CN104429688A - 一种以led植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以LED植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统，以满足节能环保和智能化种植的需求。其特征在于：包括：生长转动模块，植物生长箱模块，LED光源模块，供水模块，以及能源供应模块，中央控制模块，用户终端。用户可在移动终端和PC终端查看植物生长情况，同时也可以通过终端，调节植物生长灯光配比及强度、温度、二氧化碳浓度、水分参数，来满足不同植物的生长需求。

Description

一种以LED植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统

技术领域

本发明涉及一种以LED植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统。 

背景技术

随着人们生活的提高，以及环境污染问题和食品安全问题不断发生，有机食品倍受大众的喜爱，传统农业的种植生产方式，由于受环境污染及气候条件的限制，传统农业种植出来的有机植物，越来越不有机，同时人口的日益增长，对种植的周期长短和产量，越来越关注。

温室大棚可长期为作物创造最佳的生长条件，避免外界恶劣气候的影响，达到调节作物产期、促进作物生长发育、防治病虫害及提高产量和品质等目的。温室大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利，得到了迅速的推广和应用。种植环境中的温度、湿度、光照度、CO2浓度等环境因子对作物的生产有很大的影响。

随着科技的发展，温室的种植系统逐步实现机械化和智能化。在现有的种植场系统中常使用日光灯、白炽灯作为光源，对植物照射它们的光而培育植物。而LED与如白炽灯、日光灯、高压钠灯等现有的光源相比，不仅在能自由地仅选择植物所需的波长的光的方面作为植物照明光源是有效的，而且在发光光谱没有热辐射的方面，作为植物栽培用光源是非常有利的。

然而，现有的种植场系统尚不能满足对光照、温度、二氧化碳、水分、营养液的智能调节，实现节能环保和智能化种植。

发明内容

基于此，本发明的首要目的是一种以LED植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统，以满足节能环保和智能化种植的需求。

一种以LED植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统，其特征在于：包括生长转动模块，植物生长箱模块，LED光源模块，供水模块，能源供应模块，中央控制模块；其中，生长转动模块采用钢结构作为支撑架并垂直于地面安装，所述供水模块设置在生长转动模块的下方，植物生长箱模块安装在生长转动模块上；所述中央控制模块可对植物生长箱模块中的植物生长环境进行实时监测和/或调节。

在一个实施例中，该系统还包括能源供应模块，中央控制模块。在一个实施例中，该系统还包括用户终端。

所述中央控制模块可对植物生长箱模块中的植物生长环境进行实时监测和/或调节。

生长转动模块包括一个大型链式传动机构，多个植物生长箱模块均匀悬挂安装在大型链式传动机构上；大型链式传动机构两侧可沿上、下两个方向同步运动，进而带动多个植物生长箱模块在不同高度之间运动。

在一个实施例中，植物生长箱模块底部设置有种植盘，种植盘为抽屉式的可从植物生长箱中拉出。

在一个实施例中，当一个植物生长箱模块转动到底层时，通过供水模块可实现对该植物生长箱模块进行自动给水或洒水。

在一个实施例中，每个植物生长箱模块设置有一个LED光源模块；LED灯顶部设置有弧形反光板。

在一个实施例中，植物生长箱模块的底部有均匀分布许多小孔，水分可以通过小孔渗透到植物生长箱中；小孔上方为亲水物质，可以吸收水分。

在一个实施例中，植物生长箱模块配置无线传输模块，把传感器采集的信号实时的无线发送给中央控制模块，并通过中央控制模块来调节湿度、温度和二氧化碳浓度，对作物生长环境实时监控。

在一个实施例中，该种植场系统的能源供应模块，包括太阳能供电和蓄电池模块。

在一个实施例中，还包括用户终端，用户终端为移动手机/电脑，可通过有线或无线的方式接入到中央控制模块；用户可在移动终端和PC终端查看植物生长情况，同时也可以通过终端，监测/调节系统的运行状态，来满足不同植物的生长需求。 

本发明具有以下优点：

1)      实现农业生产由机械化向智能化的转变，大大的提高了生产力。室内种植方式病虫害可以控制，无需使用农药之类的，使植物成为更有机食品。立体化种植，种植密度得到提升，产量大大增加。

2)      生长转动模块4的侧面为长条状，支撑架侧面和底座的底面为长条形，该系统占地面积小，节约土地面积，大大提高了土地的利用率。

3)      该系统有自己植物生长灯调光系统，无需太阳光，可以实现室内大规模种植，此种植方式不受环境和气候条件影响，产量稳定性，可以规模化种植。独特的植物生长灯系统，大大的缩短植物的生长周期，提高培育速度。

4)      生长转动系统让植物生长变成自动流水线作业，这样能源的利用率更高，生产种植效率得到提升。整个生长周期，只需放不同的种子，选择不同方案模式，到收割，无需人为操作和干预。

5)      可以用无线远程监控植物生产，减少人工控制和操作，真正的实现智能远程控制。通过移动或者PC终端监控植物生长。

6)      利用太阳能供电，绿色环保。使用本LED特定光源生长灯比类似红波、蓝波特殊照明传统灯具更加节能环保 。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为该种植场系统的主视图。

图2为该种植场系统的局部放大图

图3为该种植场系统的侧视图。

图4为该种植场系统的立体示意图。

图5为该种植场系统的无线远程控制网络结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

一种以LED植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统，如图1、2、3所示。

一种以LED植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统，其特征在于：包括生长转动模块4，植物生长箱模块2，LED光源模块1，供水模块5，能源供应模块，中央控制模块；其中，生长转动模块4采用钢结构作为支撑架并垂直于地面安装，所述供水模块5设置在生长转动模块4的下方，植物生长箱模2块安装在生长转动模块4上。

在一个实施例中，该系统包括：底座、生长转动模块4，植物生长箱模块2，LED光源模块1，供水模块5。其中，生长转动模块4的侧面为长条状，垂直于地面安装在底座上，一个独立的供水模块5设置在生长转动模块4的下方。植物生长箱模块2吊挂安装在生长转动模块4上。 

在一个实施例中，该系统还包括能源供应模块，中央控制模块。在一个实施例中，该系统还包括用户终端。

所述中央控制模块可对植物生长箱模块中的植物生长环境进行监测和/或调节。

所述生长转动模块4包括一个大型链式传动机构6，植物生长箱模块2悬挂安装在传动机构两侧链条的轴上；大型链式传动机构两侧的链条可沿一个方向同步运动，进而带动链式支架上的所述多个植物生长箱模块2在不同高度之间运动。

所述生长转动模块4包括一个大型链式传动机构6，多个植物生长箱模块2均匀悬挂安装在大型链式传动机构上；大型链式传动机构两侧可沿上、下两个方向同步运动，进而带动多个植物生长箱模块2在不同高度之间运动

所述多个生长转动模块4随着大型链式传动机构6沿一个方向同步运动，根据需要控制其运动速度，同时使得生长转动模块4在不同高度停留。对于生长周期不同的作物，每转动一圈可采用不同周期，如24小时、16小时、12小时、8小时。

在一个实施例中，生长转动模块4采用钢结构作为支撑架，保证了其中植物生长转动的稳定性，转动部分采用大型链式传动机构6，保证了传动稳定性。

在一个实施例中，生长转动模块4的动力部分采用伺服电机作为动力，伺服电机的驱动板配置无线传输模块，可以无线接收中央控制模块发送的数据，根据数据指令控制电机的转速和停止位置。无线传输模块把传感器采集的信号实时的无线发送给中央控制模块，并通过中央控制模块来调节湿度、温度和二氧化碳浓度，对作物生长环境实时监控。

在一个实施例中，植物生长箱模块2底部设置有种植盘3，种植盘3为抽屉式的可从植物生长箱2中拉出。种植盘3可整层抽取下来，换上新层，大量节约收割蔬菜的时间。在一个实施例中，种植盘3具有一定深度，便于储存水。

当一个植物生长箱模块2转动到底层时，通过供水模块5可实现对该植物生长箱模块2进行自动给水或洒水。在一个实施例中，供水模块5采用环保的不锈钢材料和无缝焊接技术制成，保证给植物正常供应水分的同时，也保证植物的有机物，采用环保材料不会对植物产生二次污染。

所述植物生长箱模块2用于种植植物，植物生长箱模块2根据植物重力学设计，保证植物的生长方向一致性。植物生长箱模块的底部有均匀分布许多小孔，水分可以通过小孔渗透到植物生长箱中，小孔上方为亲水物质，可以吸收水分，保持一定的时间，供植物吸收。在一个实施例中，植物生长箱模块2可自由更换要生长的植物，实现单独收割和种植。

在一个实施例中，每个植物生长箱模块2设置有一个LED光源模块1。在一个实施例中，在每个植物生长箱模块2的顶端，配备独立的LED光源模块1。在一个实施例中，LED灯顶部设置有弧形反光板，以提高光线利用率。

在一个实施例中，采用高性能的LED植物生长灯作为照明光源，LED植物生长灯采用铝外壳散热，优质的铝材或其他散热材料做出的外壳，散热效果极佳，保证灯具的长寿命，减少了维护成本，植物生产灯的透光罩采用高透光率阻燃PC材料，保证灯具光效最大化和使用的安全性LED植物生产灯的灯珠采用高光效特殊波长的单色光LED组成，如红光波长为650-660nm，蓝光波长为440-450nm和可发射全波长的白光，根据不同特性植物，可分别调节出不同的白光、红光和蓝光强度。可以调整多种颜色组合，来满足给植物提供不同光需要。植物生产灯的电源采用高效率的PWM调光驱动电源，配合无线传输控制模块使用。另外该调光系统位于植物垂直正上方，短距离照射，光损很小，尽量最小化功率，最大化光效利用。植物生长灯的波长和强度，可以根据植物的生长周期来调节。在植物不同生产周期提供不同颜色配比光照，为植物提供不同波长及强度的光照，来满足植物生长的需求，整个调光系统是根据植物的生长周期特性自动调光。另外，调光系统还可以根据植物的生长周期，来开关植物生长灯，来实现资源利用的最优化。

在一个实施例中，每个植物生长箱模块2中，均配置有温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器。在一个实施例中，每个植物生长箱模块2中，配置无线传输模块，把湿度感应器采集的湿度信号实时的无线发送给中央控制模块，并通过中央控制模块对作物生长环境的实时监测/调节。在一个实施例中，还可以在每个植物生长箱模块2设置二氧化碳供应模块和制热模块，并通过无线传输模块连接到中央控制模块，并根据不同的作物所需的生长条件，实现对每个植物生长箱模块2的温度和二氧化碳浓度的控制。二氧化碳浓度调节：是通过二氧化碳浓度感应器采集二氧化碳浓度数据通过个无线传输模块实时发送给中央控制模块，根据植物生长数据进行对比，当低于设定值时，中央控制模块就释放适量二氧化碳气体，来平衡二氧化碳浓度。

在一个实施例中，温度和二氧化碳感应都装置无线传输发射模块，实时发送监测到数据给中央控制模块。无需布设线路，减少布线和维护成本，可以实现远程智能控制。在一个实施例中，无线传输控制模块采用先进的Zigbee或者Jennet IP通信协议，控制应用兼容安卓或者IOS手机系统，应用程序可以根据不同的植物，设置不同情景模式，来控制植物生长的开关时间和调光，真正实现智能远程无线传输控制。

在一个实施例中，该种植场系统的能源供应模块可包括在温室大棚外设置有太阳能供电和蓄电池模块，并连接到种植场系统的生长转动模块4、中央控制模块、供水模块5、LED光源模块1、植物生长箱模块2，实现对该系统的供电，达到节能环保之效果。

每一个供水模块中均设置有一个酸碱度测试仪，酸碱度测试仪用于测试营养液或水分的酸碱度，因为不同的植物需要的酸碱环境不同，可以根据植物需要的酸碱环境要求在中央控制块检测每类植物种植营养液或水分的酸碱度，中央控制块同时可以控制植物生长灯的强度、配比，调节温度和调节湿度。

在一个实施例中，中央控制模块根据植物生长周期对水分需求，对比湿度数据，如需要供水，种植箱运行到供水系统的上方，供水模块5开始供水。植物生生长箱中的吸水物质，进行水分吸收，湿度感应器采集到湿度以到达植物生长要求，就停止供水模块供应水分，返回之前生长位置，无需人工观察培养土状况和浇水操作。中央控制模块的数据下载在网关中，用户可以自定义修改程序，这些程序修改，所有用户应用程序是实时同步的，同时中央控制模块，还进行数据采集，如温度，湿度，二氧化碳浓度数据等，进行数据对比，实时分析并发出无线指令，控制相对应的机构进行调节。中央控制模块实时监控植物的生长数据，发送给用户，告知植物在生长周期中的位置，提示用户进行设置和操作，此为该系统的核心部分， 此中央数据处理系统根据不同植物，产生不同指令来控制其他系统运行，同时用户也可以根据实际检测到的数据，进行实时调整。

在一个实施例中，用户终端可为移动手机/电脑，可通过无线或有线的方式接入到中央控制模块，如图5所示。

用户可在移动终端和PC终端查看植物生长情况，同时也可以通过终端，监测/调节系统的运行状态，来满足不同植物的生长需求。用户可以使用智能移动电话，可以是安卓系统或者是IOS系统，根据不同的操作系统下载不同应用，但是这些不同用户指令时实时同步的，只要其中一个用户进行程序修改，其他用户指令同时更新。用户也可以PC终端，也可能兼容多种操作系统，不管是Windows ，LINUX还是Mac OSX都可以相互兼容，相互通信，实时监控。此部分通过无线网络或者因特网控制，远程发送指令给中央数据处理系统，来监控植物的生长过程，由于采用无线传输控制，能够简化系统设备的布线问题，可以实现远程智能化控制。这些移动可以兼容多种系统，多种通信方式。用户终端内具有对不同植物不同阶段的优化定制参数。用户也可根据不同的需求，设置相应的温度、光线、湿度及二氧化碳参数的供应方案。 

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明的种植系统可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种以LED植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统，其特征在于：包括生长转动模块，植物生长箱模块，LED光源模块，供水模块，能源供应模块，中央控制模块；其中，生长转动模块采用钢结构作为支撑架并垂直于地面安装，所述供水模块设置在生长转动模块的下方，植物生长箱模块安装在生长转动模块上；所述中央控制模块可对植物生长箱模块中的植物生长环境进行实时监测和/或调节。

2.根据权利要求1所述的以LED植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统，其特征在于：生长转动模块包括一个大型链式传动机构，多个植物生长箱模块均匀悬挂安装在大型链式传动机构上；大型链式传动机构两侧可沿上、下两个方向同步运动，进而带动多个植物生长箱模块在不同高度之间运动。

3.根据权利要求2所述的以LED植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统，其特征在于：植物生长箱模块底部设置有种植盘，种植盘为抽屉式的可从植物生长箱中拉出。

4.根据权利要求1-3所述的以LED植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统，其特征在于：当一个植物生长箱模块转动到底层时，通过供水模块可实现对该植物生长箱模块进行自动给水或洒水。

5.根据权利要求4所述的以LED植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统，其特征在于：植物生长箱模块的底部有均匀分布许多小孔，水分可以通过小孔渗透到植物生长箱中；小孔上方为亲水物质，可以吸收水分。

6.根据权利要求5所述的以LED植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统，其特征在于：植物生长箱模块配置无线传输模块，把传感器采集的信号实时的无线发送给中央控制模块，并通过中央控制模块来调节湿度、温度和二氧化碳浓度，对作物生长环境实时监控。

7.根据权利要求1所述的以LED植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统，其特征在于：该种植场系统的能源供应模块，包括太阳能供电和蓄电池模块。

8.根据权利要求1-7任一项所述的以LED植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统，其特征在于：还包括用户终端，用户终端为移动手机/电脑，可通过无线或有线的方式接入到中央控制模块；用户可在移动终端和PC终端查看植物生长情况，同时也可以通过终端，监测/调节系统的运行状态，来满足不同植物的生长需求。