本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)設(shè)施領(lǐng)域,尤其是一種光照可調(diào)的折疊式漫射玻璃溫室光伏遮陽簾。
背景技術(shù):
溫室大棚是一種為植物生產(chǎn)創(chuàng)造適宜環(huán)境的半封閉系統(tǒng),能夠改善植物的生長(zhǎng)環(huán)境,促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育,提高產(chǎn)量和品質(zhì),廣泛應(yīng)用于作物育種、蔬菜花卉栽培、苗木培養(yǎng)及反季節(jié)果蔬種植等方面。溫室大棚能夠提供適宜植物生長(zhǎng)氣候環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)在于對(duì)溫室內(nèi)部環(huán)境的調(diào)控,而光照環(huán)境是其中一個(gè)至關(guān)重要的因素,也是植物生長(zhǎng)的能量來源。光照影響著植物的生長(zhǎng)發(fā)育、形態(tài)建成、基因表達(dá)等各個(gè)方面,是植物生長(zhǎng)最關(guān)鍵的環(huán)境因子,光照環(huán)境的調(diào)控對(duì)植物生長(zhǎng)具有重要意義。
研究表明,過強(qiáng)的光照對(duì)植物的生長(zhǎng)具有抑制作用。在傳統(tǒng)的溫室大棚中,當(dāng)太陽光照強(qiáng)度過大時(shí),往往是通過在溫室頂部鋪展遮陽網(wǎng)的方式來減弱輻射到植物葉面的光照強(qiáng)度,保障植物的正常生長(zhǎng)。
現(xiàn)有的遮陽系統(tǒng)大多采用紗網(wǎng)、鋁箔網(wǎng)或鍍鋁網(wǎng)以平網(wǎng)或折網(wǎng)的形式,利用事先卷繞成的遮陽網(wǎng),通過齒輪齒條傳動(dòng)方式或鋼絲繩索縮放方式實(shí)現(xiàn)遮陽網(wǎng)的空間布置。將安裝在屋頂和屋內(nèi)的遮陽網(wǎng)分別稱內(nèi)、外遮陽網(wǎng)。外遮陽由于將太陽輻射直接阻隔在室外,降溫效果要比內(nèi)遮陽好,但由于直接暴露在屋頂,受沙塵暴、雨雪及雷電等惡劣天氣影響較大,將降低紗網(wǎng)的使用壽命。內(nèi)遮陽配合濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)的使用,可以提高濕簾風(fēng)機(jī)的降溫、保濕功效,同時(shí)具有更好的室內(nèi)保溫、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。但這兩種遮陽方式都未能充分利用多余的太陽光,造成了寶貴太陽能的浪費(fèi)。
因此,各種類型的光伏溫室就應(yīng)運(yùn)而生。但現(xiàn)有的光伏溫室,無論是在溫室大棚屋頂鋪設(shè)上不透光或半透光的太陽能電池板還是在屋頂上間歇布置太陽能電池板和透光材料,都將導(dǎo)致溫室內(nèi)的光照不足及光照不均勻性,影響植物的產(chǎn)量和質(zhì)量,在冬天和陰雨天尤其如此。此外,在屋頂上間歇布置太陽能電池板還將在溫室內(nèi)造成明暗相間的陰影,當(dāng)太陽在天空中移動(dòng)時(shí),這些陰影也會(huì)隨之移動(dòng),使得溫室內(nèi)植物的光照強(qiáng)度發(fā)生周期性的變化,引起植物體內(nèi)的應(yīng)激性反映,從而影響植物的正常生長(zhǎng)和發(fā)育。因此,有必要發(fā)明一種能將太陽能電池制作成遮陽網(wǎng)的光伏溫室,其在遮擋進(jìn)入溫室的光照的同時(shí),還可將多余的太陽能轉(zhuǎn)化為電能,是將設(shè)施農(nóng)業(yè)與清潔能源技術(shù)的完美結(jié)合,對(duì)于緩解能源緊缺和植物滯長(zhǎng)具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明的目的是提供一種光照可調(diào)的折疊式漫射玻璃溫室光伏遮陽簾,能夠根據(jù)溫室內(nèi)光照環(huán)境的變化,自動(dòng)伸縮光伏薄膜遮陽機(jī)構(gòu),并微調(diào)光伏發(fā)電設(shè)備的透光面積,創(chuàng)造溫室內(nèi)適宜植物生長(zhǎng)的生態(tài)環(huán)境,并保證惡劣氣候條件下遮陽系統(tǒng)、溫室內(nèi)部通訊電路的可靠性。
本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn):一種光照可調(diào)的折疊式漫射玻璃溫室光伏遮陽簾,包括設(shè)置于溫室內(nèi)的中央制系統(tǒng)與遮陽簾裝置;所述中央控制系統(tǒng)包括通過無線相連的一個(gè)主控制節(jié)點(diǎn)、一個(gè)遮陽驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)以及多個(gè)光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn),所述主控制節(jié)點(diǎn)用以分析采集到的溫室內(nèi)的實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度數(shù)據(jù);所述遮陽驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)與所述遮陽簾裝置相連,用以實(shí)時(shí)調(diào)整遮陽簾裝置中機(jī)架的伸縮量;所述多個(gè)光強(qiáng)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置于溫室內(nèi)的各個(gè)位置,用以實(shí)時(shí)采集溫室內(nèi)的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù);所述遮陽簾裝置包括機(jī)架、折疊架、減速電機(jī),所述折疊機(jī)架包括依次設(shè)置的若干個(gè)V型支架,相鄰的V型支架之間通過雙連桿機(jī)構(gòu)相連接,雙連桿機(jī)構(gòu)成對(duì)設(shè)置在V型支架左右兩側(cè),雙連桿機(jī)構(gòu)與相鄰的V型支架鉸接,位于首位的V型支架經(jīng)首位連桿與減速電機(jī)相連接,位于末位的V型支架經(jīng)末位連桿與機(jī)架相連接,末位連桿一端與V型支架側(cè)壁相鉸接,另一端與機(jī)架固定連接,V型支架下方水平設(shè)置有齒條,齒條固定在機(jī)架上,減速電機(jī)的輸出軸上設(shè)置有與齒條嚙合傳動(dòng)的齒輪,減速電機(jī)可帶動(dòng)V型支架沿齒條前后移動(dòng),V型支架由兩個(gè)上端相鉸接的支架體構(gòu)成,V型支架上的每個(gè)支架體均設(shè)置有板體,板體上間隔均布有若干薄膜太陽能電池板,相鄰的薄膜太陽能電池板之間設(shè)置有透光區(qū)。
進(jìn)一步地,所述主控制節(jié)點(diǎn)包括一主控制器以及與其相連的一LCD顯示模塊、一鍵盤模塊、一NRF905無線模塊、一預(yù)警模塊;所述LCD顯示模塊、主控制器、NRF905無線模塊均與一電源模塊相連;所述NRF905無線模塊用以接收各個(gè)光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)并發(fā)送所述主控制器生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)至所述遮陽驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn);所述主控制器為C8051F020微處理器,用以根據(jù)接收到的實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)生成控制所述遮陽簾裝置的驅(qū)動(dòng)信號(hào);所述LCD顯示模塊用以顯示實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度數(shù)據(jù);所述預(yù)警模塊包括指示燈與蜂鳴器,用以進(jìn)行事故預(yù)警。
進(jìn)一步地,每個(gè)所述的光強(qiáng)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)均包括一光照傳感器、一信號(hào)預(yù)處理模塊、一監(jiān)測(cè)控制器以及一NRF905無線模塊,所述光照傳感器、信號(hào)預(yù)處理模塊、監(jiān)測(cè)控制器以及NRF905無線模塊均與一電源模塊相連;所述光照傳感器的輸出端與所述信號(hào)預(yù)處理模塊的輸入端相連,所述光照傳感器用以實(shí)時(shí)采集溫室內(nèi)的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù),所述信號(hào)預(yù)處理模塊用以對(duì)所述光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D變換;所述信號(hào)預(yù)處理模塊的輸出端與所述監(jiān)測(cè)控制器的輸入端相連,所述監(jiān)測(cè)控制器的輸出端與所述NRF905無線模塊相連,所述NRF905無線模塊用以發(fā)送采集到的實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度數(shù)據(jù);其中,所述監(jiān)測(cè)控制器為C8051F330單片微控制器。
進(jìn)一步地,所述多個(gè)光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)間均通過NRF905無線模塊相連,通過NRF905無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián),并連接至無線網(wǎng)關(guān),使得溫室內(nèi)的光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)較為方便,施工時(shí)無需大量敷設(shè)電纜,工程受溫室內(nèi)種植物和設(shè)備的影響很小。
特別地,所述多個(gè)光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)與主控制節(jié)點(diǎn)通信相連,向其提供溫室內(nèi)的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù),主控制節(jié)點(diǎn)能夠獲得溫室內(nèi)各個(gè)位置的光照輕度數(shù)據(jù),及時(shí)對(duì)光照變化做出響應(yīng)。并且,所述主控制節(jié)點(diǎn)、遮陽驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)以及多個(gè)光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的無線通訊系統(tǒng)基于NRF905無線網(wǎng)絡(luò),光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)以NRF905無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行互聯(lián),組成星型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在溫室內(nèi)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)通信,有效提升了通訊系統(tǒng)的可靠性,即使某一光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障無法進(jìn)行通訊,溫室內(nèi)其它光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)仍能作為通訊節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊,檢測(cè)數(shù)據(jù)和控制指令以動(dòng)態(tài)路由方式自動(dòng)選擇可用的數(shù)據(jù)傳輸路由進(jìn)行傳送,使得數(shù)據(jù)通訊不會(huì)中斷,溫室的光照調(diào)節(jié)功能不受影響。
進(jìn)一步地,所述遮陽驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)包括一驅(qū)動(dòng)控制器、一驅(qū)動(dòng)模塊以及一NRF905無線模塊,所述驅(qū)動(dòng)控制器的輸入端與所述NRF905無線模塊相連,所述的驅(qū)動(dòng)控制器的輸出端經(jīng)所述驅(qū)動(dòng)模塊與所述遮陽簾裝置相連;所述驅(qū)動(dòng)控制器、驅(qū)動(dòng)模塊、NRF905無線模塊以及遮陽簾裝置均一電源模塊相連,所述NRF905無線模塊與所述主控制節(jié)點(diǎn)中的NRF905無線模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)連接,用以接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
進(jìn)一步地,所述電源模塊為遮陽簾裝置中的薄膜太陽能電池板。
特別地,所述中央控制系統(tǒng)中的主控制節(jié)點(diǎn)基于嵌入式系統(tǒng)架構(gòu),架構(gòu)的硬件內(nèi)置有C8051F020微處理器,當(dāng)所述中央控制系統(tǒng)啟動(dòng)后,各個(gè)光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)采集溫室內(nèi)光照強(qiáng)度后經(jīng)主控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析處理,當(dāng)室內(nèi)光照超過植物生長(zhǎng)所需的光照時(shí),開啟遮陽簾裝置,水平伸張折疊式光伏薄膜板,并再次采集被遮陽板遮陽下溫室內(nèi)光照強(qiáng)度,根據(jù)植物生長(zhǎng)特性所需的光照強(qiáng)度,調(diào)節(jié)光伏薄膜遮陽板開啟的面積。系統(tǒng)工作時(shí),所述主控制節(jié)點(diǎn)中的LCD顯示模塊實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)參數(shù)以及室內(nèi)光照強(qiáng)度等環(huán)境數(shù)據(jù),并通過按鍵模塊設(shè)置參數(shù)的上下限值,超值則啟動(dòng)蜂鳴報(bào)警等功能。
進(jìn)一步地,所述V型支架左右兩側(cè)水平設(shè)置有導(dǎo)軌,導(dǎo)軌固定在機(jī)架上,V型支架左右兩側(cè)面設(shè)置有移動(dòng)輪,移動(dòng)輪設(shè)置在導(dǎo)軌內(nèi)的滑槽內(nèi)。
進(jìn)一步地,所述支架體通過蝴蝶鉸鏈相連接;所述雙連桿機(jī)構(gòu)由兩個(gè)一端相互鉸接的連桿構(gòu)成。
進(jìn)一步地,所述薄膜太陽能電池板水平設(shè)置并由左至右間隔均布,且所述薄膜太陽能電池板為光伏薄膜板。
進(jìn)一步地,所述透光區(qū)設(shè)置有漫射玻璃,陽光在穿透漫射玻璃后,以漫射的方式進(jìn)入溫室,照射于溫室內(nèi)較大范圍,創(chuàng)造溫室內(nèi)漫射均勻的光照條件。溫室內(nèi)的光伏組件部分開啟或完全開啟時(shí),從屋頂漫射玻璃漫射進(jìn)來的光線透過光伏組件間的空隙后,將可以投射到不透光的光伏組件的投影面,使這些處于不透光狀態(tài)的光伏組件不易在溫室內(nèi)形成陰影。此外,從屋頂漫射玻璃漫射進(jìn)來的光線也可以射向光伏組件上的光伏薄膜板,確保光伏組件上的光伏薄膜板能夠高效地產(chǎn)生光伏電能。可見,漫射玻璃能對(duì)穿透光線進(jìn)行漫射以擴(kuò)大照射區(qū)域,且成本低,易于大面積施工,通過大面積使用漫射玻璃,能以較低成本實(shí)現(xiàn)防陰影的有益效果。
在本發(fā)明中,所述光照可調(diào)的折疊式漫射玻璃溫室光伏遮陽簾的使用方法如下所示:當(dāng)溫室開始工作時(shí),溫室內(nèi)折疊式光伏薄膜遮陽板呈完全折疊狀,不起任何遮陽作用,中央控制系統(tǒng)的主控制節(jié)點(diǎn)發(fā)出指令,各布置在溫室內(nèi)光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)按一定采樣頻率采集室內(nèi)實(shí)時(shí)光強(qiáng),主控制節(jié)點(diǎn)的主控制器按一定時(shí)間間隔獲取各光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到的光強(qiáng)數(shù)據(jù),與溫室正常工作所需光強(qiáng)照度值進(jìn)行對(duì)比,以判斷當(dāng)前溫室內(nèi)光照強(qiáng)度是否在規(guī)定范圍,如果檢測(cè)到的光強(qiáng)數(shù)據(jù)超過溫室正常工作所需光強(qiáng)照度的1.2倍,則主控制器認(rèn)為此時(shí)光強(qiáng)超標(biāo),需要減弱溫室內(nèi)的光照強(qiáng)度至正常工作所需光照強(qiáng)度的0.9倍,主控制器對(duì)折疊式光伏薄膜遮陽機(jī)構(gòu)發(fā)出指令,驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)帶動(dòng)遮陽機(jī)構(gòu)水平伸張,遮陽機(jī)構(gòu)上覆蓋的光伏薄膜板初始透光面積呈部分開啟狀態(tài)。主控制器再次發(fā)出指令,再次采集遮陽板下溫室內(nèi)光強(qiáng)數(shù)據(jù),根據(jù)當(dāng)前光強(qiáng)數(shù)值微調(diào)光伏薄膜遮陽板上透光面積,調(diào)節(jié)室內(nèi)最適宜植物生長(zhǎng)的光強(qiáng)環(huán)境。當(dāng)室內(nèi)光強(qiáng)數(shù)值接近預(yù)先設(shè)計(jì)好的下限值時(shí),主控制器發(fā)出指令,驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)帶動(dòng)遮陽機(jī)構(gòu)水平回縮,調(diào)整光伏薄膜遮陽板上透光面積,直到溫室重新回到正常工作所需的光照強(qiáng)度。系統(tǒng)工作過程中,通過LCD顯示模塊,實(shí)時(shí)顯示室內(nèi)當(dāng)前光照強(qiáng)度、溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)以及系統(tǒng)工作狀態(tài)參數(shù)等,并且當(dāng)室內(nèi)光照強(qiáng)度不夠時(shí),及時(shí)報(bào)警啟動(dòng)人工光源等配套設(shè)備,保持室內(nèi)最適應(yīng)植物生長(zhǎng)的光照條件。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明中覆蓋有光伏薄膜板的所述遮陽簾裝置,既有遮陽降溫和冬季、夜間室內(nèi)保溫作用,同時(shí)通過太陽能電池,利用光伏發(fā)電原理,將植物生長(zhǎng)多余的太陽輻射裝換為電能,供溫室內(nèi)部設(shè)備使用,經(jīng)濟(jì)節(jié)能,尤其適合于南方高溫、高濕且光照充足的氣候條件。
2、本發(fā)明中所述中央控制系統(tǒng)通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)來調(diào)整遮陽和透光面積,這使得光伏組件的透光面積可按信號(hào)指令調(diào)整,動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)內(nèi)遮陽簾裝置上透光區(qū)和不透光區(qū)的不同比例搭配,而且由于不透光區(qū)不易在溫室內(nèi)形成陰影,使得溫室能根據(jù)其所在地和種植物的不同,適時(shí)、動(dòng)態(tài)地改變溫室內(nèi)的光照環(huán)境,提升溫室的自適應(yīng)能力,提高溫室內(nèi)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。
3、本發(fā)明中所述中央控制系統(tǒng)采用NRF905無線模塊無線組網(wǎng)能力與單片機(jī)的控制能力作為整個(gè)系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)的核心,設(shè)置完整的鍵盤調(diào)試、LCD顯示和蜂鳴報(bào)警等功能,系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)潔、高效,系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定,設(shè)置的位置不受有線的限制,覆蓋范圍廣,具有較好的實(shí)用和推廣價(jià)值。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的原理框圖。
圖2是本發(fā)明的中央控制系統(tǒng)的方法流程示意圖。
圖3為溫室示意圖。
圖4為本發(fā)明遮陽簾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為遮陽簾裝置中V型支架展開狀態(tài)示意圖;
圖6為遮陽簾裝置中板體的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:
A-向陽面;B-背陽面;C-抽拉式遮陽簾裝置;1-機(jī)架;2-末位連桿;3-V型支架;301-支架體;302-蝴蝶鉸鏈;4-雙連桿機(jī)構(gòu);5-移動(dòng)輪;6-導(dǎo)軌;7-齒條;8-齒輪;9-首位連桿;10-減速電機(jī);11-板體;1101-薄膜太陽能電池板;1102-透光區(qū)。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
本實(shí)施例提供一種光照可調(diào)的折疊式漫射玻璃溫室光伏遮陽簾,如圖1至圖6所示,包括設(shè)置于溫室內(nèi)的中央制系統(tǒng)與遮陽簾裝置;所述中央控制系統(tǒng)包括通過無線相連的一個(gè)主控制節(jié)點(diǎn)、一個(gè)遮陽驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)以及多個(gè)光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn),所述主控制節(jié)點(diǎn)用以分析采集到的溫室內(nèi)的實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度數(shù)據(jù);所述遮陽驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)與所述遮陽簾裝置相連,用以實(shí)時(shí)調(diào)整遮陽簾裝置中機(jī)架的伸縮量;所述多個(gè)光強(qiáng)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置于溫室內(nèi)的各個(gè)位置,用以實(shí)時(shí)采集溫室內(nèi)的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù);所述遮陽簾裝置包括機(jī)架1、折疊架、減速電機(jī)10,所述折疊機(jī)架包括依次設(shè)置的若干個(gè)V型支架3,相鄰的V型支架3之間通過雙連桿機(jī)構(gòu)4相連接,雙連桿機(jī)構(gòu)4成對(duì)設(shè)置在V型支架3左右兩側(cè),雙連桿機(jī)構(gòu)4與相鄰的V型支架3鉸接,位于首位的V型支架3經(jīng)首位連桿9與減速電機(jī)10相連接,位于末位的V型支架3經(jīng)末位連桿2與機(jī)架1相連接,末位連桿2一端與V型支架3側(cè)壁相鉸接,另一端與機(jī)架1固定連接,V型支架3下方水平設(shè)置有齒條7,齒條7固定在機(jī)架1上,減速電機(jī)10的輸出軸上設(shè)置有與齒條7嚙合傳動(dòng)的齒輪8,減速電機(jī)10可帶動(dòng)V型支架3沿齒條7前后移動(dòng),V型支架3由兩個(gè)上端相鉸接的支架體301構(gòu)成,V型支架3上的每個(gè)支架體301均設(shè)置有板體11,板體11上間隔均布有若干薄膜太陽能電池板1101,相鄰的薄膜太陽能電池板1101之間設(shè)置有透光區(qū)1102,當(dāng)減速電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)動(dòng)時(shí),通過齒輪8與齒條7的嚙合,帶動(dòng)首位的V型支架3的移動(dòng)輪4在導(dǎo)軌6上運(yùn)動(dòng),當(dāng)首位的V型支架3水平完全展開后,第一個(gè)雙連桿機(jī)構(gòu)4隨后逐漸水平伸展,并拉動(dòng)下一個(gè)V型支架3展開,由此個(gè)V型支架3依次展開,同理,當(dāng)減速電機(jī)反向運(yùn)動(dòng)時(shí),依次帶動(dòng)各個(gè)V型支架收縮。
在本實(shí)施例中,所述主控制節(jié)點(diǎn)包括一主控制器以及與其相連的一LCD顯示模塊、一鍵盤模塊、一NRF905無線模塊、一預(yù)警模塊;所述LCD顯示模塊、主控制器、NRF905無線模塊均與一電源模塊相連;所述NRF905無線模塊用以接收各個(gè)光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)并發(fā)送所述主控制器生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)至所述遮陽驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn);所述主控制器為C8051F020微處理器,用以根據(jù)接收到的實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)生成控制所述遮陽簾裝置的驅(qū)動(dòng)信號(hào);所述LCD顯示模塊用以顯示實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度數(shù)據(jù);所述預(yù)警模塊包括指示燈與蜂鳴器,用以進(jìn)行事故預(yù)警。
在本實(shí)施例中,每個(gè)所述的光強(qiáng)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)均包括一光照傳感器、一信號(hào)預(yù)處理模塊、一監(jiān)測(cè)控制器以及一NRF905無線模塊,所述光照傳感器、信號(hào)預(yù)處理模塊、監(jiān)測(cè)控制器以及NRF905無線模塊均與一電源模塊相連;所述光照傳感器的輸出端與所述信號(hào)預(yù)處理模塊的輸入端相連,所述光照傳感器用以實(shí)時(shí)采集溫室內(nèi)的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù),所述信號(hào)預(yù)處理模塊用以對(duì)所述光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D變換;所述信號(hào)預(yù)處理模塊的輸出端與所述監(jiān)測(cè)控制器的輸入端相連,所述監(jiān)測(cè)控制器的輸出端與所述NRF905無線模塊相連,所述NRF905無線模塊用以發(fā)送采集到的實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度數(shù)據(jù);其中,所述監(jiān)測(cè)控制器為C8051F330單片微控制器。
在本實(shí)施例中,所述多個(gè)光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)間均通過NRF905無線模塊相連,通過NRF905無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián),并連接至無線網(wǎng)關(guān),使得溫室內(nèi)的光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)較為方便,施工時(shí)無需大量敷設(shè)電纜,工程受溫室內(nèi)種植物和設(shè)備的影響很小。
特別地,所述多個(gè)光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)與主控制節(jié)點(diǎn)通信相連,向其提供溫室內(nèi)的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù),主控制節(jié)點(diǎn)能夠獲得溫室內(nèi)各個(gè)位置的光照輕度數(shù)據(jù),及時(shí)對(duì)光照變化做出響應(yīng)。并且,所述主控制節(jié)點(diǎn)、遮陽驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)以及多個(gè)光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的無線通訊系統(tǒng)基于NRF905無線網(wǎng)絡(luò),光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)以NRF905無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行互聯(lián),組成星型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在溫室內(nèi)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)通信,有效提升了通訊系統(tǒng)的可靠性,即使某一光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障無法進(jìn)行通訊,溫室內(nèi)其它光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)仍能作為通訊節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊,檢測(cè)數(shù)據(jù)和控制指令以動(dòng)態(tài)路由方式自動(dòng)選擇可用的數(shù)據(jù)傳輸路由進(jìn)行傳送,使得數(shù)據(jù)通訊不會(huì)中斷,溫室的光照調(diào)節(jié)功能不受影響。
在本實(shí)施例中,所述遮陽驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)包括一驅(qū)動(dòng)控制器、一驅(qū)動(dòng)模塊以及一NRF905無線模塊,所述驅(qū)動(dòng)控制器的輸入端與所述NRF905無線模塊相連,所述的驅(qū)動(dòng)控制器的輸出端經(jīng)所述驅(qū)動(dòng)模塊與所述遮陽簾裝置相連;所述驅(qū)動(dòng)控制器、驅(qū)動(dòng)模塊、NRF905無線模塊以及遮陽簾裝置均一電源模塊相連,所述NRF905無線模塊與所述主控制節(jié)點(diǎn)中的NRF905無線模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)連接,用以接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
在本實(shí)施例中,所述V型支架3左右兩側(cè)水平設(shè)置有導(dǎo)軌6,導(dǎo)軌6固定在機(jī)架1上,V型支架3左右兩側(cè)面設(shè)置有移動(dòng)輪5,移動(dòng)輪5設(shè)置在導(dǎo)軌6內(nèi)的滑槽內(nèi)。
在本實(shí)施例中,所述支架體301通過蝴蝶鉸鏈302相連接;所述雙連桿機(jī)構(gòu)4由兩個(gè)一端相互鉸接的連桿構(gòu)成。
在本實(shí)施例中,所述薄膜太陽能電池板1101水平設(shè)置并由左至右間隔均布,且所述薄膜太陽能電池板1101為光伏薄膜板。
在本實(shí)施例中,所述透光區(qū)1102設(shè)置有漫射玻璃,從溫室屋頂透直射的日光,經(jīng)漫射玻璃透射,不易在溫室內(nèi)形成陰影??稍诼洳A卤砻驽円粚釉鐾改?,用以增加透射到溫室內(nèi)的光強(qiáng)。當(dāng)陽光在穿透漫射玻璃后,以漫射的方式進(jìn)入溫室,照射于溫室內(nèi)較大范圍,創(chuàng)造溫室內(nèi)漫射均勻的光照條件。溫室內(nèi)的光伏組件部分開啟或完全開啟時(shí),從屋頂漫射玻璃漫射進(jìn)來的光線透過光伏組件間的空隙后,將可以投射到不透光的光伏組件的投影面,使這些處于不透光狀態(tài)的光伏組件不易在溫室內(nèi)形成陰影。此外,從屋頂漫射玻璃漫射進(jìn)來的光線也可以射向光伏組件上的光伏薄膜板,確保光伏組件上的光伏薄膜板能夠高效地產(chǎn)生光伏電能??梢姡洳A軐?duì)穿透光線進(jìn)行漫射以擴(kuò)大照射區(qū)域,且成本低,易于大面積施工,通過大面積使用漫射玻璃,能以較低成本實(shí)現(xiàn)防陰影的有益效果。
在本實(shí)施例中,當(dāng)所述遮陽簾裝置使用時(shí),在屋頂向陽面A和背陽面B上覆蓋漫射玻璃,使日光照射在溫室中時(shí)能均勻分布,將本裝置設(shè)置在向陽面A下方,減速電機(jī)工作時(shí),因齒輪齒條傳動(dòng)減速電機(jī)帶動(dòng)首位的V型支架3開始伸縮移動(dòng),達(dá)到調(diào)節(jié)透光面積的作用。當(dāng)光照強(qiáng)度大于植物所需的光合作用的光照強(qiáng)度,讓減速電機(jī)10正轉(zhuǎn),減速電機(jī)10將V型支架3展開,利用其上附有的薄膜太陽能電池板1101將多余的日光能量轉(zhuǎn)化為電能,當(dāng)光照強(qiáng)度弱時(shí),讓減速電機(jī)10反轉(zhuǎn),減速電機(jī)10將V型支架3收起,以便為植物的生長(zhǎng)提供足夠的光照能量。
在本實(shí)施例中,所述中央控制系統(tǒng)中的主控制節(jié)點(diǎn)基于嵌入式系統(tǒng)架構(gòu),架構(gòu)的硬件內(nèi)置有C8051F020微處理器,為低功耗的嵌入式系統(tǒng),使系統(tǒng)所消耗的電功率很小,在使用太陽能供電時(shí),不會(huì)對(duì)其它需要太陽能供電的設(shè)備造成影響。同時(shí),所述中央控制系統(tǒng)的方法流程示意圖如圖2所示,系統(tǒng)啟動(dòng)后,各個(gè)光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)采集溫室內(nèi)光照強(qiáng)度后經(jīng)主控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析處理,當(dāng)室內(nèi)光照超過植物生長(zhǎng)所需的光照時(shí),開啟遮陽簾裝置,水平伸張折疊式光伏薄膜板,并再次采集被遮陽板遮陽下溫室內(nèi)光照強(qiáng)度,根據(jù)植物生長(zhǎng)特性所需的光照強(qiáng)度,調(diào)節(jié)光伏薄膜遮陽板開啟的面積。系統(tǒng)工作時(shí),所述主控制節(jié)點(diǎn)中的LCD顯示模塊實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)參數(shù)以及室內(nèi)光照強(qiáng)度等環(huán)境數(shù)據(jù),并通過按鍵模塊設(shè)置參數(shù)的上下限值,超值則啟動(dòng)蜂鳴報(bào)警等功能。
在本實(shí)施例中,所述光照可調(diào)的折疊式漫射玻璃溫室光伏遮陽簾的使用方法如下所示:當(dāng)溫室開始工作時(shí),溫室內(nèi)折疊式光伏薄膜遮陽板呈完全折疊狀,不起任何遮陽作用,中央控制系統(tǒng)的主控制節(jié)點(diǎn)發(fā)出指令,各布置在溫室內(nèi)光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)按一定采樣頻率采集室內(nèi)實(shí)時(shí)光強(qiáng),主控制節(jié)點(diǎn)的主控制器按一定時(shí)間間隔獲取各光照監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到的光強(qiáng)數(shù)據(jù),與溫室正常工作所需光強(qiáng)照度值進(jìn)行對(duì)比,以判斷當(dāng)前溫室內(nèi)光照強(qiáng)度是否在規(guī)定范圍,如果檢測(cè)到的光強(qiáng)數(shù)據(jù)超過溫室正常工作所需光強(qiáng)照度的1.2倍,則主控制器認(rèn)為此時(shí)光強(qiáng)超標(biāo),需要減弱溫室內(nèi)的光照強(qiáng)度至正常工作所需光照強(qiáng)度的0.9倍,主控制器對(duì)折疊式光伏薄膜遮陽機(jī)構(gòu)發(fā)出指令,驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)帶動(dòng)遮陽機(jī)構(gòu)水平伸張,遮陽機(jī)構(gòu)上覆蓋的光伏薄膜板初始透光面積呈部分開啟狀態(tài)。主控制器再次發(fā)出指令,再次采集遮陽板下溫室內(nèi)光強(qiáng)數(shù)據(jù),根據(jù)當(dāng)前光強(qiáng)數(shù)值微調(diào)光伏薄膜遮陽板上透光面積,調(diào)節(jié)室內(nèi)最適宜植物生長(zhǎng)的光強(qiáng)環(huán)境。當(dāng)室內(nèi)光強(qiáng)數(shù)值接近預(yù)先設(shè)計(jì)好的下限值時(shí),主控制器發(fā)出指令,驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)帶動(dòng)遮陽機(jī)構(gòu)水平回縮,調(diào)整光伏薄膜遮陽板上透光面積,直到溫室重新回到正常工作所需的光照強(qiáng)度。系統(tǒng)工作過程中,通過LCD顯示模塊,實(shí)時(shí)顯示室內(nèi)當(dāng)前光照強(qiáng)度、溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)以及系統(tǒng)工作狀態(tài)參數(shù)等,并且當(dāng)室內(nèi)光照強(qiáng)度不夠時(shí),及時(shí)報(bào)警啟動(dòng)人工光源等配套設(shè)備,保持室內(nèi)最適應(yīng)植物生長(zhǎng)的光照條件。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾,皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。