[发明专利]一种用于农业大棚的智能开关窗

权利要求书

1.一种用于农业大棚的智能开关窗，包括活动部件（1）和固定部件（2），其特征在于，所述活动部件（1）包括夹层框（101），所述夹层框（101）的两侧固定连接有外玻璃（102）和内玻璃（103），且内玻璃（103）、夹层框（101）和外玻璃（102）共同构成一个用于调节光照强度的调节室，所述夹层框（101）的垂直于活动部件（1）转动轴线方向的两内侧壁分别开设有进水通道（104）、排水通道（105），所述进水通道（104）与排水通道（105）结构相同且对称设置，所述进水通道（104）与排水通道（105）的另一端均位于活动部件（1）转动轴线所在的侧壁上，且进水通道（104）位于排水通道（105）的上方；

所述夹层框（101）的一侧固定连接有外连接部件（4），所述外连接部件（4）为管状结构，且外连接部件（4）开设有两个分别连通进水通道（104）与排水通道（105）的第二通孔（401），且外连接部件（4）的内侧壁开设有若干个纵向等距设置的锁定槽（402）；

所述外连接部件（4）转动插接有内连接部件（3），且内连接部件（3）的两端位于外连接部件（4）外，所述内连接部件（3）为管状结构，所述内连接部件（3）开设有两个连通第二通孔（401）的第一通孔（301），所述内连接部件（3）的内侧壁固定连接有两个对称设置的隔水塞（302），使进水通道（104）、靠近进水通道（104）的第二通孔（401）、靠近进水通道（104）的第一通孔（301）、内连接部件（3）靠近进水通道（104）的端口共同形成一条通路，同时使排水通道（105）、靠近排水通道（105）的第二通孔（401）、靠近排水通道（105）的第一通孔（301）、内连接部件（3）靠近排水通道（105）的端口共同形成另一条通路，两个所述隔水塞（302）之间设置有与锁定槽（402）数量和位置均一一匹配并用于将内连接部件（3）与外连接部件（4）锁定在一起的转动同步组件（303），且所述转动同步组件（303）固定连接在内连接部件（3）的内侧壁上；

所述固定部件（2）包括固定框（201），所述固定框（201）垂直于活动部件（1）转动轴的外侧壁开设有安装仓（204），两个所述安装仓（204）的同一侧均开设有连通夹层框（101）内侧壁的转轴孔，所述内连接部件（3）的两端转动插接在转轴孔中并位于安装仓（204）内，且内连接部件（3）的两端均连接有用于控制内连接部件（3）转动角度的驱动组件（202），所述驱动组件（202）包括步进电机，所述驱动组件（202）固定连接在安装仓（204）中，所述安装仓（204）固定连接有条形盖板（203）；

所述转动同步组件（303）包括固定连接在内连接部件（3）内侧壁的安装壳（3031），所述安装壳（3031）的内部开设有滑动槽，所述滑动槽的内壁固定连接有固定电磁板（3032），所述固定电磁板（3032）通过弹簧连接有滑动电磁板（3033），所述滑动电磁板（3033）在滑动槽内滑动，所述滑动电磁板（3033）远离固定电磁板（3032）的侧壁固定连接有插接柱（3034）的一端，所述插接柱（3034）的另一端贯穿安装壳（3031）的侧壁和内连接部件（3）的侧壁到达锁定槽（402）的内部；

所述驱动组件（202）包括固定套接在内连接部件（3）上的链轮，所述链轮通过链条与安装有链轮的步进电机连接；

所述条形盖板（203）开设有匹配内连接部件（3）的开口和用于散热的散热孔，所述安装仓（204）的内部固定连接有接收指令并控制驱动组件（202）和转动同步组件（303）的电路组件（206）；

所述用于农业大棚的智能开关窗由控制系统进行控制，该系统用于控制智能开关窗的开关和透光率的调节，且该系统包括指令生成模块、循环模块、采集模块；

所述采集模块还包括光照强度监测单元、温度监测单元，所述光照强度监测单元用于检测大棚内外的光照强度，所述温度监测单元用于检测大棚内外的温度；

所述指令生成模块用于获取采集模块采集的数据，并对采集的数据进行分析后，生成用于调节智能开关窗开关和透光率的调节指令，并将调节指令发送至循环模块和智能开关窗；

所述智能开关窗根据调节指令进行开闭的改变，且通过注入不同透光率的液体，来改变大棚内的光照强度，且透光率的范围为10%-90%；

所述循环模块包括多级储水单元和清洗单元，所述多级储水单元用于存储至少两种不同透光率的循环水，并根据调节指令选择循环水，并注入智能开关窗，并将智能开关窗排出的液体回收至多级储水单元，所述清洗单元用于在每次改变智能开关窗的透光率后，将存储的清洗液注入智能开关窗，并在清洗后排出；

所述多级储水单元包括多个与智能开关窗的注入端和排出端连接形成回路的循环水仓，且每个循环水仓都设有独立的水泵，用于将液体注入智能开关窗，所述清洗单元包括一个与智能开关窗的注入端和排出端连接形成回路的清洗液仓和独立的水泵；

所述指令生成模块生成用于调节智能开关窗开关和透光率的调节指令的具体步骤如下：

S1、获取大棚内外的温度，将大棚外的温度记为To；将大棚内的温度记为Ti；设置大棚内植物对应的标准范围，光照强度的标准范围记为Ls，温度的标准范围记为Ts；

S2、获取Ts的中位数t，并比较Ou和In的大小，其中Ou=|To-t|，In=|Ti-t|，若OuIn，则生成一个窗户关闭的调节指令，并发送至智能开关窗，若OuIn，则生成一个窗户打开的调节指令和不调节透光率的调节指令，并分别发送至智能开关窗和循环模块；

S3、智能开关窗执行完窗户关闭的调节指令后，获取大棚内外的光照强度，将大棚外的光照强度记为Lo，将大棚内的光照强度记为Li，同时将循环水仓按照各自内部循环水的透光率从低至高排序；

若满足LoLs或Li∈Ls中任意一种，则生成一个不调节透光率的调节指令，并发送至循环模块；

若LoLs且Li∉Ls，则判断Li与Ls的大小，若LiLs，则生成一个降低透光率的调节指令，若LiLs，则生成一个增加透光率的调节指令；并发送至循环模块；

所述循环模块执行调节指令的具体步骤如下：

SS1、若调节指令为不调节透光率，则不进行操作；

SS2、若调节指令为增加透光率或降低透光率，获取最近一次调节指令的选择的循环水仓，获取该循环水仓的排序，并排出智能开关窗中的循环水，并回流至对应的循环水仓，再通过清洗单元向智能开关窗注入清洗液，清洗完成后，排出清洗液；

SS3、若调节指令为增加透光率，选择排序名次高1位的循环水仓中的循环水注入，若调节指令为减低透光率，选择排序名次低1位的循环水仓中的循环水注入；

SS4、注入完成后，获取实时的Li，若Li∉Ls，则再次执行SS2至SS4，选择排序名次更高的循环水注入，直至Li∈Ls；

该控制系统的工作过程如下：

步骤一、采集模块实时采集大棚内外的光照强度和温度；指令生成模块对采集的大棚内外的光照强度和温度进行实时分析，一旦满足生成调节指令的条件，就会自动生成匹配的调节指令，并将指令发送至对应的模块或装置中；

步骤二、收到指令生成模块发出的窗户打开或关闭的调节指令时，若初始状态下，插接柱（3034）位于锁定槽（402）中，则直接通过驱动组件（202）使内连接部件（3）转动一定角度，进而带动外连接部件（4）的转动，即实现窗户开关；若初始状态下，插接柱（3034）与锁定槽（402）错开固定角度，则通过驱动组件（202）内的步进电机转动内连接部件（3），使锁定槽（402）与插接柱（3034）位于同一轴线上，此时弹簧将插接柱（3034）推入锁定槽（402），再次通过驱动组件（202）使内连接部件（3）转动固定角度，进而带动外连接部件（4）的转动，即实现窗户开关；

步骤三、在收到指令生成模块发出调节透光率的调节指令时，则通过驱动组件（202）内的步进电机转动内连接部件（3），使锁定槽（402）与插接柱（3034）位于同一轴线上，此时弹簧将插接柱（3034）推入锁定槽（402），此时形成注入的通路和排出的通路，循环模块根据调节指令选择循环水，并从内连接部件（3）的上端注入，流入调节室，当调节室充满循环水时，循环模块停止注入，同时将同步组件（303）通电，插接柱（3034）离开锁定槽（402），此时将内连接部件（3）转动一定角度，此时注入的通路和排出的通路断开，使循环水存储在调节室中，对于未能一次就调节到位的情况，通过在每次注入循环水后检测最新的棚内光线强度是否符合标准，并重复执行调节步骤，直至棚内光线强度符合标准。