CN102084789A - 智能集成化控制的种植装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能集成化控制的种植装置,包括种植框架、以及种植框架上设置的种植盘,还包括供电装置,与所述供电装置连接的LED光照灯、低压水泵和中央控制设备;所述LED光照灯设置在所述种植框架的上端或种植盘的上方,所述低压水泵设置在种植框架底层的供水系统中,通过水管将水传输到种植盘,所述中央控制设备根据不同的经济类种植植物,读取对应存储的控制数据指令,集中控制光照频率和时间、温度变化、浇水量。本发明装置结合准确的实验种植参数,通过智能集成化控制,科学高效的立体种植植物,大大提高了产量,并满足环保要求。

Description

智能集成化控制的种植装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种种植装置,尤其涉及一种节能环保智能化控制的种植装置。 背景技术
[0002] 目前一般采用塑料大棚或小型温室来种植花果、谷物、蔬菜、药用植物等经济类植 物,利用的是太阳光和人工供水施肥,夜晚没有光照,另外有些地方优质特种土壤有限,比 如某一地方的特产水果不能在异地种植。这种没有精确智能化控制的种植模式,植物受光 照时间、光照频率和地区土壤差异的影响,使植物生长不充分,生长周期长,导致产量提不 高,而且时时刻刻需要人工看护,维护成本较高。目前种植过程中没有针对不同植物种类特 性提供科学精确的光照频率、强度和时间,智能控制浇水和保持合适的温湿环境,就不能真 正实现智能化科学种植管理。
发明内容
[0003] 本发明提供一种智能集成化控制的种植装置,结合各种经济类植物准确的实验种 植参数,通过智能集成化控制,科学高效的立体种植,有效利用种植的立体空间、土壤、水和 光照资源,缩短植物生长周期,大大提高了产量,并满足环保要求。
[0004] 本发明实施例提供的一种智能集成化控制的种植装置,包括种植框架、以及种植 框架上设置的种植盘,还包括供电装置,以及与所述供电装置连接的LED光照灯、低压水 泵、供水系统和中央控制设备;所述LED光照灯设置在所述种植框架的上端或种植盘的上 方,所述低压水泵设置在种植框架底层的供水系统中,通过水管将水传输到种植盘,所述中 央控制设备根据不同的经济类种植植物,读取对应存储的控制数据指令,集中控制光照频 率、强度和时间,温度变化,浇水量。
[0005] 进一步,所述LED光照灯采用特定波长的灯珠或灯管,其中红光波长范围是 600nm-700nm,蓝光波长范围是400nm-500nm,红光量占有比例为70-90%,蓝光量占有比例 为10-30%,所述LED光照灯的每天光照时间为10-20小时,光照强度为10-60 μ E,是根据不 同经济类种植植物对应进行控制调整。
[0006] 进一步,所述中央控制设备包括中央控制芯片、电路控制开关、调频器、定时器、功 能选择按键、带USB接口的存储器或读取外接存储卡的设备。
[0007] 进一步,所述种植框架设置有多个可调整高度的支架,所述支架上面活动设置有 多层种植盘,所述种植盘中放置水培营养液或培养基土。多个所述种植框架通过拆卸式组 件活动连接在一起,可横向立体连接和纵向立体连接成一个种植框架系统,实现大规模立 体种植。
[0008] 进一步,所述种植框架上设置有围壁,或者种植框架外部罩有塑料薄膜或布料,形 成防虫的封闭种植环境。在所述种植框架上还设置有温度传感器、湿度传感器和制冷/加 热器。在所述种植框架侧边还设置有用于空气流通和人工授粉的小电风扇。
[0009] 进一步,所述供电装置包括可通过外接插头充电的蓄电池;或者包括可通过外接插头充电的蓄电池,以及与所述蓄电池连接的风力发电机组、或太阳能发电组件。所述太 阳能发电组件的太阳能电池板设置在种植框架的顶层,与所述种植框架连接在一起;或者 所述太阳能电池板与所述种植框架分别独立设置,将转换的电能通过导线传送给所述蓄电 池。
[0010] 进一步,为了实现远程种植控制,所述中央控制设备还连接有网络通信装置,通过 有线网络端口或无线网络收发端口实现远程监控种植及数据收集。
[0011] 采用本发明提供的智能集成化控制的种植装置,有如下优点:
1、通过预先实验记录的各种经济类植物的最佳控制数据,所述控制数据包括植物生长 周期,每天的光照时间、强度,能促进生长的特定光波频率,每天的浇水量,温度值,通风量 等。将所述控制数据形成标准化的控制数据指令程序,智能集成化控制种植,实现在最短的 时间内得到较大的产量。
[0012] 2、利用绿色可再生能源,可将风能或太阳能转换成电能提供光照,克服了地区和 时间差异,比如在干旱地区、夜晚、甚至无自然光照的室内都可让植物进行光合作用和吸收 水分,充分生长。通过控制节能环保的特定波长的LED光照灯和低压水泵,实现集成控制光 照与灌溉。通过温度传感器、湿度传感器和制冷/加热器,以及小电风扇,实现集成控制种 植环境的温度湿度和通风量。科学高效的立体种植植物,精细化栽培,高效利用水资源、电 资源和特种土壤资源,不仅丰富了种植品种的多样化,还提高了单位土地面积的作物产量, 实现作物全自动的工业化生产。
[0013] 3、本发明的种植装置,在种植框架上设置多层种植盘,多个所述种植框架通过拆 卸式组件活动连接在一起,这样的组合立体种植模式,节约了种植的占地空间。作为一种改 进方式,所述种植框架外部罩有塑料薄膜、或安放在封闭种植棚中,形成封闭种植环境,可 以避免虫害和细菌侵害,省去打农药,可得到最环保健康的有机蔬菜、瓜果、鲜花、药用植物寸。
附图说明
[0014] 图1是本发明实施例提供的一种智能集成化控制的种植装置结构示意图。
[0015] 图2是本发明实施例提供的多个种植装置的种植框架连接在一起的结构示意图。
[0016] 图3是本发明实施例提供的改进后的智能集成化控制的种植装置结构示意图。
[0017] 图4是本发明所述智能集成化控制的种植装置中的中央控制设备结构示意图。
[0018] 图5是本发明实施例提供的几种经济类植物的种植控制参数表。
具体实施方式
[0019] 为使本发明更加容易理解,下面结合附图对本发明作进一步阐述,但附图中的实 施例不构成对本发明的任何限制。
[0020] 植物的生长受光照、水分、肥料、环境的温度湿度、空气二氧化碳的含量等因素影 响。本发明实施例提供的智能集成化控制的种植装置充分考虑了上述植物生长因素,结合 多种经济类植物准确的实验种植控制数据,通过智能集成化控制,科学高效的立体种植植 物,有效利用种植立体空间、土壤、水和光照等资源,缩短植物生长周期,大大提高了产量, 并满足环保要求。[0021] 如图1所示,本发明实施例提供了一种智能集成化控制的种植装置,包括种植框 架1,所述种植框架1通过可调整高度的支架设置一层或多层种植盘2,这样多层种植盘可 放不同品质的培养土壤或水培养液,实现立体种植,在不同层次的种植盘中种植不同经济 类植物,或者同一植框架中种植同一类植物。所述种植装置还包括供电装置,以及与供电 装置连接的LED光照灯4、低压水泵5、供水系统51和中央控制设备6 ;所述LED光照灯设 置在所述种植框架的上端或种植盘的上方,所述低压水泵设置在种植框架底层的供水系统 中,通过水管将水传输到种植盘。所述低压水泵将水通过水管滴灌到种植盘中,还可以选择 通过喷头喷洒到种植盘中的植物上,增加灌溉的效果,促进植物生长。所述中央控制设备根 据不同的经济类植物,读取对应存储的控制数据指令,集中控制光照频率、强度和时间,温 度变化,浇水量等。
[0022] 所述控制数据包括植物生长周期,每天的光照时间、强度,能促进生长的特定光波 频率,每天的浇水量,温度值,通风量等,可根据实际种植需求组合选择多种控制数据,将所 述控制数据形成标准化的控制数据指令程序,定时定量智能集成化控制种植,实现在最短 的时间内得到较大的产量。
[0023] 所述种植装置的供电装置包括可通过外接插头充电的蓄电池,通过多条电路开关 线路连接整个种植装置的LED光照灯、低压水泵和中央控制设备等。由蓄电池直接给所述 种植装置供电。
[0024] 或者所述供电装置包括可通过外接插头充电的蓄电池,以及与所述蓄电池连接的 风力发电机组、或太阳能发电组件。白天风力发电机组、或太阳能发电组件可将转换的多余 电能存储到蓄电池7中,晚上由蓄电池继续提供电能,充分利用绿色能源,环保节能。且通 过自身配置风力或太阳能发电模块,摆脱了对外界供电的依赖,可应用环境更广。
[0025] 所述太阳能发电组件的太阳能电池板与所述种植框架连接在一起,设置在种植框 架的顶层;或者所述太阳能电池板与所述种植框架分别独立设置,将转换的电能通过导线 传送给所述蓄电池。比如供电装置为太阳能发电组件时,其太阳能电池板3位于种植框架 1的顶部,蓄电池7 —端与太阳能电池板3连接,另一端通过中央控制设备6分别与LED光 照灯4、低压水泵5连接。
[0026] 作为一种改进的实施例二,如图2所示,多个所述种植框架通过拆卸式组件8活动 连接在一起,可横向立体连接和纵向立体连接成一个大的种植框架系统。
[0027] 作为实施例三,如图3所示,在实施例二的基础上所述种植框架上增加设置有围 壁,或者所述种植框架外部罩有塑料薄膜或布料,形成防虫的封闭种植环境。比如围壁是透 明的玻璃窗,方便人们观察植物生长情况。作为另一种改进方式,在所述种植框架上还设置 有温度传感器9、湿度传感器10和制冷/加热器11。当然还可在所述种植框架侧边支架上 设置有小电风扇12,用来产生气流,改变二氧化碳含量和调节温度、湿度,并适时给瓜果类 植物授粉。
[0028] 当供电装置为太阳能发电组件时,其太阳能电池板位于种植框架的顶部,蓄电池 一端与太阳能电池板连接,另一端通过中央控制设备分别与LED光照灯、低压水泵、温度传 感器、湿度传感器、制冷/加热器和电风扇连接。
[0029] 如图4所示,所述中央控制设备包括中央控制芯片、电路控制开关、调频器、定时 器、功能选择按键、带USB接口的存储器或读取外接存储卡的读卡设备。比如可将存储有不同植物的控制数据指令程序的U盘通过USB接口输入到中央控制设备的存储器中,或者直 接将存储有不同植物控制数据指令程序的存储卡插入到读卡设备中。
[0030] 进一步,为了实现远程种植控制,所述中央控制设备还连接有网络通信装置,通过 有线网络端口或无线网络收发端口实现远程监控种植和数据收集。所述中央控制芯片分别 与功能选择按键、调频器、定时器、网络通信装置、存储器或读卡设备、多个电路控制开关连 接。
[0031] 比如用户种植胡萝卜,就可把存储有胡萝卜控制数据指令程序的存储卡插到读卡 设备中,或直接将胡萝卜控制数据通过无线网络传送给所述中央控制设备,中央控制芯片 自动识别,控制对应的种植盘操作。种植周期是1个月才能长大,每天需16小时光照时间 和滴灌5毫升的水,所述中央控制设备集中控制,定时定量提供光照和水。
[0032] 本发明种植装置的所述LED光照灯采用特定波长的灯珠或灯管,根据植物生产需 要灵活设置组件。其中红光波长范围是600歷-700歷,蓝光波长范围是400歷-500歷,红光 量占有比例为70-90%,蓝光量占有比例为10-30%。比如红光波长值是630nm、650nm、660nm、 690nm ;蓝光波长值是420nm、440nm、450nm、460nm、470nm、490nm。本申请人通过大量实验 发现绿光对植物生长影响很小,所以采用的绿光可很少量忽略不计,或不采用绿光,节约电 能。所述LED光照灯的每天光照时间为10-20小时,光照强度为10-60 μ E,比如具体值为 20 μ Ε、30 μ Ε、40 μ Ε。光照强度太弱植物光合作用效果不佳,光照强度太强植物光合作用反 而减少,只有本发明公开的光照强度最适合。上述数据是通过大量科学实验得到的,是根据 不同经济类种植植物对应进行控制调整,采用最节能的方式让植物生长迅速,提高产量。
[0033] 如图5所示是采用水培营养液,对具体几种经济类种植植物给出其各自的控制数 据:
当种植生菜时,生长周期是30天,LED光照灯与植物的光照距离为30cm,LED光照灯红 光波长是660nm,蓝光波长是460nm,红光量占有比例为85%,蓝光量占有比例为15%。每天 光照14小时,量子光通量密度,即光照强度为20μΕ,温度控制在18-25°C,适量保持通风。
[0034] 当种植冬虫夏草时,生长周期是20天,LED光照灯与植物的光照距离为20cm,LED 光照灯红光波长范围是630nm或660nm,蓝光波长范围是450nm-460nm,红光量占有比例为 89%,蓝光量占有比例为11%。每天光照18小时,量子光通量密度,即光照强度为10-50 μ E, 温度控制在15-22°C,适量保持通风。
[0035] 当种植兰花时,生长周期是30-90天,LED光照灯与植物的光照距离为25_40cm, LED光照灯红光波长范围是630nm或660nm,蓝光波长范围是450nm_460nm,红光量占有比 例为90%,蓝光量占有比例为10%。每天光照13小时,量子光通量密度,即光照强度为20 μ Ε, 温度控制在20-35°C,2小时通风一次。
[0036] 当种植樱桃番茄时,生长周期是30-90天,LED光照灯与植物的光照距离为 15-55cm, LED光照灯红光波长范围是630nm或660nm,蓝光波长范围是450nm_460nm,红光 量占有比例为90%,蓝光量占有比例为10%。每天光照14小时,量子光通量密度,即光照强 度为20 μ E,温度控制在20-35°C,适量保持通风。
[0037] 当种植玫瑰时,生长周期是30-60天,LED光照灯与植物的光照距离为15_70cm, LED光照灯红光波长范围是630nm或660nm,蓝光波长范围是450nm_460nm,红光量占有比 例为90%,蓝光量占有比例为10%。每天光照16小时,量子光通量密度,即光照强度为20 μ E,温度控制在20-35 °C,适量保持通风。
[0038] 还有一些经济类植物的种植控制数据具体见图5的表格,需要说明的是,本发明 种植装置的植盘中可根据不同植物的特性放不同品质的培养土壤或水培营养液,比如改良 后的山崎配方,PDA培养基,MS培养基等。当采用培养土壤时,每天浇水量比如生菜是7毫 升,冬虫夏草是2-5毫升,兰花是2-6毫升,植樱桃番茄是5-10毫升,玫瑰是3-6毫升。当 采用水培营养液就不需要控制浇水量。
[0039] 上述这些控制数据是通过大量实验精确得到的,能在最短种植时间内,以最节约 电能和水量的方式种植得到好质量的经济类植物,还有一些花果、谷物、蔬菜、药用植物等 经济类植物的种植控制数据可以通过实验确定,并形成植物的控制数据指令通过本发明的 种植装置实现智能集成化控制,科学高效的立体种植,本技术领域的人员可以通过该模式 采集各种经济类植物控制数据,形成相应控制数据指令,这里不具体一一说明。
[0040] 采用本发明提供的智能集成化控制的种植装置,通过预先实验记录的各种经济类 植物的种植参数,形成标准化的控制指令程序,智能集成化控制种植,实现在最短的时间内 得到较大的产量。利用绿色可再生能源,可将风能、太阳能等转换成电能,克服了地区和时 间差异,节能又环保。当然在冬天或太阳能少的情况下,所述蓄电池也可通过外接插头连市 电网充电。实现集成控制光照与灌溉,科学高效的立体种植植物,精细化栽培,高效利用水 资源、电资源和特种土壤资源,节约了种植占地面积,不仅丰富了种植品种的多样化,还提 高了单位面积土地的作物产量。
[0041] 所述种植框架外部罩有塑料薄膜、或安放在封闭种植棚中,形成封闭种植环境,可 以避免虫害和细菌侵害,省去打农药,可得到最健康环保的有机蔬菜、瓜果、鲜花等。
[0042] 以上所述是本发明的优选实施方式而已,当然不能以此来限定本发明之权利范 围,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可 以做出若干改进和变动,这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1. 一种智能集成化控制的种植装置,包括种植框架、以及种植框架上设置的种植盘,其 特征在于,还包括供电装置,以及与所述供电装置连接的LED光照灯、低压水泵、供水系统 和中央控制设备;所述LED光照灯设置在所述种植框架的上端或种植盘的上方,所述低压 水泵设置在种植框架底层的所述供水系统中,通过水管将水传输到种植盘,所述中央控制 设备根据不同的经济类种植植物,读取对应存储的控制数据指令,集中控制光照频率、强度 和时间,温度变化,浇水量。
2.根据权利要求1所述智能集成化控制的种植装置,其特征在于,所述LED光照 灯采用特定波长的灯珠或灯管,其中红光波长范围是600nm-700nm,蓝光波长范围是 400nm-500nm,红光量占有比例为70_90%,蓝光量占有比例为10_30%。
3.根据权利要求2所述智能集成化控制的种植装置,其特征在于,所述LED光照灯的 每天光照时间为10-20小时,光照强度为10-60 μ E。
4.根据权利要求1所述智能集成化控制的种植装置,其特征在于,所述中央控制设备 包括中央控制芯片、电路控制开关、调频器、定时器、功能选择按键、带USB接口的存储器或 读取外接存储卡的设备。
5.根据权利要求1所述智能集成化控制的种植装置,其特征在于,所述种植框架设置 有多个可调整高度的支架,所述支架上面活动设置有多层种植盘,所述种植盘中放置水培 营养液或培养基土。
6.根据权利要求1或5所述智能集成化控制的种植装置,其特征在于,多个所述种植 框架通过拆卸式组件活动连接在一起,可横向立体连接和纵向立体连接成一个种植框架系 统。
7.根据权利要求1或5所述智能集成化控制的种植装置,其特征在于,所述种植框架 上设置有围壁,或者种植框架外部罩有塑料薄膜或布料,形成防虫的封闭种植环境。
8.根据权利要求7所述智能集成化控制的种植装置,其特征在于,在所述种植框架上 还设置有温度传感器、湿度传感器和制冷/加热器;在所述种植框架侧边还设置有电风扇。
9.根据权利要求1所述智能集成化控制的种植装置,其特征在于,所述供电装置包括 可通过外接插头充电的蓄电池;或者包括可通过外接插头充电的蓄电池,以及与所述蓄电 池连接的风力发电机组、或太阳能发电组件。
10.根据权利要求1或4所述智能集成化控制的种植装置,其特征在于,所述中央控制 设备还连接有网络通信装置,通过有线网络端口或无线网络收发端口实现远程监控种植和 数据收集。
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