CN103250599B - 一种自动控制的移动植物墙 - Google Patents

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Abstract

一种自动控制的移动植物墙,属于植物墙技术领域。其特征在于包括控制器,所述的控制器与风扇、水泵、加热器、显示器、按键组、温度传感器、湿度传感器、液位传感器、漏电保护器配合连接;所述的温度传感器、湿度传感器设置在植物叶片和基质之间,加热器设置在基质背部。该一种自动控制的移动植物墙,通过对植物生长所需的光、温、水、气、养的控制,保证植物成活和生长,且具有可模块化组装、移动方便、养护简单、节能、植物根部空气循环畅通、植物存活时间长、绿化效果好等优点。

Description

一种自动控制的移动植物墙
技术领域
[0001] 本发明属于植物墙技术领域,具体为一种自动控制的移动植物墙。
背景技术
[0002] 光、温、水、气、养是植物生长和养护的五大要素。将水平生长的植物移植到垂 直生长的植物墙上,控制这五大要素是保证植物成活的基础。植物墙控制系统经历了从 手动到自动化,再到智能化的演化过程,但现有技术并没有实现完全的智能化,在养护上 多是采用人工控制与自动控制相结合的方法。专利"植物墙智能控制系统"(申请号: 201210159554. 7)公开了一种植物墙智能控制系统,但该系统也并没有完全实现智能化,部 分功能尚需结合人工控制,且该系统中并未考虑植物根系的温度。根温可以直接影响植物 生长,也可以通过对光合作用、水分代谢、矿质营养和植物激素等的影响而间接影响生长; 此外,该系统并没有对手动与自动控制的更替以及断电对于设置的影响做出设计和说明, 存在安全隐患。
发明内容
[0003] 针对现有技术存在的上述问题,本发明的目的在于设计提供一种自动控制的移动 植物墙的技术方案,通过对植物生长所需的光、温、水、气、养的控制,保证植物成活和生长, 并且引入时钟记忆和手动自动控制的自动更替功能,安全系数高,操作简单,控制效果好。
[0004] 所述的一种自动控制的移动植物墙,其特征在于包括控制器,所述的控制器与风 扇、水泵、加热器、显示器、按键组、温度传感器、湿度传感器、液位传感器、漏电保护器配合 连接;
[0005] 该移动植物墙为单面植物墙,包括顶板及与其连接的左侧板、右侧板,左侧板、右 侧板底部配合设置水槽,网片四侧边分别与顶板、左侧板、右侧板、水槽配合连接,网片前 面配合设置种植袋,网片后面的顶板上配合设置风扇、喷淋装置,该喷淋装置通过水管与安 装在水槽内的水泵连接;所述的种植袋由一组独立的小种植袋排列构成,小种植袋种植植 物;
[0006] 所述的温度传感器、湿度传感器设置在植物叶片和基质之间,加热器设置在基质 背部,液位传感器设置在水槽内,漏电保护器设置电源线上。
[0007] 所述的一种自动控制的移动植物墙,其特征在于:网片后部配合设置背板,网片、 背板之间的间距为l _50cm,优选10_40cm,更优选20_30cm。
[0008] 所述的一种自动控制的移动植物墙,其特征在于包括控制器,所述的控制器与风 扇、水泵、加热器、显示器、按键组、温度传感器、湿度传感器、液位传感器、漏电保护器配合 连接;
[0009] 该移动植物墙为双面植物墙,包括顶板及与其连接的左侧板、右侧板,左侧板、右 侧板底部配合设置水槽,网片侧边分别与顶板、左侧板、右侧板、水槽配合连接,两片网片前 后背靠背设置,风扇和喷淋装置安装在两片网片中空顶部的顶板上;所述喷淋装置通过水 管与安装在水槽内的水泵连接;网片前面配合设置种植袋,所述的种植袋由一组独立的小 种植袋排列构成,小种植袋种植植物;
[0010] 所述的温度传感器、湿度传感器设置在植物叶片和基质之间,加热器设置在基质 背部,液位传感器设置在水槽内,漏电保护器设置在水管中。
[0011] 所述的一种自动控制的移动植物墙,其特征在于包括控制器,所述的控制器与风 扇、水泵、加热器、显示器、按键组、温度传感器、湿度传感器、液位传感器、漏电保护器配合 连接;
[0012] 该移动植物墙为无边框双面植物墙,包括水槽、顶板、以及连接水槽和顶板的倒U 型支架,水槽上配合设置两组倒U型支架和两片网片,所述的网片前后背靠背设置,四侧边 分别与顶板、倒U型支架、水槽配合连接,顶板上配合设置风扇、喷淋装置、补光灯,其出风 口、喷淋口分别设置在背靠背的两张网片上方,该喷淋装置通过水管与安装在水槽内的水 泵连接,网片前面及两片网片形成的侧面均配合设置种植袋,所述的种植袋由一组独立的 小种植袋排列构成,小种植袋种植植物;
[0013] 所述的温度传感器、湿度传感器设置在植物叶片和基质之间,加热器设置在基质 背部,液位传感器设置在水槽内,漏电保护器设置在水管中。
[0014] 所述的一种自动控制的移动植物墙,其特征在于还包括与控制器配合连接的蜂鸣 器。
[0015] 所述的一种自动控制的移动植物墙,其特征在于:水槽上设置出水口、进水口。
[0016] 所述的一种自动控制的移动植物墙,其特征在于:水槽底部设置一个以上滚轮。
[0017] 所述的一种自动控制的移动植物墙,其特征在于:所述的两片网片之间的间距为 l-50cm,优选 5-30cm,更优选 10-20cm。
[0018] 所述的一种自动控制的移动植物墙,其特征在于:还包括与控制器配合连接的补 光装置,补光装置设置在喷淋装置旁边的顶板上;所述的补光装置为或无或一盏或多盏补 光灯,安装在有种植袋的一侧或两侧,灯的位置不低于植物墙高度的2/3处,不高于顶板往 上30cm处,灯下部向植物墙倾斜15-45°。
[0019] 上述一种自动控制的移动植物墙,通过对植物生长所需的光、温、水、气、养的控 制,保证植物成活和生长,在植物根部增设加热器,能对植物根系进行加温,对于刺激植物 生长,尤其是冬季生长具有明显效果;安全系数高,高低压电输出分离,并具有低液位报警 以及警戒液位自动断电的功能;有预留端口,随时控制系统程序更新和参数更新;并设置 时钟记忆功能,断电后仍保持断电前的设置;手动与自动控制的自动交替功能,当手动操作 超出系统默认时间时,自动关闭,避免因种植者忘记关闭浇水等操作而造成对植物乃至家 庭的严重影响。
[0020] 该植物墙具有可模块化组装、移动方便、养护简单、节能、植物根部空气循环畅通、 植物存活时间长、绿化美化效果好等优点,有益效果主要表现在:
[0021] 1)喷淋装置从种植袋背面浇水,水分通过种植袋的渗透作用使基质吸收水分,过 饱和水通过种植袋背面流回水箱内,避免直接喷淋植株引起基质内的养分流失和基质结构 改变;
[0022] 2)植物根的呼吸作用产生大量二氧化碳,留存在网片和背板(或另一侧网片)之间 的空间内,影响植物根的正常生长,容易导致植物根部腐烂;本发明在墙体顶部设置风扇, 使网片和后壁之间的空间形成空气对流层,驱散废气,从而使植物根呼吸更顺畅,避免因空 气不流通引起根部腐烂等问题;风扇能加快水气蒸发,给植物营造见干见湿的最佳生长环 境;植物生长过程中产生的乙烯激素,大量累积会导致植物产生离层,引起落叶、落花等问 题,风扇可有效驱散有害气体,避免因激素累积产生的落花落果现象。
[0023] 3)风扇运行时,在种植袋背部形成风压,将负氧离子从植物墙面输送出去,从而更 大范围改善空气质量;
[0024] 4)采用循环喷淋装置,将多余水分回收于水槽内,经过滤网过滤掉杂质后,通过水 泵和水管再次进入喷淋装置中,水分重复使用,节能环保,养护简单;
[0025] 5)自动控制光、温、水、气、养等影响因子,给植物营造最佳生境,即使长时间不养 护,也能保证植株健康生长,实现植物养护"傻瓜化";
[0026] 6)每个小种植袋是一个小模块,其中的植物可随意替换,拼成自己喜欢的各种图 案,不仅美观,还能用于家庭成员互动,其乐无穷,实现植物的模块化;
[0027] 7)将该植物墙置于室内,不仅能释放负氧离子,还能吸收粉尘和可吸入颗粒物,以 及甲醛、TV0C等有毒有害气体,具有可以提高室内负氧离子含量、降低粉尘和可吸入颗粒物 浓度、净化空气的功能;
[0028] 8)该植物墙节约空间,能用小空间实现大面积的绿化效果,并且能将生长习性差 异大的植物种植于同一面植物墙并进行统一养护。
附图说明
[0029] 图1为本发明的植物墙墙体框架、水槽的结构示意图一;
[0030] 图2为本发明的植物墙墙体框架、水槽的结构示意图二;
[0031] 图3为本发明单面植物墙墙体的结构示意图;
[0032] 图4为本发明双面植物墙的侧面结构示意图;
[0033] 图5为本发明自动控制结构框图;
[0034] 图6为本发明双面无边框植物墙墙体的结构示意图;
[0035] 图中:1_风扇、2-顶板、3-右侧板、4-控制器、5-滚轮、6-水槽、7-水泵、8-左侧 板、喷淋装置、1CK背板、1卜网片、12-种植袋、12a_小种植袋、
[0036] 13-控制器、14-加热器、15-显不器、16-按键组、17-蜂鸣器、18-液位传感器、 19-湿度传感器、20-温度传感器、21-漏电保护器、22-补光装置。
具体实施方式
[0037] 以下结合说明书附图对本发明作进一步说明。
[0038] 如图所示,该移动植物墙为单面植物墙,包括顶板2及与其连接的左侧板8、右侧 板3,左侧板8、右侧板3底部配合设置水槽6,网片11四侧边分别与顶板2、左侧板8、右侧 板3、水槽6配合连接,网片11前面配合设置种植袋12,网片11后面的顶板2上配合设置风 扇1、喷淋装置9和补光装置22,该喷淋装置9通过水管与安装在水槽6内的水泵7连接。 网片11后部配合设置背板10,网片11、背板10之间的间距为l-50cm,优选10-40cm,更优 选20-30cm。顶板2、左侧板8、右侧板3、水槽6内侧分别设置凹槽,网片11四侧边分别嵌 设在凹槽内。所述的种植袋12由一组独立的小种植袋12a排列构成。右侧板3上配合设 置控制器4,控制器4分别与风扇1、水泵7配合连接。水槽6上设置出水口、进水口。水槽 6底部设置一个以上滚轮5,可以是万向轮。所述的种植袋12由为透水透气材料制成,可以 采用天然或合成的纤维,或竹炭布等,或可由两种或两种以上的多种纤维复合而成,种植袋 12为接近植物的颜色,最好是绿色。喷水在植物12背面的织物上,并由织物向种植植物的 基质渗透。所述风扇1可以是一个或多个,可以根据不同用途设置在顶板2的任意位置。
[0039] 该移动植物墙可以为双面植物墙,包括顶板2及与其连接的左侧板8、右侧板3,左 侧板8、右侧板3底部配合设置水槽6,网片11侧边分别与顶板2、左侧板8、右侧板3、水槽 6配合连接,两片网片11前后背靠背设置,风扇1和喷淋装置9安装在两片网片11中空顶 部的顶板2上;所述的补光装置为对称设置在植物墙两面;所述的两片网片11之间的间距 为l-50cm,优选5-30cm,更优选10-20cm ;其它结构与单面植物墙相同,也能取得本发明所 述的有益效果。
[0040] 该移动植物墙可以为无边框双面植物墙,包括水槽6、顶板2、以及连接水槽6和顶 板2的倒U型支架,水槽6上配合设置两组倒U型支架和两片网片11,所述的网片11前后 背靠背设置,四侧边分别与顶板2、倒U型支架、水槽6配合连接,网片11前面及两片网片 11形成的侧面均配合设置种植袋12 ;其它结构与双面植物墙相同,也能取得本发明所述的 有益效果。
[0041] 喷淋装置9从种植袋背面浇水,水分通过种植袋12的渗透作用使基质吸收水分, 过饱和水通过种植袋12背面流回水箱内,避免直接喷淋植株引起基质内的养分流失。植物 根的呼吸作用产生大量二氧化碳,留存在网片11和背板10 (或另一侧网片11)之间的空间 内,影响植物根的正常生长;本发明在墙体顶部设置风扇1,使网片11和后壁之间的空间形 成空气对流层,驱散废气,从而使植物根呼吸更顺畅,避免因空气不流通引起根部腐烂等问 题,风扇1能加快水气蒸发,给植物营造见干见湿的最佳生长环境;植物的生长激素,如乙 烯等,大量积累会导致植物产生离层,引起落叶、落花等问题,风扇1能让这些气体散开,避 免其影响植物生长;风扇1运行时,在种植袋12背部形成风压,将负氧离子从植物墙内输送 出去,从而改善空气质量;采用循环喷淋装置9,将多余水分回收于水槽6内,经过滤网过滤 掉杂质后,通过水泵7和水管再次进入喷淋装置9中,水分重复使用,节能环保,养护简单; 自动控制光、温、水、气、养等影响因子,给植物营造最佳生境,即使长时间不养护,也能保证 植株健康生长,实现植物养护"傻瓜化";每个小种植袋12a是一个小模块,其中的植物可随 意替换,拼成自己喜欢的各种图案,不仅美观,还能用于家庭成员互动,其乐无穷,实现植物 的模块化。
[0042] 该移动植物墙的控制系统包括控制器13,所述的控制器13与风扇1、水泵7、加热 器14、显示器15、按键组16、温度传感器20、湿度传感器19、液位传感器18、漏电保护器21 配合连接;所述的温度传感器20、湿度传感器19设置在植物叶片和基质之间,加热器14设 置在基质背部,液位传感器18设置在水槽6内,漏电保护器21设置在水管中;还包括与控 制器13配合连接的补光装置22,补光装置22设置在喷淋装置9旁边的顶板2上;还包括 与控制器13配合连接的蜂鸣器17。喷淋装置9、风扇1、水泵7、加热器14、按键组16、温度 传感器20、湿度传感器19、液位传感器18、漏电保护器21、补光装置22、蜂鸣器17分别通 过通信线路与控制器13的水路控制端口、温度控制端口、湿度控制端口、液位控制端口、风 扇控制端口、加热控制端口、喷淋控制端口、补光控制端口、RTC定时电路、定时器对应连接, 控制器13还通过串口通讯接口与显示器15连接,显示器15预留了 USB端口;另外控制器 13还包含USB模块用于控制系统程序更新和参数更新;所述的控制器13采用SHC1280,由 森禾种业生产,可以从市场上直接购得。
[0043] 喷淋装置9、风扇1、水泵7、加热器14、温度传感器20、湿度传感器19、液位传感器 18、漏电保护器21、补光装置22、蜂鸣器17根据不同需求设置为一个或多个。显示器15包 括时间显示模块、温度显示模块、湿度显示模块。所述的按键组16包括送风控制按键、灌溉 控制按键、补光控制按键、模式控制按键、设置控制按键、复位控制按键、电源控制按键。所 述控制器13使用强弱电隔离电路,其中风扇1、水泵7、LED补光装置22、漏电保护器21和 加热器14为强电输出,温度传感器20、湿度传感器19、液位传感器18、蜂鸣器17为弱电输 入输出。
[0044] 该移动植物墙的控制系统具有以下功能:
[0045] (1)浇水:多时段定时浇水,处于自动开启关闭状态;亦可手动临时开启和关闭; 手动开启X分钟后自动关闭;亦可设置为根据湿度目标值进行浇水动作;开启时同时开启 风扇1 ;
[0046] (2)送风:多时段定时送风,处于自动开启关闭状态;亦可手动临时开启和关闭; 手动开启X分钟后自动关闭;
[0047] (3)补光:多时段定时补光,处于自动开启关闭状态;亦可手动临时开启和关闭; 手动开启X分钟后自动关闭;
[0048] (4)加温:多时段定时加温,处于自动开启关闭状态;亦可手动临时开启和关闭; 手动开启X分钟后自动关闭;亦可设置为根据温度目标值进行加温动作;
[0049] (5)时钟记忆:突遇断电等意外情况时,设定好的浇水、送风、补光、加温动作仍按 断电前的设置进行;
[0050] (6) USB模块:用于控制系统程序更新和参数更新。
[0051] 人机界面的实现:整个控制系统显示分为自动运行界面和手动操作界面;灌溉、 补光、送风控制可以进行手动控制和自动控制切换;自动控制根据预设参数自动进行控制; 手动控制为通面扳操作按键控制水泵7进行灌溉或控制LED补光装置22进行补光或控制 风扇1进行送风等。整个菜单通过9个按键操作,按键功能分别为:"P0WER"键是电源控制, 用于开启和关闭系统;"复位"键用于恢复默认设置;"灌溉"键用于开启和关闭浇水动作; "补光"键用于开启和关闭补光灯;"送风"键用于开启和关闭风扇;"模式"键用于选择系统 设置好的成套动作模式;"设置"键用于开启手动模式设置功能;"Λ"键和" ▽"键循环选择 需要设置的项,以及循环设置需要设置项的值。

Claims (5)

1. 一种自动控制的移动植物墙,其特征在于包括控制器(13),所述的控制器(13)与 风扇(1)、水泵(7)、加热器(14)、显示器(15)、按键组(16)、温度传感器(20)、湿度传感器 (19 )、液位传感器(18 )、漏电保护器(21)配合连接; 该移动植物墙为单面植物墙,包括顶板(2)及与其连接的左侧板(8)、右侧板(3),左侧 板(8)、右侧板(3)底部配合设置水槽(6),网片(11)四侧边分别与顶板(2)、左侧板(8)、右 侧板(3)、水槽(6)配合连接,网片(11)前面配合设置种植袋(12),网片(11)后部配合设置 背板(10),网片(11)、背板(10)之间的间距为10-40cm;网片(11)后面的顶板(2)上配合设 置风扇(1)、喷淋装置(9),该喷淋装置(9)通过水管与安装在水槽(6)内的水泵(7)连接; 所述的种植袋(12)由一组独立的小种植袋(12a)排列构成,小种植袋(12a)种植植物;所述 的种植袋(12)由为透水透气材料制成,喷水在种植袋(12)背面的织物上,并由织物向种植 植物的基质渗透; 所述的温度传感器(20)、湿度传感器(19)设置在植物叶片和基质之间,加热器(14)设 置在基质背部,液位传感器(18)设置在水槽(6)内,漏电保护器(21)设置电源线上; 还包括与控制器(13)配合连接的蜂鸣器(17),水槽(6)上设置出水口、进水口,水槽 (6)底部设置一个以上滚轮(5);还包括与控制器(13)配合连接的补光装置(22),补光装置 (22)设置在喷淋装置(9)旁边的顶板(2)上;所述的补光装置(22)为一盏以上补光灯,安 装在有种植袋的一侧或两侧,灯的位置不低于植物墙高度的2/3处,不高于顶板往上30cm 处,灯下部向植物墙倾斜15-45 °。
2. 如权利要求1所述的一种自动控制的移动植物墙,其特征在于:网片(11)、背板 (10)之间的间距为20-30cm。
3. -种自动控制的移动植物墙,其特征在于包括控制器(13),所述的控制器(13)与 风扇(1)、水泵(7)、加热器(14)、显示器(15)、按键组(16)、温度传感器(20)、湿度传感器 (19 )、液位传感器(18 )、漏电保护器(21)配合连接; 该移动植物墙为双面植物墙,包括顶板(2)及与其连接的左侧板(8)、右侧板(3),左侧 板(8)、右侧板(3)底部配合设置水槽(6),网片(11)侧边分别与顶板(2)、左侧板(8)、右 侧板(3)、水槽(6)配合连接,两片网片(11)前后背靠背设置,两片网片(11)之间的间距 5-30cm ;风扇(1)和喷淋装置(9)安装在两片网片(11)中空顶部的顶板(2)上;所述喷淋装 置(9 )通过水管与安装在水槽(6 )内的水泵(7 )连接;网片(11)前面配合设置种植袋(12 ), 所述的种植袋(12)由一组独立的小种植袋(12a)排列构成,小种植袋(12a)种植植物; 所述的种植袋(12)由为透水透气材料制成,喷水在种植袋(12)背面的织物上,并由织 物向种植植物的基质渗透; 所述的温度传感器(20)、湿度传感器(19)设置在植物叶片和基质之间,加热器(14)设 置在基质背部,液位传感器(18)设置在水槽(6)内,漏电保护器(21)设置在水管中; 所述的温度传感器(20)、湿度传感器(19)设置在植物叶片和基质之间,加热器(14)设 置在基质背部,液位传感器(18)设置在水槽(6)内,漏电保护器(21)设置在水管中;还包括 与控制器(13 )配合连接的蜂鸣器(17 ),水槽(6 )上设置出水口、进水口,水槽(6 )底部设置 一个以上滚轮(5);还包括与控制器(13)配合连接的补光装置(22),补光装置(22)设置在 喷淋装置(9)旁边的顶板(2)上;所述的补光装置(22)为一盏以上补光灯,安装在有种植袋 的一侧或两侧,灯的位置不低于植物墙高度的2/3处,不高于顶板往上30cm处,灯下部向植 物墙倾斜15-45°。
4. 一种自动控制的移动植物墙,其特征在于包括控制器(13),所述的控制器(13)与 风扇(1)、水泵(7)、加热器(14)、显示器(15)、按键组(16)、温度传感器(20)、湿度传感器 (19 )、液位传感器(18 )、漏电保护器(21)配合连接; 该移动植物墙为无边框双面植物墙,包括水槽(6)、顶板(2)、以及连接水槽(6)和顶板 (2)的倒U型支架,水槽(6)上配合设置两组倒U型支架和两片网片(11),所述的网片(11) 前后背靠背设置,两片网片(11)之间的间距5-30cm ;四侧边分别与顶板(2)、倒U型支架、 水槽(6 )配合连接,顶板上配合设置风扇(1 )、喷淋装置(9 )、补光灯(13 ),其出风口、喷淋口 分别设置在背靠背的两张网片(11)上方,该喷淋装置(9)通过水管与安装在水槽(6)内的 水泵(7)连接,网片(11)前面及两片网片(11)形成的侧面均配合设置种植袋(12 ),所述的 种植袋(12)由一组独立的小种植袋(12a)排列构成,小种植袋(12a)种植植物; 所述的种植袋(12)由为透水透气材料制成,喷水在种植袋(12)背面的织物上,并由织 物向种植植物的基质渗透; 所述的温度传感器(20)、湿度传感器(19)设置在植物叶片和基质之间,加热器(14)设 置在基质背部,液位传感器(18)设置在水槽(6)内,漏电保护器(21)设置在水管中; 所述的温度传感器(20)、湿度传感器(19)设置在植物叶片和基质之间,加热器(14)设 置在基质背部,液位传感器(18)设置在水槽(6)内,漏电保护器(21)设置在水管中;还包括 与控制器(13 )配合连接的蜂鸣器(17 ),水槽(6 )上设置出水口、进水口,水槽(6 )底部设置 一个以上滚轮(5);还包括与控制器(13)配合连接的补光装置(22),补光装置(22)设置在 喷淋装置(9)旁边的顶板(2)上;所述的补光装置(22)为一盏以上补光灯,安装在有种植袋 的一侧或两侧,灯的位置不低于植物墙高度的2/3处,不高于顶板往上30cm处,灯下部向植 物墙倾斜15-45°。
5. 如权利要求3或4所述的一种自动控制的移动植物墙,其特征在于:所述的两片网 片(11)之间的间距为10-20cm。
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