一種植物培育裝置及包含其的植物培育遠程監控系統的製作方法

2023-12-03 15:30:06

本實用新型屬於植物培育技術領域，具體涉及一種植物培育裝置及包含其的植物培育遠程監控系統。

背景技術：

日光培育室是反季節作物以及不同生態環境作物培育的主要設施，但在夜晚，培育內沒有自然光源，植物的生長就受到了很大的限制，對一些需要高光照強度才能正常生長的植物，其不利影響顯得尤為明顯。

現有技術中，很多培育室採用設置在頂部補光燈來增強溫室內的光照強度，使補光燈位於植物頂部的上方；因受到結構布局的限制，補光燈的布局往往密度不夠而且高度偏高，造成補光燈發出的光照射至植物表面時，強度已大為降低，其效果只能起到補充光源的作用，不能完全滿足植物在不同生長階段對光照的要求。

公開號為CN201909289U的實用新型專利公開了一種溫室補光燈升降機構，包括一根由電機驅動、軸徑上設置有多個螺旋槽的旋轉主軸，旋轉主軸的兩側設置有多條共軸線定滑輪組；每一共軸線定滑輪組上設置多個定滑輪，每一定滑輪對應一旋轉主軸上的螺旋槽；所述各螺旋槽的一端分別固定一繩索，各條繩索經與之對應的定滑輪上端或直接垂下，在繩索垂下的一端設置有繩索長短調節機構；在旋轉主軸和各共軸線定滑輪組的正下方設置有固定在繩索長短調節機構下端的補光燈組。

上述方案通過旋轉主軸的旋轉，使繩索纏繞在旋轉主軸的螺旋槽內或由螺旋槽放下，補光燈升降靈活，使補光燈始終布局在最有利於作物生長的位置。然而，部件較多，結構繁瑣，對於空間有限的培育室並不適用。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種植物培育裝置，包括培育室，所述培育室內設置有LED補光燈和高度調節裝置，所述高度調節裝置包括依次連接的電機、驅動螺杆和升降杆，所述LED補光燈連接在所述升降杆上，所述升降杆設置有內螺紋，所述驅動螺杆與升降杆螺接，所述電 機通過驅動螺杆控制升降杆上下運動。LED補光燈在升降杆的帶動下實現上下運動，從而調節植物受到的光照強度。本實用新型的高度調節裝置結構簡單，零件較少，並且佔用空間小，實用性很強。

進一步地，所述升降杆連接有防旋轉組件，所述防旋轉組件包括與升降杆連接的滑塊和豎直設置在培育室內壁上的滑槽，所述滑塊匹配連接在滑槽內且在滑槽中滑動。滑槽和滑塊的組合保證了升降杆在驅動螺杆轉動的情況下只做上下放心的平動位移，而不會產生旋轉，從而使得LED補光燈平穩的做上下位移。

進一步地，滑塊與滑槽之間連接有滾軸或滾輪，用於減小摩擦力。

進一步地，所述培育室內壁上設置有容置槽，所述驅動螺杆和升降杆位於所述的容置槽內；進一步的增大了培育室內的空間。

進一步地，還包括位於所述培育室內的加熱器、加溼器、照明燈和紫外燈中的一個以上；所述培育室側壁上連接有風機。

加熱器用於增加培育室內的溫度；

加溼器用於調節培育室內的溼度；

照明燈用於提供照明光源；

紫外燈可以防止植物徒長，並且有消毒殺菌作用，可以減少植物病害；

風機用於培育室內的通風，調節培育室內的氧氣和二氧化碳的含量，此外還可以用於及時排除空氣收紫外燈照射所產生的臭氧。

進一步地，所述植物培育裝置還包括降溫系統，所述降溫系統包括相互連接的壓縮機和蒸發器，所述蒸發器位於培育室內，所述壓縮機位於培育室外。降溫系統用於降低培育室內的溫度。

進一步地，所述植物培育裝置還包括控制器和傳感器組，所述控制器分別與所述的傳感器組、高度調節電機、LED補光燈、加熱器、加溼器、照明燈、紫外燈、風機和降溫系統連接。

進一步地，傳感器組包括溫度傳感器、溼度傳感器、亮度傳感器、二氧化碳濃度傳感器和紫外線傳感器中的一個以上。

控制器可以預先設定培育室內各個條件的參數閾值，溫度傳感器、溼度傳感器、亮度傳感器、二氧化碳濃度傳感器和紫外線傳感器用於檢測培育室 內各個條件參數的值，當檢測到參數值不在設定的閾值範圍內，控制器將驅動高度調節電機、LED補光燈、加熱器、加溼器、照明燈、紫外燈、風機和降溫系統等執行部件使培育室內的各個參數值向著預設的閾值靠近，最終回到預設的閾值範圍內，當傳感器檢測到的參數在預設的閾值範圍內時，控制器不會驅動相應的執行部件工作，當傳感器檢測的參數超出預設的閾值範圍時，控制器將驅動相應的執行部件工作，是參數值重新回到預設的閾值範圍內，如此重複的工作，使得各個參數始終維持在預設的閾值範圍內。

進一步地，所述LED補光燈為包括紅光晶片LED和藍光晶片LED，植物對光的吸收具有選擇性，其光合作用和能量轉化僅利用其中一小部分有效光。有研究表明，植物中對光需求大的主要包括葉綠素和類胡蘿蔔素，葉綠素在可見光區域內都有吸收，但其較強吸收區主要是波長在640nm～660nm的紅光區和波長在410nm～470nm的藍紫光區；類胡蘿蔔素則主要以波長在410nm～470nm的藍紫光為主要的吸收區。

進一步地，所述紅光晶片LED和藍光晶片LED的數量比為1:3～1:7。此種LED的數量比的範圍能夠為植物提供最佳吸收波長的光，可大大提高了植物的光轉化率。

進一步地，所述紅光晶片LED和藍光晶片LED的數量比為1:5。

本實用新型還提供了一種植物培育遠程監控系統，包括以上各項實施方式中所述的植物培育裝置和終端，且所述培育室內設置有攝像頭，所述攝像頭分別與控制器和終端連接，

所述攝像頭和傳感器組用於採集當前植物生長環境信息，並將所述植物生長環境信息傳輸至控制器和終端；

所述終端用於接收所述植物生長環境信息，並用於輸入反應植物種植狀況的事件信息，並將所述反應植物種植狀況的事件信息發送至控制器，對植物生長情況實施監測和控制；

所述控制器用於驅動所述高度調節電機、LED補光燈、加熱器、加溼器、照明燈、紫外燈、風機和降溫系統中的一種以上。

植物培育遠程監控系統可以通過終端實施監測培育室內的植物的各個環境參數，並且可以通過終端對培育室內的各參數進行調節，實現遠程控制。

進一步地，所述終端包括PDA、智慧型手機或可攜式電腦。

進一步地，還包括雲端伺服器，所述雲端伺服器存儲有植物生長標準信息資料庫，所述雲端伺服器與終端連接，所述雲端伺服器用於接收和分析所述植物生長環境信息，並與所述植物生長標準信息庫中的數據信息進行檢索並得到檢索結果，將所述檢索結果輸出至終端。

本實用新型具有如下的有益效果：

本實用新型的高度調節裝置結構簡單，零件較少，並且佔用空間小，實用性很強；控制器可以根據預設的參數值對培育室內的環境參數進行自動控制，節省大量的人力，智能快捷，反應靈敏；紅藍光的搭配，為植物生長提供最優的光照組合，大大提高植物的光轉化率。本實用新型的植物培育遠程監控系統，實現了植物培育的遠程實時監測和遠程控制，智能化程度高。

附圖說明

圖1是本實用新型植物培育裝置的內部結構示意圖；

圖2是圖1中A部分的局部放大圖；

圖3是本實用新型植物培育裝置的剖面結構示意圖；

圖4是本實用新型植物培育遠程監控系統連接關係示意圖；

圖中：

1、培育室；2、LED補光燈；3、高度調節裝置；31、電機；32、驅動螺杆；33、升降杆；4、防旋轉組件；41、滑塊；42、滑槽；5、加熱器；6、照明燈；7、紫外燈；8、風機；9、壓縮機；10、蒸發器；11、控制器；12、傳感器組；13、終端；14、攝像頭；15、雲端伺服器。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

在本實用新型中，術語「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「頂」、 「底」、「內」、「外」、「中」、「豎直」、「水平」、「橫向」、「縱向」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係。這些術語主要是為了更好地描述本實用新型及其實施例，並非用於限定所指示的裝置、元件或組成部分必須具有特定方位，或以特定方位進行構造和操作。

並且，上述部分術語除了可以用於表示方位或位置關係以外，還可能用於表示其他含義，例如術語「上」在某些情況下也可能用於表示某種依附關係或連接關係。對於本領域普通技術人員而言，可以根據具體情況理解這些術語在本實用新型中的具體含義。

此外，術語「安裝」、「設置」、「設有」、「連接」、「相連」「套接」應做廣義理解。例如，可以是固定連接，可拆卸連接，或整體式構造；可以是機械連接，或電連接；可以是直接相連，或者是通過中間媒介間接相連，又或者是兩個裝置、元件或組成部分之間內部的連通。對於本領域普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

除非另有說明，「多個」的含義為兩個或更多。

下面通過具體的實施例並結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。

圖1～3給出了本實用新型植物培育裝置的具體實施方式，本實用新型提供了一種植物培育裝置，包括培育室1，所述培育室1內設置有LED補光燈2和高度調節裝置3，所述高度調節裝置3包括依次連接的電機31、驅動螺杆32和升降杆33，所述LED補光燈2連接在所述升降杆33上，所述升降杆33設置有內螺紋，所述驅動螺杆32與升降杆33螺接，所述電機31通過驅動螺杆32控制升降杆33上下運動。LED補光燈2在升降杆33的帶動下實現上下運動，用於調節植物受到的光照強度。

在上述實施方式中，所述升降杆33連接有防旋轉組件4，所述防旋轉組件4包括與升降杆33連接的滑塊41和豎直設置在培育室1內壁上的滑槽42，所述滑塊41匹配連接在滑槽42內且在滑槽42中滑動。

在上述實施方式中，滑塊41與滑槽42之間連接有滾軸或滾輪，用於減小摩擦力。

在上述實施方式中，所述培育室1內壁上設置有容置槽，所述驅動螺杆32和升降杆33位於所述的容置槽內；進一步的增大了培育室1內的空間。

在上述實施方式中，還包括位於所述培育室1內的加熱器5、加溼器、照明燈6和紫外燈7中的一個以上；所述培育室1側壁上連接有風機8。

加熱器5用於增加培育室1內的溫度；

加溼器用於調節培育室1內的溼度；

照明燈6用於提供照明光源；

紫外燈7可以防止植物徒長，並且有消毒殺菌作用，可以減少植物病害；

風機8用於培育室1內的通風，調節培育室1內的氧氣和二氧化碳的含量，此外還可以用於及時排除空氣收紫外燈7照射所產生的臭氧。

在上述實施方式中，所述植物培育裝置還包括降溫系統，所述降溫系統包括相互連接的壓縮機9和蒸發器10，所述蒸發器10位於培育室1內，所述壓縮機9位於培育室1外。降溫系統用於降低培育室1內的溫度。

在上述實施方式中，所述植物培育裝置還包括控制器11和傳感器組12，所述控制器11分別與所述的傳感器組12、高度調節電機31、LED補光燈2、加熱器5、加溼器、照明燈6、紫外燈7、風機8和降溫系統連接。

在上述實施方式中，傳感器組12包括溫度傳感器、溼度傳感器、亮度傳感器、二氧化碳濃度傳感器和紫外線傳感器中的一個以上。

控制器11可以預先設定培育室1內各個條件的參數閾值，溫度傳感器、溼度傳感器、亮度傳感器、二氧化碳濃度傳感器和紫外線傳感器用於檢測培育室1內各個條件參數的值，當檢測到參數值不在設定的閾值範圍內，控制器11將驅動高度調節電機31、LED補光燈2、加熱器5、加溼器、照明燈6、紫外燈7、風機8和降溫系統等執行部件使培育室1內的各個參數值向著預設的閾值靠近，最終回到預設的閾值範圍內，當傳感器檢測到的參數在預設的閾值範圍內時，控制器11不會驅動相應的執行部件工作，當傳感器檢測的參數超出預設的閾值範圍時，控制器11將驅動相應的執行部件工作，是參數值重新回到預設的閾值範圍內，如此重複的工作，使得各個參數始終維持在預設的閾值範圍內。

例如，對於當前非常流行養景天科和十二卷科的觀賞植物，這兩類植物的原生態環境都是熱帶沙漠氣候，白天乾熱晚上陰冷，放眼國內並沒有一處常年擁有這樣的氣候特徵，此類植物由於常年生長在沙漠，白 天無法打開氣孔吸收二氧化碳，已經進化為晚上打開氣孔吸收並保存二氧化碳，用於白天有光情況下光合作用，但是晚上必須在低溫中才能更好的吸收，最佳甚至可以低至0攝氏度，這是一個必然條件，否則植物的美觀度大大下降。利用本實用新型的植物培育裝置來培育上述兩種植物的具體操作流程為：白天LED補光燈2會提供足夠的光照來代替日光，強度和效果都達到了原生態的光照要求，開啟加熱器5讓培育室1內的溫度達到35攝氏度，以提供生長和光合作用所需要的溫度，風機8會定時開啟自動通風換氣。燈光強度和加熱溫度開關時間在控制器11都已經預設，如需要增強光照，開啟電機31驅動驅動螺杆32可以完成。晚上LED補光燈2會關閉，壓縮機9開始工作進行降溫，風機8關閉，以降低空氣中的含氧量，增加二氧化碳濃度，此過程完全自動。在開機設置完時間後，機器自動根據對應程序開始工作，人工只需要按照實際需要進行澆水和施肥等操作。

在上述實施方式中，所述LED補光燈2為包括紅光晶片LED和藍光晶片LED。

在上述實施方式中，所述紅光晶片LED和藍光晶片LED的數量比為1:3～1:7。

在本實施例中，所述紅光晶片LED和藍光晶片LED的數量比為1:5。

如圖4所示，本實用新型還提供了一種植物培育遠程監控系統的具體實施方式，包括以上各項實施方式所述的植物培育裝置和終端13，且所述培育室1內設置有攝像頭14，

所述攝像頭14和傳感器組12用於採集當前植物生長環境信息，並將所述植物生長環境信息傳輸至控制器11和終端13；

所述終端13用於接收所述植物生長環境信息，並用於輸入反應植物種植狀況的事件信息，並將所述反應植物種植狀況的事件信息發送至控制器11，對植物生長情況實施監測和控制；

所述控制器11用於驅動所述高度調節電機31、LED補光燈2、加熱器5、加溼器、照明燈6、紫外燈7、風機8和降溫系統中的一種以上。

植物培育遠程監控系統可以通過終端13實施監測培育室1內的植物的 各個環境參數，並且可以通過終端13對培育室1內的各參數進行調節，實現遠程控制。

在上述實施方式中，所述終端13包括PDA、智慧型手機或可攜式電腦。

在上述實施方式中，所述植物培育遠程監控系統，還包括雲端伺服器，所述雲端伺服器存儲有植物生長標準信息資料庫，所述雲端伺服器用於接收和分析所述植物生長環境信息，並與所述植物生長標準信息庫中的數據信息進行檢索並得到檢索結果，將所述檢索結果輸出至終端13。

本實用新型植物培育遠程監控系統的具體工作過程為：

攝像頭14和傳感器組12通過對當前植物生長環境信息進行監測，將當前的溫度，溼度，二氧化碳以及光照度等信息每間隔一個時間段就反饋到終端13，終端13將所有信息匯總後上傳到雲端伺服器15，終端13將接受到的信息通過控制軟體，結合雲端伺服器15中資料庫或網絡資源對植物當前生長狀況進行分析判斷，生成針對當前狀況的培育方案，如通過溫度和溼度判斷是否應該澆水和應該澆多少水，通過二氧化碳濃度判斷是否應該對培育室1進行通風操作，通過當前光照度判斷是否應該調節補光燈高度等。同時與伺服器將該植物生長和培育信息存入資料庫，作為資料備份記錄和智能學習的資料。然後手機終端13將方案發送到控制器11，由控制器11將方案轉成工作指令發送到高度調節電機31、LED補光燈2、加熱器5、加溼器、照明燈6、紫外燈7、風機8和降溫系統等具體的執行機構。各個執行機構即對指令作出反映，利用其自身的通風，控制溫度，控制光照等功能對植物進行培育。

本實用新型中所有裝置也都有被動反饋功能，能夠接受用戶終端13的查詢指令，根據用戶指令返回其需要的信息，特別是在用戶不在家時通過個人移動控制端對家居植物進行遠程訪問，實時掌握家居中的植物生長狀況。

本實用新型的監控系統依賴於內嵌於終端13的軟體程序。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。