控制。而人工控制缺乏科学性，且并未完全解放生产劳动力。如果是定时控制解放了劳动力，但又大大减少了作物光照时间，也容易出现作物冻伤的情况。针对卷帘机控制系统的设计问题，现如今许多研究者设计出了定时开关和遥控开关的卷帘机，也考虑了温度因素。可是作物生长主要依赖光合作用，除了温度，光照也是必要的考虑因素，如果不考虑光照等因素，势必也不能做到最优控制。另外当清晨和傍晚光照较弱的时间段内还保持卷帘机完全打开状态，不利于温室温度的保持。在保证光照的情况下，作物可能会被冻伤。

卷帘机缺乏一个合理的自动化的控制系统，解决这个问题迫在眉睫。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种基于太阳高度角的温室卷帘模糊控制系统。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于太阳高度角的温室卷帘模糊控制系统，包括固定架、第一卷绕装置、第二卷绕装置、第三卷绕装置、第四卷绕装置、控制模块和若干卷帘本体；

所述固定架至少为两个，两个所述固定架与温室外壁匹配，两个所述固定架分别设置在所述温室两端的外壁上；

所述第一卷绕装置和所述第二卷绕装置及所述第三卷绕装置和所述第四卷绕装置分别相对于温室长度方向对称设置；所述第一卷绕装置设置在温室顶部一端，所述第三卷绕装置设置在所述第一卷绕装置和温室一侧地面之间；

每个所述卷绕装置均包括电机、减速机和卷帘轴，所述电机和减速机均固定在一侧所述固定架上，所述电机位于所述减速机下方，所述电机的输出轴与所述减速机的输出轴通过传动带连接，所述卷帘轴一端与所述减速机的输出轴固定连接，所述卷帘轴另一端与另一侧所述固定架转动连接，所述卷帘本体上端固定在所述卷帘轴上；