CN202697380U - 大棚增温模糊控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大棚增温模糊控制系统，包括大棚和空气源热泵，空气源热泵与大棚之间设有进风管和出风管；大棚内部设有与出风管相连通的吸风风扇，大棚内部还设有与进风管相连通的、带排风风扇的排风管；大棚内部还设有棚内温度传感器，大棚外部设有棚外温度传感器，所述棚内温度传感器和棚外温度传感器电连接有处理器，所述处理器还电连接有热泵变频器、电源管理模块，所述热泵变频器与空气源热泵电连接并控制空气源热泵的发热功率。本实用新型将空气源热泵应用到大棚的温室温度调节系统中,大大改善大棚温室的温度调控精准度和效率,极大的节约能源和资源,并易于根据果蔬生长的最佳温度对大棚温室中的温度进行调节。

Description

大棚增温模糊控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种大棚室内恒温控制系统，尤其涉及一种大棚增温模糊控制系统。

背景技术

温度是果蔬等植物生长发育的最重要因素之一。当环境温度不符合果蔬生长发育所需的适宜温度时, 则会影响果蔬的健康生长, 特别是对反季节果蔬的培养而言, 温度就更显得尤为重要了。低温会降低果蔬叶片的光合速率, 延迟蔬菜生长发育, 降低果蔬品质, 使得畸形果的数量增多。

遇到低温抑制生育时, 传统的大棚种植果蔬作业中，一般采取密闭果蔬温室的应急措施, 通常依靠烧煤或直接用电炉作为热源来提高室温。这样造成了资源、能源的极大浪费而且烧煤会产生有害气体。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有大棚无法有效地调节和控制其室内温度的缺陷，提供一种大棚增温模糊控制系统，采用了空气源热泵作为热源,应用了基于STM32处理器为核心的模糊控制器的大棚温度调节系统，能实现模糊控制、恒温控制大棚室内温度的目的，具有可靠性强和测温精度高、能耗比低、应用面广等优点。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种大棚增温模糊控制系统，包括大棚和空气源热泵，空气源热泵与大棚之间设有进风管和出风管；大棚内部设有与出风管相连通的吸风风扇，大棚内部还设有与进风管相连通的、带排风风扇的排风管；大棚内部还设有棚内温度传感器，大棚外部设有棚外温度传感器，所述棚内温度传感器和棚外温度传感器电连接有处理器，所述处理器还电连接有热泵变频器、电源管理模块，所述热泵变频器与空气源热泵电连接并控制空气源热泵的发热功率。

为了更好地实现本实用新型，所述处理器为STM32处理器，其内部包括有模糊控制器，所述模糊控制器主要依次由模糊化接口、推理决策模块和清晰化接口构成，所述推理决策模块由数据库和规则库两部分构成；所述清晰化接口电连接有被控对象，其被控对象包括有热泵变频器和电源管理模块，所述模糊化接口分别与所述棚内温度传感器和棚外温度传感器电连接。

作为优选，所述排风管侧壁上开有若干排风孔。

作为优选，所述STM32处理器还电连接有LCD触摸屏。

本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型将空气源热泵应用到大棚的温室温度调节系统中, 大大改善大棚温室的温度调控精准度和效率, 极大的节约能源和资源, 并易于根据果蔬生长的最佳温度对大棚温室中的温度进行调节。

（2）本控制系统实现全智能化控制，在温度控制方面，实现了运行中无须人员干预，全自动控制，温度控制精确度高，且安全性高，无需人员值守，可节省人员成本。

附图说明

图1为大棚增温模糊控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型的恒温控制系统的原理结构框图；

图3为本实用新型的模糊逻辑控制系统的原理结构框图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1－空气源热泵，2－大棚，3－进风管，4－出风管，5－吸风风扇，6－排风风扇，7－排风管，8－STM32处理器，9－棚内温度传感器，10－棚外温度传感器，11－LCD触摸屏，12－热泵变频器，13－电源管理模块，14－模糊化接口，15－推理决策模块，16－清晰化接口，17－数据库，18－规则库，19－被控对象。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1～图3所示，一种大棚增温模糊控制系统，包括大棚2和空气源热泵1，空气源热泵1与大棚2之间设有进风管3和出风管4。大棚2内部设有与出风管4相连通的吸风风扇5，大棚2内部还设有与进风管3相连通的、带排风风扇6的排风管7。大棚2内部还设有棚内温度传感器9，大棚外部设有棚外温度传感器10，棚内温度传感器9和棚外温度传感器10电连接有处理器，处理器还电连接有热泵变频器12、电源管理模块13，热泵变频器12与空气源热泵1电连接并控制空气源热泵1的发热功率。

上述的处理器为STM32处理器8，其内部包括有模糊控制器，模糊控制器主要依次由模糊化接口14、推理决策模块15和清晰化接口16构成，推理决策模块15由数据库17和规则库18两部分构成；清晰化接口16电连接有被控对象19，其被控对象19包括有热泵变频器12和电源管理模块13，模糊化接口14分别与棚内温度传感器9和棚外温度传感器10电连接。

上述的排风管7侧壁上开有若干排风孔。

上述的STM32处理器8还电连接有LCD触摸屏11，其提供了良好的人机交互界面，LCD触摸屏11可显示大棚室内外温度，并能设定大棚棚内果蔬正常生长所需要的温度环境。

STM32处理器8可通过棚内温度传感器9和棚外温度传感器10动态跟踪监测大棚棚内和棚外温度，并能按预先设定好的曲线进行变化；监测的目的是使被控对象19的温度恒定在某一数值上。模糊控制器是一种自动控制系统，它是以模糊数学、模糊语言形式的知识表示和模糊逻辑推理为理论基础，采用计算机控制技术构成的一种具有闭环结构的数字控制系统。是一种对模型要求低、在线计算方便、控制综合质量好的算法。

模糊逻辑控制系统的基本结构具备下列三个重要功能：1.把系统的输入从数字量转化为模糊量(STM32处理器8内的模糊化模块、数据库17两部分完成)；2.对模糊量由给定的规则进行模糊推理(规则库17、推理决策模块15完成)；3.把推理结果的模糊输出量转化为实际系统能够接受的精确数字量或模拟量，并通过清晰化接口16输入到被控对象19，完成对被控对象19的控制。

本实施例中的STM32处理器8内的模糊化模块采用三角函数实现。在温度范围设定上，把大棚内温度设定为0℃～25℃,这个温度比较适合一般蔬菜的生长温度，对于种植特别喜低温的蔬菜，可以再自行设定温度。当温度在0℃～25℃附近（±1℃之内）时，认为系统正常，若超过这个范围的话，本控制系统将自行调节，以保证合适的温度环境，进而取得最优效益。

本系统的硬件设计以32位单片机STM32处理器为核心控制器。STM32处理器将该设定温度值与被监测到的温度值进行比较，采用模糊控制算法进行运算，根据其偏差值的大小，得到模糊控制量控制热泵变频器12，并达到控制空气源热泵1的发热功率。当棚内温度值与设定温度值偏差较大时，增加热泵变频器12的频率，以提高空气源热泵1的功率来达到快速增温的目的，反之则降低热泵变频器12的频率，以降低空气源热泵1的功率来达到快速降温的目的。采用模糊控制技术能使空气源热泵1快速、有效地调节大棚的温室温度，保持空气源热泵1长期稳定运转，并能节约用电。

综上所述，便可以实现本实用新型。

以上对本实用新型所提供的一种大棚增温模糊控制系统进行了详细介绍，本文中对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (4)

1.一种大棚增温模糊控制系统，包括大棚（2）和空气源热泵（1），其特征在于：空气源热泵（1）与大棚（2）之间设有进风管（3）和出风管（4）；大棚（2）内部设有与出风管（4）相连通的吸风风扇（5），大棚（2）内部还设有与进风管（3）相连通的、带排风风扇（6）的排风管（7）；大棚（2）内部还设有棚内温度传感器（9），大棚外部设有棚外温度传感器（10），所述棚内温度传感器（9）和棚外温度传感器（10）电连接有处理器，所述处理器还电连接有热泵变频器（12）、电源管理模块（13），所述热泵变频器（12）与空气源热泵（1）电连接并控制空气源热泵（1）的发热功率。

2.按照权利要求1所述的大棚增温模糊控制系统，其特征在于：所述处理器为STM32处理器（8），其内部包括有模糊控制器，所述模糊控制器主要依次由模糊化接口（14）、推理决策模块（15）和清晰化接口（16）构成，所述清晰化接口（16）电连接有被控对象（19），其被控对象（19）包括有热泵变频器（12）和电源管理模块（13），所述模糊化接口（14）分别与所述棚内温度传感器（9）和棚外温度传感器（10）电连接。

3.按照权利要求1所述的大棚增温模糊控制系统，其特征在于：所述排风管（7）侧壁上开有若干排风孔。

4.按照权利要求2所述的大棚增温模糊控制系统，其特征在于：所述STM32处理器（8）还电连接有LCD触摸屏（11）。

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