水稻育秧大棚自動卷簾通風器設計

[摘 要] 在水稻生產全程機械化過程中，黑龍江墾區目前已實現水田整地、插秧、植保和收獲機械化。然而在水稻生產的自動化和智能化方面，技術還是相當薄弱。針對水稻秧田管理環節中，傳統的人工通風費時費力等問題，設計了基于單片機的水稻育秧大棚自動卷簾通風器。自動卷簾通風器可以根據水稻育秧大棚內的溫度和外界的風力控制自動卷簾器電動機的運行，從而實現水稻育秧大棚通風口的開啟和關閉。

[關鍵詞] 育秧大棚 卷簾器 溫度

[中圖分類號] S511 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2016）07-0040-01

引言

隨著現代化大農業的逐步發展，黑龍江墾區的水稻生產已經基本實現了全程機械化。對于建三江地區而言，水稻的種植水平和機械化程度在黑龍江墾區是首屈一指的。然而，就水稻生產過程中自動化和智能化的程度而言，我們還是相當薄弱的，可以說我們的水稻生產還需要相當大的勞動力來完成。如果我們想真正實現解放勞動力的目標，農業生產自動化和智能化就是必然的發展趨勢。

1 水稻秧田管理現狀

通過對水稻生產的實地調研，本人對現有的水稻生產環節進行了分析，發現水稻的秧田管理階段是一個非常有可能實現自動化管理的階段。水稻從發芽到插秧這一期間，大概要經歷近30天的時間。這一期間里，農民每天要對育秧大棚進行通風，以保證秧苗在合適的溫度下生長，而農民現在所應用的都是手動的卷簾通風器，這就會存在一些問題。目前建三江地區的水稻育秧大棚都是集中規劃且統一管理的，本人曾經做過一個計算：假設一個大棚管理員負責管理50棟育秧大棚，他打開每棟大棚卷簾器的時間平均為1.5分鐘（其中包括他在每棟大棚之間走路所需的時間），那么他打開50棟大棚卷簾器的時間就是75分鐘。我們都知道，大棚在陽光的照射下內部溫度上升是非常快的，也許就在他打開其中的25棟時，剩余的25棟內部已經處在高溫下了，也就是說他最后打開的幾棟大棚內部將處在高溫下半小時左右，這對秧苗是很不利的。

2 整體設計思路

為了避免這一現象，通過構思，本人設計出了可以由大棚內部溫度和外界風力共同控制卷簾器開閉的自動卷簾器。它的構造主要由控制器、溫度傳感器、風速傳感器、電動機、繼電器、電池和卷簾裝置構成。

3 硬件設計

控制器選用低成本的單片機為控制核心，負責接收傳感器傳送來的溫度和風速的信息，同時負責控制卷簾器的動作。控制器要加裝編輯模塊，用戶在不同時期可以根據自己的需要來設定卷簾器開啟和關閉的溫度。溫度傳感器采用市面上常見的帶有多個感溫探頭的溫度傳感器，將感溫探頭置于棚內規定位置，實時監測棚內平均溫度。風力傳感器采用葉輪式風力計，用于采集垂直于大棚方向的風速作為約束條件，即當垂直于大棚方向的風力超過設定值以后，即使溫度超過設定值，卷簾器也不開啟。電動機選配直流電動機，可以通過改變電流的方向來改變轉動方向。電池選用拖拉機配用的蓄電池，有條件的可以加裝太陽能電池板進行充電。卷簾裝置選用現有的卷簾器，卷簾器和電動機之間要加裝減速齒輪，卷簾器上加裝限位開關，控制卷簾器的行程。

4 控制流程

這套自動卷簾器的具體工作步驟如下：當溫度達到設定上限值時，控制器分析風力值，條件允許時，控制器輸出信號啟動控制卷簾器開啟的繼電器KM1，電動機通電后帶動卷簾器開啟，當碰到上端限位開關SQ1后，電動機斷電停止。當溫度達到設定下限值時，控制器輸出信號啟動控制卷簾器關閉的繼電器KM2，電動機通電后帶動卷簾器關閉，當碰到下端限位開關SQ2后，電動機斷電停止。

5 預期效果

通過育秧大棚自動卷簾器的使用，實現大棚自動通風，每50棟大棚可以節省人工費150元。由于通風及時，秧苗得到最佳的生長溫度，每棟大棚可實現增效50-100元。

6 結束語

以上就是本人關于自動大棚卷簾器的設計方案，此方案還將繼續完善。而且對于有噴灌設備的大棚來說，還可以控制噴灌裝置，實現自動噴灌，將它開發成一套秧田智能管理設備。

參考文獻

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