CN105104153A - 基于物联网的室内植物智能培育装置和培育方法 - Google Patents

基于物联网的室内植物智能培育装置和培育方法 Download PDF

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Abstract

一种基于物联网的室内植物智能培育装置,包括温度和湿度传感器、摄像头、LED发光模块、支撑杆、花盆、植物生长器、电动水泵、电源模块、控制模块、控制面板、射频发射模块,WIFI模块,花盆里存放植物生长所需的营养液和水,植物生长器放置在花盆上方,植物生长器的下端位于营养液和水内,电动水泵的出水管连通植物生长器上部的连通孔,控制模块内安装有多种植物生长方案的软件,控制模块连接到LED发光模块和电动水泵,控制面板与控制模块相连。本发明还提供一种使用上述装置进行室内植物培育的方法。本发明的优点在于:给出了一种具体实用的基于物联网的室内植物智能培育装置和培育的方法,通过互联网随时直观地了解植物生长情况。

Description

基于物联网的室内植物智能培育装置和培育方法
技术领域
本发明涉及园艺栽培领域,尤其涉及一种基于物联网的智能培育方法和装置。
背景技术
传统的室内植物如花卉、苗木等,采用泥土栽培,自然生长,人工浇水施肥。也有一些较大的种植园采用了滴灌技术和无土栽培技术。现有的栽培技术都需要经常移动花盆到有阳光照射的位置,且采用泥土栽培容易污染环境,人工施肥、浇水既难以把握时机,又不能根据植物的特性确定适当的用量,植物只能按自然周期生长而无法调节。现有的栽培方式,一旦遗忘照应植物或者较长时间离开植物,很容易导致植物生长停滞甚至因缺乏光照和水而枯萎死亡。
申请号为201220084956.0的实用新型专利公开了一种台灯花盆,花盆即可以做盆景又可以做台灯,用灯光作提供光照给花盆内的植物,使植物进行光合作用。申请号为201210388649.6的发明专利申请公开了一种LED环形灯花盆,使用LED灯光替代太阳光给花卉补光,调节花期。上述两篇专利申请中提供的技术方案中都没有提到控制的问题。
申请号为201420385396.1的发明专利申请公开了一种壁挂式职能园艺机,其中提出了使用控制电路控制水泵进行浇水,其主要解决花盆在结构上组装方便、观赏性强的问题。该专利申请中可以控制浇水,但其他所有的工作包括控制何时浇水都还是人工操作。
申请号为200610037074.8的专利申请公开了一种数字家庭中的植物智能培育装置,该装置包括监视培育端、家庭控制端以及移动控制端,监视培育端和家庭控制端由家庭局域网互联,移动控制端通过公共网络与家庭控制端互联,通过监控植物周围的生长环境,利用软件进行分析,生成针对当时生长环境的培育方案,指示培育模块利用自身的浇水、施肥、控制光照等功能对植物进行培育。该专利申请中给出了一种可以利用周围生长环境对培育进行调节的想法,但并没有给出具体的实施方式,对于实际的植物栽培来说,完全不实用。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题在于提供一种操作简单、实用的基于物联网的室内植物的智能栽培装置。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题的:一种基于物联网的室内植物智能培育装置,包括位于顶部的LED发光模块(1)、支撑杆(2)、花盆(3),还包括位于顶部的温度和湿度传感器、摄像头、植物生长器(4)、电动水泵(5)、电源模块(6)、控制模块(7)、控制面板(8)、射频发射模块(9),WIFI模块(10),LED发光模块(1)通过支撑杆(2)固定在花盆(3)的上方,所述花盆(3)里存放植物生长所需的营养液和水,所述植物生长器(4)放置在花盆(3)上方,植物生长器(4)的上部和底部均开设有连通孔(42),植物生长器(4)的下端位于营养液和水内,所述电动水泵(5)的出水管连通植物生长器(4)上部的连通孔(42),电源模块(6)连接温度和湿度传感器、摄像头、LED发光模块(1)、控制模块(7)和控制面板(8),控制模块(7)内安装有多种植物生长方案的软件,控制模块(7)连接到LED发光模块(1)和电动水泵(5),控制面板(8)与控制模块(7)相连,温度和湿度传感器连接到射频发射模块(9),WIFI模块(10)连接控制模块(7),所述施肥模块(11)设置在花盆(3)的上方。
使用时,先将专用的营养液和水注入花盆内,再将激活的植物种子或者胚芽、幼苗包覆在松软的植物纤维(10)内并植入植物生长器(4)内,将植物生长器(4)放入花盆(3)内,使植物生长器(4)的下端位于营养液和水内,接通电源模块(6),通过控制面板(8)选择植物种类后,电动水泵(5)自动将花盆(3)下部的营养液和水通过出水管提升至植物生长器(4)内,植物纤维(10)和植物根系吸取水和营养液,多余部分的营养液和水通过植物生长器(4)底部的连通孔(42)自然回流至花盆(3)体内,形成营养液和水的循环,控制模块(7)控制LED发光模块(1)的亮度和光照时间,顶部的温度、湿度传感器和摄像头将数据信号通过射频发射装置(9)转换为无线信号发送到WIFI模块(10),再经过WIFI模块(10)上传到位于互联网中的处理器,数据中心据此分析确定光照、供水、施肥方案,并发出相应的动作指令,该指令通过互联网和培育装置上的WIFI模块(10)到达控制模块(7),控制模块(7)据此向LED发光模块(1)、电动水泵(5)和施肥模块(11)发出动作信号,启动或关闭相应的装置,开始或停止光照、施肥、供水。
优化的,所述LED发光模块(1)由多种不同波长的数量不等的LED灯组合而成,通过控制模块(7)控制单个、数个同时或者间断点亮,变换不同的LED种类和数量的方式点亮,由此获得不同的光谱。
优化的,连接LED发光模块(1)与花盆(3)的支撑杆(2)的高度可调。
优化的,所述支撑杆(2)包括固定杆(22)、活动杆(24)和螺丝(26),所述固定杆(22)内设有容置活动杆(24)的空间,活动杆(24)相对于固定杆(22)能够上下移动,固定杆(22)靠外部上下开设有若干个螺孔,活动杆(24)的上下也开设有若干个螺孔,当活动杆(24)相对于固定杆(22)升高或者降低到一合式的位置时,使用螺丝(26)依次穿过固定杆(22)上的螺孔及活动杆(24)上对应的螺孔,既将活动杆(24)定位。
优化的,所述活动杆(24)与固定杆(22)接触部分的一侧面上设置有齿条(242),所述固定杆(22)与活动杆(24)的齿条(242)接触的侧面设置有弹性卡件(226),所述弹性卡件(226)外侧面成齿状,与齿条(242)相啮合。
优化的,所述花盆(3)包括花盆体(32)、上盖(34)、下盖(36),所述上盖(34)和下盖(36)相互扣合形成中空的花盆盖,花盆盖盖在花盆体(32)上,上盖(34)、下盖(36)对应位置设置有至少一组通孔342用于安放柱形或锥形的植物生长器(4),下盖(36)开有小孔与水泵(5)的出水管连通、还设有与植物生长器(4)的连通孔(42)连通的水槽,水泵(5)的出水管通过小孔连通水槽,然后再间接连通植物生长器(4)的连通孔(42)。
优化的,所述植物培育装置还包括底座(9),所述花盆(3)放置在底座(9)上,所述电源模块(6)、控制模块(7)安装在底座(9)内,控制面板(8)安装在底座(9)的外侧面上。
本发明还提供一种使用上述任一项技术方案所述的基于物联网的室内植物智能培育装置进行室内植物培育的方法,包括下述步骤:
先将专用的营养液和水注入花盆内;
再将激活的植物种子或者胚芽、幼苗包覆在松软的植物纤维(10)内并植入植物生长器(4)内;
将植物生长器(4)放入花盆(3)内,使植物生长器(4)的下端位于营养液和水内;
接通电源模块(6),通过控制面板(8)选择植物种类后;
电动水泵(5)自动将花盆(3)下部的营养液和水通过出水管提升至植物生长器(4)内,植物纤维(10)和植物根系吸取水和营养液,多余部分的营养液和水通过植物生长器(4)底部的连通孔(42)自然回流至花盆(3)体内,形成营养液和水的循环,控制模块(7)控制LED发光模块(1)的亮度和光照时间,顶部的温度、湿度传感器和摄像头将数据信号通过射频发射装置(9)转换为无线信号发送到WIFI模块(10),再经过WIFI模块(10)上传到位于互联网中的处理器,数据中心据此分析确定光照、供水、施肥方案,并发出相应的动作指令,该指令通过互联网和培育装置上的WIFI模块(10)到达控制模块(7),控制模块(7)据此向LED发光模块(1)、电动水泵(5)和施肥模块(11)发出动作信号,启动或关闭相应的装置,开始或停止光照、施肥、供水。
优选的,执行数据中心功能的是专业机构,或者是使用者本人,或者使用者将处理器收到的植物的培育情况发送到互联网或者社交平台,与公众或指定的人士分享,由公众或指定的人士提供光照、供水、施肥方案。
优化的,通过手动设置模式,增加或减少光照时间和照度,改变光谱构成。
本发明的优点在于:
1、给出了一种具体实用的基于物联网的室内植物智能培育装置和培育的方法,以通过互联网随时直观地了解植物生长情况;
2、在植物培育装置上设置了可调节光谱的LED光源,自动浇水装置以及上述装置的自动控制电路,通过控制软件,根据不同植物种类的生长特性,针对性地提供其用于光合作用的光源、促进生长的营养液、适时适量补水,并可以借助专业人士建议或者根据自己的想法,远程、随时调节植物培育所需的光照、水、肥料等供给情况;
3、还能根据自己的喜好来选择光照时间和强度,缩短或延长植物的生长周期,例如出差归来恰逢花开;
4、增加培育乐趣、提高效率并节约能源和水、肥料等。
综上,本发明提供了一种非常实用的基于物联网的室内植物智能培育装置,具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为本发明实施例基于物联网的室内植物智能培育装置的立体外形图。
图2为本发明实施例基于物联网的室内植物智能培育装置的侧面剖视图。
图3为图2中的A部放大图。
图4是支撑杆的一个实施例的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的描述。
请参阅图1至图3所示,本发明实施例基于物联网的室内植物智能培育装置包括位于顶部的温度和湿度传感器(图未标示)、摄像头(图未标示)、LED发光模块1、支撑杆2、花盆3、植物生长器4、电动水泵5、电源模块6、控制模块7、控制面板8、射频发射模块9、WIFI模块10,和施肥模块11。
LED发光模块1通过支撑杆2固定在花盆3的上方。所述支撑杆2可以作为射频发射模块9、WIFI模块10的天线。温度和湿度传感器、摄像头可以安装在LED发光模块1上。
所述花盆3里存放植物生长所需的营养液和水。
所述植物生长器4放置在花盆3上方,植物生长器4的上部和底部均开设有连通孔42,植物生长器4的下端位于水箱内。
所述电动水泵5放置在花盆3底部,电动水泵5的出水管连通植物生长器4上部的连通孔42。
电源模块6连接温度和湿度传感器、摄像头、LED发光模块1、控制模块7和控制面板8,提供各部分所需要的电源。
控制模块7内安装有多种植物生长方案的软件,控制模块7连接到LED发光模块1和电动水泵5,控制面板8与控制模块7相连。
温度和湿度传感器连接到射频发射模块9,WIFI模块10连接控制模块7。
所述施肥模块11设置在花盆3的上方,控制施肥量。
使用时,先将专用的营养液和水注入花盆内,再将激活的植物种子或者胚芽、幼苗等呈竖向、上下端为开口状地包覆在松软的植物纤维10如树皮内并服贴地植入植物生长器4内,将植物生长器4放入花盆3内,使植物生长器4的下端位于营养液和水内。接通电源模块6,通过控制面板8选择植物种类后,电动水泵5自动将花盆3下部的营养液和水通过出水管提升至植物生长器4内,植物纤维10和植物根系吸取水和营养液,多余部分的营养液和水通过植物生长器4底部的连通孔42自然回流至花盆3体内,形成营养液和水的循环,控制模块7控制LED发光模块1的亮度和光照时间,即可以根据种子萌发期、幼苗生长期、植物开花期以及果实生长采摘期的不同需要自动配置光源,并自动供应该不同阶段所需的营养液和水,实现全智能的室内植物培育。顶部的温度、湿度传感器和摄像头将数据信号通过射频发射装置(9)转换为无线信号发送到WIFI模块(10),再经过WIFI模块(10)上传到位于互联网中的处理器,数据中心据此分析确定光照、供水、施肥等方案,并发出相应的动作指令,该指令通过互联网和培育装置上的WIFI模块10到达控制模块7,控制模块7据此向LED发光模块1、电动水泵5和施肥模块11发出动作信号,启动或关闭相应的装置,开始或停止光照、施肥、供水。
执行数据中心功能的可以是专业机构,也可以是使用者本人。此外,使用者还可以将处理器收到的植物的培育情况发送到互联网或者微信、微博等社交平台,与公众或指定的人士分享,由公众或指定的人士提供光照、供水、施肥等培育方案。
作为上述技术方案的优化的技术方案,所述LED发光模块1由多种不同波长的数量不等的LED灯组合而成,通过控制模块7可以控制单个、数个同时或者间断点亮,可以变换不同的LED种类和数量的方式点亮,由此获得不同的光谱。
进一步优化的,连接LED发光模块1与花盆3的支撑杆2的高度可调,通过增减光源与植物之间的距离来控制光照强度,同时扩大植物向上生长的空间。所述支撑杆2包括固定杆22、活动杆24和螺丝26。所述固定杆22内设有容置活动杆24的空间,活动杆24相对于固定杆22能够上下移动,固定杆22靠外部上下开设有若干个螺孔,活动杆24的上下也开设有若干个螺孔,当活动杆24相对于固定杆22升高或者降低到一合式的位置时,使用螺丝26依次穿过固定杆22上的螺孔及活动杆24上对应的螺孔,既将活动杆24定位。
作为一个实施例,如图4所示,所述固定杆22包括相扣合的竖直的第一固定杆222和第二固定杆224,并且为了外观美观,所述第一固定杆222和第二固定杆224为两个截面成半圆状的壳体,活动杆24容置在第一固定杆222和第二固定杆224扣合形成的空间内。
为了使活动杆24进一步稳固,所述活动杆24与固定杆22接触部分的一侧面上设置有齿条242,所述固定杆22与活动杆24的齿条242接触的侧面设置有弹性卡件226,所述弹性卡件226与齿条242相啮合,防止活动杆24相对于固定杆22的滑落。当所述固定杆22包括相扣合的竖直的第一固定杆222和第二固定杆224时,所述弹性卡件226固定设置在第一固定杆222上与活动杆24接触的一侧,所述第二固定杆224与活动杆24的另一侧相贴合。
作为进一步优化的技术方案,所述花盆3包括花盆体32、上盖34、下盖36。所述上盖34和下盖36相互扣合形成中空的花盆盖,花盆盖盖在花盆体32上。
上盖34、下盖36对应位置设置有至少一组通孔342用于安放柱形或锥形的植物生长器4,下盖36开有小孔与水泵5的出水管连通、还设有与植物生长器4的连通孔42连通的水槽,水泵5的出水管通过小孔连通水槽,然后再间接连通植物生长器4的连通孔42。此时,使用时先将专用的营养液和水注入花盆内,盖上上盖34和下盖36,再将激活的植物种子或者胚芽、幼苗等呈竖向、上下端为开口状地包覆在松软的植物纤维如树皮内并服贴地植入植物生长器4内,再安放入通孔342内,使植物生长器4的下端位于营养液和水内,上端略露出上盖34。接通电源模块6,选择植物种类后,水泵5自动将花盆3下部的营养液和水通过出水管提升至上盖34和下盖36之间的中空部位,顺着水槽流到植物生长器4的外包覆部分,这部分纤维质材料和植物根系吸取水和营养液,多余部分自然回流至花盆体32内,形成营养液和水的循环。作为本领域的一般技术人员可以很容易的根据上述描述联想到,所述下盖36上或者上盖34和下盖36相对应的位置开设有用来加水及营养液的孔。
作为进一步优化的技术方案,所述植物培育装置还包括底座12,所述花盆3放置在底座12上,所述电源模块6、控制模块7安装在底座12内,控制面板8安装在底座12的外侧面上。
作为进一步优化的技术方案,所述植物生长器4上部还设有盖板44,所述盖板44中间开设有供植物长出来的通孔442。
另外,如需调节植物生长周期,可以通过手动设置模式,增加或减少光照时间和照度,改变光谱构成。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已,并不用以限制本发明创造,凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的室内植物智能培育装置,包括位于顶部的LED发光模块(1)、支撑杆(2)、花盆(3),其特征在于:还包括位于顶部的温度和湿度传感器、摄像头、植物生长器(4)、电动水泵(5)、电源模块(6)、控制模块(7)、控制面板(8)、射频发射模块(9),WIFI模块(10),LED发光模块(1)通过支撑杆(2)固定在花盆(3)的上方,所述花盆(3)里存放植物生长所需的营养液和水,所述植物生长器(4)放置在花盆(3)上方,植物生长器(4)的上部和底部均开设有连通孔(42),植物生长器(4)的下端位于营养液和水内,所述电动水泵(5)的出水管连通植物生长器(4)上部的连通孔(42),电源模块(6)连接温度和湿度传感器、摄像头、LED发光模块(1)、控制模块(7)和控制面板(8),控制模块(7)内安装有多种植物生长方案的软件,控制模块(7)连接到LED发光模块(1)和电动水泵(5),控制面板(8)与控制模块(7)相连,温度和湿度传感器连接到射频发射模块(9),WIFI模块(10)连接控制模块(7),所述施肥模块(11)设置在花盆(3)的上方。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的室内植物智能培育装置,其特征在于:使用时,先将专用的营养液和水注入花盆内,再将激活的植物种子或者胚芽、幼苗包覆在松软的植物纤维(10)内并植入植物生长器(4)内,将植物生长器(4)放入花盆(3)内,使植物生长器(4)的下端位于营养液和水内,接通电源模块(6),通过控制面板(8)选择植物种类后,电动水泵(5)自动将花盆(3)下部的营养液和水通过出水管提升至植物生长器(4)内,植物纤维(10)和植物根系吸取水和营养液,多余部分的营养液和水通过植物生长器(4)底部的连通孔(42)自然回流至花盆(3)体内,形成营养液和水的循环,控制模块(7)控制LED发光模块(1)的亮度和光照时间,顶部的温度、湿度传感器和摄像头将数据信号通过射频发射装置(9)转换为无线信号发送到WIFI模块(10),再经过WIFI模块(10)上传到位于互联网中的处理器,数据中心据此分析确定光照、供水、施肥方案,并发出相应的动作指令,该指令通过互联网和培育装置上的WIFI模块(10)到达控制模块(7),控制模块(7)据此向LED发光模块(1)、电动水泵(5)和施肥模块(11)发出动作信号,启动或关闭相应的装置,开始或停止光照、施肥、供水。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的室内植物智能培育装置,其特征在于:所述LED发光模块(1)由多多种不同波长的数量不等的LED灯组合而成,通过控制模块(7)控制单个、数个同时或者间断点亮,变换不同的LED种类和数量的方式点亮,由此获得不同的光谱。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的室内植物智能培育装置,其特征在于:连接LED发光模块(1)与花盆(3)的支撑杆(2)的高度可调。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的室内植物智能培育装置,其特征在于:所述支撑杆(2)包括固定杆(22)、活动杆(24)和螺丝(26),所述固定杆(22)内设有容置活动杆(24)的空间,活动杆(24)相对于固定杆(22)能够上下移动,固定杆(22)靠外部上下开设有若干个螺孔,活动杆(24)的上下也开设有若干个螺孔,当活动杆(24)相对于固定杆(22)升高或者降低到一合式的位置时,使用螺丝(26)依次穿过固定杆(22)上的螺孔及活动杆(24)上对应的螺孔,既将活动杆(24)定位。
6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的室内植物智能培育装置,其特征在于:所述活动杆(24)与固定杆(22)接触部分的一侧面上设置有齿条(242),所述固定杆(22)与活动杆(24)的齿条(242)接触的侧面设置有弹性卡件(226),所述弹性卡件(226)外侧面成齿状,与齿条(242)相啮合。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的室内植物智能培育装置,其特征在于:所述花盆(3)包括花盆体(32)、上盖(34)、下盖(36),所述上盖(34)和下盖(36)相互扣合形成中空的花盆盖,花盆盖盖在花盆体(32)上,上盖(34)、下盖(36)对应位置设置有至少一组通孔342用于安放柱形或锥形的植物生长器(4),下盖(36)开有小孔与水泵(5)的出水管连通、还设有与植物生长器(4)的连通孔(42)连通的水槽,水泵(5)的出水管通过小孔连通水槽,然后再间接连通植物生长器(4)的连通孔(42)。
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的室内植物智能培育装置,其特征在于:所述植物培育装置还包括底座(9),所述花盆(3)放置在底座(9)上,所述电源模块(6)、控制模块(7)安装在底座(9)内,控制面板(8)安装在底座(9)的外侧面上。
9.使用权利要求1至8任一项所述的基于物联网的室内植物智能培育装置进行室内植物培育的方法,其特征在于:包括下述步骤:
先将专用的营养液和水注入花盆内;
再将激活的植物种子或者胚芽、幼苗包覆在松软的植物纤维(10)内并植入植物生长器(4)内;
将植物生长器(4)放入花盆(3)内,使植物生长器(4)的下端位于营养液和水内;
接通电源模块(6),通过控制面板(8)选择植物种类后;
电动水泵(5)自动将花盆(3)下部的营养液和水通过出水管提升至植物生长器(4)内,植物纤维(10)和植物根系吸取水和营养液,多余部分的营养液和水通过植物生长器(4)底部的连通孔(42)自然回流至花盆(3)体内,形成营养液和水的循环,控制模块(7)控制LED发光模块(1)的亮度和光照时间;
顶部的温度、湿度传感器和摄像头将数据信号通过射频发射装置(9)转换为无线信号发送到WIFI模块(10),再经过WIFI模块(10)上传到位于互联网中的处理器,数据中心据此分析确定光照、供水、施肥方案,并发出相应的动作指令,该指令通过互联网和培育装置上的WIFI模块(10)到达控制模块(7),控制模块(7)据此向LED发光模块(1)、电动水泵(5)和施肥模块(11)发出动作信号,启动或关闭相应的装置,开始或停止光照、施肥、供水。
10.根据权利要求9所述的室内植物培育的方法,其特征在于:执行数据中心功能的是专业机构,或者是使用者本人,或者使用者将处理器收到的植物的培育情况发送到互联网或者社交平台,与公众或指定的人士分享,由公众或指定的人士提供光照、供水、施肥方案。
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