一種家用多功能植物栽培設備的製作方法
2023-05-05 05:00:51
一種家用多功能植物栽培設備的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種家用多功能植物栽培設備，包括發麵區、發豆芽區、蔬菜種植區以及控制系統；發豆芽區設置有溼度傳感器、溼度調節裝置、水循環裝置；蔬菜種植區內設置有溼度傳感器、溼度調節裝置、光照傳感器、CO2傳感器、CO2濃度調節裝置、光照調節裝置、營養液循環裝置；發麵區、發豆芽區、蔬菜種植區還均設置有溫度傳感器、溫度調節裝置。本實用新型在現有其它微型植物工廠已有功能的基礎上加進了全自動發麵，發豆芽的功能，而且生菜、發麵、發豆芽可以同時進行，互不幹擾。本實用新型滿足了人們在日常生活中對這些無汙染、純綠色食品的需求，它在方便省錢的同時，更重要的是滿足了人們對健康的要求。
【專利說明】一種家用多功能植物栽培設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及植物栽培領域，具體涉及一種家用多功能植物栽培設備。
【背景技術】
[0002]進入21世紀，世界農業的發展正面臨著人口增長、資源短缺、環境惡化和自然災害頻繁的嚴峻挑戰，而在我國隨著食品安全，環境汙染等問題的出現，人們對食品的安全要求越來越高，無汙染、純綠色食品越來越受到人們的青睞。隨著計算機物聯網技術、傳感器技術等的發展，植物工廠技術也在快速發展，隨著植物工廠研宄的深入，人們對植物工廠的內涵、分類方法及其基本特徵等逐漸取得共識，為植物工廠的研宄和發展奠定了基礎。植物工廠的分類，因分類的角度不同，類型劃分也各異。按照植物生長中最重要的條件一一光能的利用方式來劃分，共有3大類型，即太陽光利用型、人工光利用型、太陽光和人工光並用型。植物工廠在向工廠化發展的同時，也在向著微型化發展，即家庭植物工廠，從21世紀初開始，微型植物工廠已在世界許多國家得到廣泛應用，如美國、日本等，微型植物工廠已進入產業化階段，已形成產出一體化鏈條。微型植物工廠是小型化的植物工廠，它是將植物工廠的技術進一步濃縮，集成在一個密閉的環境裡，人們可以通過智能自動控制系統控制植物的生長環境，為作物提供適宜的光照、溫度、溼度環境，以及合理比例的營養液。
[0003]在我國北方，大多數家庭都離不開麵食，豆芽和小菜(如小白菜、生菜、油菜等)也是家常便菜。因此可以提供一種家用多功能微型植物工廠，用於滿足人們在日常生活中對這些無汙染、純綠色食品的需求，在方便省錢的同時，也滿足人們對健康的要求。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在於提供一種家用多功能植物栽培設備，其可滿足我國北方家庭對麵食、豆芽和小菜的需求，滿足未來城市家庭生活的需要。
[0005]為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案:
[0006]一種家用多功能植物栽培設備，包括發麵區、發豆芽區以及蔬菜種植區；發豆芽區設置有對該單元溼度進行檢測和調節的溼度傳感器、溼度調節裝置以及為發豆芽提供新鮮水源的水循環裝置；蔬菜種植區設置有對該單元溼度、CO2濃度、光照進行檢測和調節的溼度傳感器、溼度調節裝置、光照傳感器、0)2傳感器、CO2濃度調節裝置、光照調節裝置，以及為蔬菜種植提供養分的營養液循環裝置；發麵區、發豆芽區、蔬菜種植區均設置有對各自單元的溫度進行檢測和調節的溫度傳感器、溫度調節裝置；該植物栽培設備還包括一控制系統。
[0007]所述溫度調節裝置包括進行升溫的發熱裝置以及降溫的風扇，溼度調節裝置、CO2濃度調節裝置均為排氣扇構成，發熱裝置為發熱燈。
[0008]所述光照調節裝置為間隔布置的紅、藍兩色LED燈板構成，紅色LED燈板與藍色LED燈板按照8?9:1的比例在蔬菜種植區內設置。
[0009]所述控制系統包括一對各傳感器測定的信號進行顯示以及供操作人員輸入操作命令的IXD觸摸顯示屏。
[0010]所述水循環裝置包括水槽和水池，水槽上設置用於發豆芽的豆芽筐，水槽的進水口和出水口分別通過兩連接管以及兩連接管上分別設置的水泵與水池構成循環水路連接。
[0011]所述蔬菜種植區由複合板材圍合而成，複合板材的外層由亞克力板構成、內層由矽酸鋁棉做成的保溫板構成，保溫板的內表面貼有錫紙；發麵區和發豆芽區均用亞克力板圍合而成。
[0012]實用新型在現有其它微型植物工廠已有功能的基礎上加進了全自動發麵，發豆芽的功能，而且生菜、發麵、發豆芽可以同時進行，互不幹擾。滿足人們在日常生活中對這些無汙染、純綠色食品的需求，它在方便省錢的同時，更重要的是滿足了人們對健康的要求。家用多功能微型植物工廠適於家庭使用，能夠滿足未來城市家庭生活的需要。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型結構示意圖；
【具體實施方式】
[0014]為使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合【具體實施方式】，進一步闡述本實用新型。
[0015]參照圖1，本【具體實施方式】採用以下技術方案:一種家用多功能植物栽培設備，包括發麵區、發豆芽區以及蔬菜種植區；發豆芽區設置有對該單元溼度進行檢測和調節的溼度傳感器、溼度調節裝置以及為發豆芽提供新鮮水源的水循環裝置；蔬菜種植區設置有對該單元溼度、CO2濃度、光照進行檢測和調節的溼度傳感器、溼度調節裝置、光照傳感器、CO2傳感器、CO2濃度調節裝置、光照調節裝置，以及為蔬菜種植提供養分的營養液循環裝置；發麵區、發豆芽區、蔬菜種植區均設置有對各自單元的溫度進行檢測和調節的溫度傳感器、溫度調節裝置；該植物栽培設備還包括一控制系統，控制系統接受溫、溼度傳感器、光照傳感器、CO2傳感器輸入的信號和操作人員的操作命令進行分析處理、並相應調控溼度調節裝置、CO2濃度調節裝置、溫度調節裝置、光照調節裝置、水循環裝置和營養液循環裝置進行運轉。控制系統為嵌入式Iinux作業系統。
[0016]溫度調節裝置包括進行升溫的發熱裝置以及降溫的風扇，溼度調節裝置、CO2濃度調節裝置均為排氣扇構成，發熱裝置為發熱燈。
[0017]光照調節裝置為間隔布置的紅、藍兩色LED燈板構成，紅色LED燈板與藍色LED燈板按照8?9:I的比例在蔬菜種植區內設置。
[0018]控制系統包括一對各傳感器測定的信號進行顯示以及供操作人員輸入操作命令的LCD觸摸顯示屏，控制系統內設有儲存有各種蔬菜種植的最佳栽培條件參數的資料庫，控制系統依據操作人員輸入的種植的蔬菜種類調取資料庫內相應參數並控制蔬菜種植區內的營養液循環裝置、溼度調節裝置、CO2濃度調節裝置、溫度調節裝置和光照調節裝置進行相應的調節。
[0019]水循環裝置包括水槽和水池，水槽上設置用於發豆芽的豆芽筐，水槽的進水口和出水口分別通過兩連接管以及兩連接管上分別設置的水泵與水池構成循環水路連接。
[0020]其中，家用多功能微型植物工廠蔬菜種植區採用了嵌入式Iinux作業系統來作為控制系統，該系統穩定可靠。該系統支持QT等友好界面。該系統的核心是由S3C2440控制器、DM9000網卡、以及存儲器和觸控螢幕構成。系統是主要用了溫溼度傳感器採集設施內的溫度和溼度，並與系統中所給的最佳值作比較。對於發麵和生豆芽單元最佳值是由系統默認同時也支持人工設定，對於蔬菜的種植最佳值是保存到SQLite資料庫中的。為了實現家用微型植物工廠內的生產控制，工廠內部的控制系統必須具備數據採集、存儲管理、分析處理、自動控制及信息發布的功能。為了能夠準確的測量工廠裡環境的各個參數，加入了溫度傳感器，溼度傳感器，CO2傳感器、光照傳感器。用傳感器採集的數據達到精確的控制。在發麵區，外層用亞克力板做成的，該單元內設置溫溼度傳感器、發熱燈組成。溫度傳感器通過驅動電路向開放板傳輸數據，開放板通過程序限定一個標準溫度範圍，當發麵室溫度超出標準範圍時控制風扇轉動降溫，如果低於標準溫度範圍啟動發熱燈提升發麵室溫度。從而可以動態的控制發麵室的溫度恆定。
[0021]發豆芽單元外殼是用亞克力板做成的，該單元內設置豆芽筐、風扇和水循環裝置以及溫、溼度傳感器。在溫度控制方面同發麵區是相同的，水循環控制方面，利用開發板程序控制驅動自吸水泵對發豆芽區水的循環進行調節，程序設定定時控制換水功能，在這一區配配備水循環裝置是必要的，豆芽在生長的過程中，由於需要呼吸作用釋放出熱量可能會造成局部溫度高，使得豆芽腐爛。為了防止這種情況的發生，需要對水進行定期的自動循環。這樣就可以保證設施內豆芽生長的環境參數，還能保證豆芽局部的溫度是恆定的。
[0022]蔬菜種植區外殼是用亞克力板做成的，內層是用矽酸鋁棉做成的保溫層，以保證栽培的溫溼度環境和外界隔離，裡面貼有錫紙，蔬菜種植區內主要用到的傳感器是溫、溼度傳感器和0)2傳感器。在溫度控制方面同發麵區是相同的，CO2的控制，利用開放板通過驅動電路與CO2傳感器連接，實時採集種菜室內CO2濃度數據，設定標準CO2濃度值，通過風扇控制CO2濃度。在光照控制方面，採用紅藍兩色LED光照燈對菜室供光。用LED燈板給植物進行光照，LED燈板以紅燈為主，中間按一定距離均勻分布著藍燈，比例大概為8: I到
9: 1 LED連接驅動電路繼電器上，開放板通過輸入/輸出口控制繼電器從而控制光照強度，用戶界面可以設定光照時間。在營養液循環控制方面，利用開放板控制與驅動電路連接的水泵後，用戶界面可以控制和設定換液時間。核心控制器分別讀取溫度傳感器、溼度傳感器及CO2傳感器、光照傳感器監測的數據，經過所述核心控制器控制相應程序處理執行人機界面的交互動作，用於調節殼體內部溫度、溼度、CO2的濃度及光照強度。
[0023]本具體實施的一種家用微型多功能植物工廠能正確的顯示，精確的控制工廠內的環境，系統運行可靠穩定，在進行作物栽培的同時，發麵和生豆芽互不影響，達到了預期的設計目的。在科技迅猛發展的今天，微型植物工廠的發展已成為必然趨勢，在未來微型植物工廠發展的道路上，必定會更加智能化、家庭化及微型化。人們只需在智能終端上(如智慧型手機)輕輕按下手指，微型植物工廠就會完成人們的指令。
[0024]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種家用多功能植物栽培設備，其特徵在於，包括發麵區、發豆芽區以及蔬菜種植區；發豆芽區設置有對該單元溼度進行檢測和調節的溼度傳感器、溼度調節裝置以及為發豆芽提供新鮮水源的水循環裝置；蔬菜種植區設置有對該單元溼度、co2濃度、光照進行檢測和調節的溼度傳感器、溼度調節裝置、光照傳感器、0)2傳感器、C0 2濃度調節裝置、光照調節裝置，以及為蔬菜種植提供養分的營養液循環裝置；發麵區、發豆芽區、蔬菜種植區均設置有對各自單元的溫度進行檢測和調節的溫度傳感器、溫度調節裝置；該植物栽培設備還包括一控制系統。
2.如權利要求1所述的一種家用多功能植物栽培設備，其特徵在於:所述溫度調節裝置包括進行升溫的發熱裝置以及降溫的風扇，溼度調節裝置、C02濃度調節裝置均為排氣扇構成，發熱裝置為發熱燈。
3.如權利要求1所述的一種家用多功能植物栽培設備，其特徵在於:所述光照調節裝置為間隔布置的紅、藍兩色LED燈板構成，紅色LED燈板與藍色LED燈板按照8?9: 1的比例在蔬菜種植區內設置。
4.如權利要求1所述的一種家用多功能植物栽培設備，其特徵在於:所述控制系統包括一對各傳感器測定的信號進行顯示以及供操作人員輸入操作命令的LCD觸摸顯示屏。
5.如權利要求1所述的一種家用多功能植物栽培設備，其特徵在於:所述水循環裝置包括水槽和水池，水槽上設置用於發豆芽的豆芽筐，水槽的進水口和出水口分別通過兩連接管以及兩連接管上分別設置的水泵與水池構成循環水路連接。
6.如權利要求1所述的一種家用多功能植物栽培設備，其特徵在於:所述蔬菜種植區由複合板材圍合而成，複合板材的外層由亞克力板構成、內層由矽酸鋁棉做成的保溫板構成，保溫板的內表面貼有錫紙；發麵區和發豆芽區均用亞克力板圍合而成。
【文檔編號】A21C13/00GK204217610SQ201320844807
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年12月12日 優先權日:2013年12月12日
【發明者】於合龍, 管偉東, 丁民權, 陳靜 申請人:吉林農業大學