CN106814165A - 一种智能化植物水培环境参数检测系统 - Google Patents

一种智能化植物水培环境参数检测系统 Download PDF

Info

Publication number
CN106814165A
CN106814165A CN201710099515.5A CN201710099515A CN106814165A CN 106814165 A CN106814165 A CN 106814165A CN 201710099515 A CN201710099515 A CN 201710099515A CN 106814165 A CN106814165 A CN 106814165A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
nutrient solution
processing unit
data
central processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710099515.5A
Other languages
English (en)
Inventor
不公告发明人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foshan Rongxintong Enterprise Consultation Services Co Ltd
Original Assignee
Foshan Rongxintong Enterprise Consultation Services Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foshan Rongxintong Enterprise Consultation Services Co Ltd filed Critical Foshan Rongxintong Enterprise Consultation Services Co Ltd
Priority to CN201710099515.5A priority Critical patent/CN106814165A/zh
Publication of CN106814165A publication Critical patent/CN106814165A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Hydroponics (AREA)

Abstract

本发明提供一种智能化植物水培环境参数检测系统，其包括中央处理器、储存模块、离子检测模块、营养分析模块、生物物种分析模块、信息数据库、警报提醒模块、营养液搅拌模块和酸碱度检测模块；通过中央处理器控制各系统的运行，检测营养液离子浓度再换算成营养液营养成分含量，同时检测营养液的酸碱度和氧气浓度，再根据对水培植物的物种信息及生长状态的分析判断营养液是否需要更换，并发出提醒，提醒技术人员更换营养液；利用互联网大数据分析更新水培营养液标准，降低对技术人员的依赖，达到信息化、现代化农业的要求，并起到降低种植成本的作用。

Description

一种智能化植物水培环境参数检测系统
技术领域
本发明属于信息化无土栽培技术领域，尤其涉及一种智能化植物水培环境参数检测系统。
背景技术
无土栽培（soilless culture）不用土壤，用其它东西培养植物的方法，包括水培、雾（气）培、基质栽培。19世纪中，W．克诺普等发明了这种方法，到二十世纪三十年代开始把这种技术应用到农业生产上，在二十一世纪人们进一步改进技术，使得无土栽培发展起来。无土栽培中用人工配制的培养液，供给植物矿物营养的需要，是一种不用天然土壤而采用含有植物生长发育必需元素的营养液来提供营养，使植物正常完成整个生命周期的栽培技术。
水培是无土栽培中的一种，是指植物根系直接与营养液接触，不用基质的栽培方法。最早的水培是将植物根系浸入营养液中生长，这种方式会出现缺O2现象，影响根系呼吸，严重时造成料根死亡。为了解决供O2 问题，英国Cooper在1973年提出了营养液膜法的水培方式，简称”NFT”(Nutrient Film Technique)。它的原理是使一层很薄的营养液（0.5－1厘米）层，不断循环流经作物根系，既保证不断供给作物水分和养分，又不断供给根系新鲜O2。NFT法栽培作物，灌溉技术大大简化，不必每天计算作物需水量，营养元素均衡供给，根系与土壤隔离，可避免各种土传病害，也无需进行土壤消毒，但是要使营养液不断循环流经作物根系需要持续打开水泵，电力资源消耗严重，且营养液层太浅，部分根系暴露在空气中，不利于植物的生长。
不同的水培方法具有不同的优缺点，但所有的水培方法均要注意保证营养液中具有足够的营养成分、酸碱度、氧气浓度等环境条件，水培的植物都需要经过多次的更换营养液，不同品种对营养的吸收及消耗不一样，导致每一个品种所需要更换营养液的周期不一致。即使是同一品种，不同植株个体之间也存在不同的营养吸收情况，从而产生植株之间拥有不同的营养液更换周期。但目前的组织培养由于缺少对营养液营养成分的检测方法，所以都是固定在一个统一的时间对植株进行营养液更换，这种做法导致部分消耗较大的植株面临营养不足的环境，同时消耗较慢的植株则会造成浪费。
发明内容
基于现有技术存在上述问题，本发明提供一种智能化植物水培环境参数检测系统，其包括中央处理器、储存模块、离子检测模块、营养分析模块、生物物种分析模块、信息数据库、警报提醒模块、营养液搅拌模块和酸碱度检测模块；通过中央处理器控制各系统的运行，检测营养液离子浓度再换算成营养液营养成分含量，同时检测营养液的酸碱度和氧气浓度，再根据对水培植物的物种信息及生长状态的分析判断营养液是否需要更换，并发出提醒，提醒技术人员更换营养液；利用互联网大数据分析更新水培营养液标准，降低对技术人员的依赖，达到信息化、现代化农业的要求，并起到降低种植成本的作用。
一种智能化植物水培环境参数检测系统，其包括中央处理器、储存模块、离子检测模块、营养分析模块、生物物种分析模块、信息数据库、警报提醒模块、营养液搅拌模块、酸碱度检测模块、、无线连接模块和大数据分析模块；
中央处理器链接到检测系统中的各个模块，协调控制各个系统的运行；
储存模块储存系统运行记录、营养液配方数据、物种信息数据，整理维护数据并生成信息数据库，由其他模块调用信息数据；
离子检测模块通过离子传感器检测并获取营养液中的各种离子浓度，整理离子浓度数据并将离子浓度数据发送到营养分析模块；
生物物种分析模块根据数据库中物种信息数据，分析对应的物种在对应的水培生长阶段所需要消耗的营养成分及产生排出的代谢成分；
营养分析模块根据离子检测模块检测的离子浓度数据、生物物种分析模块分析出的数据分析营养液中的营养情况，判断是否需要更换营养液及是否需要整营养液酸碱度，并将判断结果发送到警报提醒模块；
警报提醒模块根据营养分析模块的判断结果发出对应的更换营养液或者者调整营养液酸碱度的提醒；
营养液搅拌模块连接到中央处理器，由中央处理器控制，定时搅动营养液，使营养液保持均匀并有足够的氧气；
酸碱度检测模块酸碱度传感器检测并获取营养液中的酸碱度，将营养液酸碱度发送到中央处理器；
无线连接模块连接到中央处理器、大数据分析模块和互联网，负责两大模块的无线通讯；
大数据分析模块通过无线连接模块连接到互联网，收集互联网中的数据，并结合实际检测数据进行大数据分析，更新维护水培植物的营养成分标准。
其中，所的信息数据库包括物种信息数据库和营养液配方数据库，物种信息数据库包含有水培植物的物种信息；营养液配方数据库包含有水培植物各阶段所需要的营养液配方信息。
其中，所述的一种智能化植物水培环境参数检测系统，还包括输出接口，输出接口与储存模块连接，用于系统与外部储存器连接。
其中，所述的一种智能化植物水培环境参数检测系统还包括氧气检测模块，氧气检测模块连接到到中央处理器，通过氧气浓度传感器检测营养液中的氧气含量。
其中，所述的无线连接模块通过wifi、蓝牙或者移动通讯网络中的一种或者多种通讯协议连接到互联网。
本发明的有益效果是：通过传感器实时检测每个组织培养瓶中的营养液成分、酸碱度和氧气浓度，达到个体差异化精准检测营养含量的目的；通过计算机计算监控每个水培瓶中营养和环境的变化，减少了人工观看判断营养情况的工作量；通过大数据分析模块收集互联中的数据，结合实际检测数据进行大数据分析，根据分析结果更新水培营养液标准，达到智能化水培，降低对技术人员的依赖并且符合现代化农业、信息化农业的趋势。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
一种智能化植物水培环境参数检测系统，其包括中央处理器、储存模块、离子检测模块、营养分析模块、生物物种分析模块、信息数据库、警报提醒模块、输出接口、营养液搅拌模块、酸碱度检测模块、氧气检测模块、无线连接模块和大数据分析模块。
中央处理器链接到检测系统中的各个模块，协调控制各个系统的运行。
储存模块储存系统运行记录、营养液配方数据、物种信息数据，整理维护数据并生成信息数据库，由其他模块调用信息数据。
离子检测模块通过离子传感器检测并获取营养液中的各种离子浓度，整理离子浓度数据并将离子浓度数据发送到营养分析模块。
生物物种分析模块根据数据库中物种信息数据，分析对应的物种在对应的水培生长阶段所需要消耗的营养成分及产生排出的代谢成分。
营养分析模块根据离子检测模块检测的离子浓度数据、生物物种分析模块分析出的数据分析营养液中的营养情况，判断是否需要更换营养液及是否需要调整营养液酸碱度，并将判断结果发送到警报提醒模块。
警报提醒模块根据营养分析模块的判断结果发出对应的更换营养液或者调整营养液酸碱度的提醒。
输出接口与储存模块连接，用于系统与外部储存器连接，将内部数据备份到外部储存器中。
无线连接模块连接到中央处理器、大数据分析模块和互联网，负责两大模块的无线通讯，通过wifi、蓝牙或者移动通讯网络中的三种种通讯协议连接到互联网，自动判断选择其中一种通讯协议，默认为wifi连接，当搜索不到wifi信号时使用移动通讯网络；当搜索不到wifi和移动网络时采用蓝牙通讯并发出检测通讯网络信号。
大数据分析模块通过无线连接模块连接到互联网，收集互联网中的数据，并结合实际检测数据进行大数据分析，更新维护水培植物的营养成分标准。
作为优选实施例，所的信息数据库包括物种信息数据库和营养液配方数据库，物种信息数据库包含有水培植物的物种信息；营养液配方数据库包含有水培植物各阶段所需要的营养液配方信息。
启动系统，中央处理器控制各个系统的运行，营养液搅拌模块轻轻搅动营养液，使营养液处于均匀状态，离子检测模块根据离子传感器检测并获取营养液中的各种离子浓度，整理离子浓度数据并将离子浓度数据发送到营养分析模块，营养分析模块根据植物的生物物种分析模块的分析数据判断营养基中的营养成分及排出的代谢产物的成分。当营养分析模块分析出营养成分低于种植标准便向警报提醒模块发出营养不足的信号，警报提醒模块接收到信号后向技术人员发出更换营养液的提醒；当营养分析模块分析出营养液中出现了非营养成分及植物物种在生长代谢过程中产生的代谢产物的成分时向警报提醒模块发出营养液异常的信号，警报提醒模块接收到信号后向技术人员发出营养液被污染的提醒；当酸碱度检测模块检测到营养液的酸碱度超出正常范围时向警报提醒模块发出营养液酸碱度异常的信号，警报提醒模块接收到信号后向技术人员发出调节酸碱度的提醒；当氧气检测模块检测到营养液的氧气浓度低于标准值时向营养液搅拌模块发出搅拌信号，搅拌模块对营养液进行搅拌，增加营养液氧气浓度，直至氧气浓度达到或者高于标准值。
另外大数据分析模块定时收集互联中的数据，结合实际检测数据进行大数据分析，根据分析结果更新水培营养液标准，中央处理器根据新的水培营养液标准控制检测系统的运行，实现智能化植物水培环境参数检测。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种智能化植物水培环境参数检测系统，其特征在于，其包括中央处理器、储存模块、离子检测模块、营养分析模块、生物物种分析模块、信息数据库、警报提醒模块、营养液搅拌模块、酸碱度检测模块、无线连接模块和大数据分析模块；
中央处理器链接到检测系统中的各个模块，协调控制各个系统的运行；
储存模块储存系统运行记录、营养液配方数据、物种信息数据，整理维护数据并生成信息数据库，由其他模块调用信息数据；
离子检测模块通过离子传感器检测并获取营养液中的各种离子浓度，整理离子浓度数据并将离子浓度数据发送到营养分析模块；
生物物种分析模块根据数据库中物种信息数据，分析对应的物种在对应的组培生长阶段所需要消耗的营养成分及产生排出的代谢成分；
营养分析模块根据离子检测模块检测的离子浓度数据、生物物种分析模块分析出的数据分析营养液中的营养情况，判断是否需要更换营养液及营养液酸碱度是否正常，并将判断结果发送到警报提醒模块；
警报提醒模块根据营养分析模块的判断结果发出对应的更换营养液或者调整营养液酸碱度的提醒；
营养液搅拌模块连接到中央处理器，由中央处理器控制，定时搅动营养液；
酸碱度检测模块酸碱度传感器检测并获取营养液中的酸碱度，将营养液酸碱度发送到中央处理器；
无线连接模块连接到中央处理器、大数据分析模块和互联网，负责两大模块的无线通讯；
大数据分析模块通过无线连接模块连接到互联网，收集互联网中的数据，并结合实际检测数据进行大数据分析，更新维护水培植物的营养成分标准。
2.根据权利要求1所述的一种智能化植物水培环境参数检测系统，其特征在于，所述的信息数据库包括物种信息数据库和营养液配方数据库，物种信息数据库包含有组培植物的物种信息；营养液配方数据库包含有组培植物各阶段所需要的营养液配方信息。
3.根据权利要求1所述的一种智能化植物水培环境参数检测系统，其特征在于，其还包括输出接口，输出接口与储存模块连接，用于系统与外部储存器连接。
4.根据权利要求1所述的一种智能化植物水培环境参数检测系统，其特征在于，其还包括氧气检测模块，氧气检测模块连接到到中央处理器，通过氧气浓度传感器检测营养液中的氧气含量。
5.根据权利要求1所述的一种智能化植物水培环境参数检测系统，其特征在于，所述的无线连接模块通过wifi、蓝牙或者移动通讯网络中的一种或者多种通讯协议连接到互联网。
CN201710099515.5A 2017-02-23 2017-02-23 一种智能化植物水培环境参数检测系统 Pending CN106814165A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710099515.5A CN106814165A (zh) 2017-02-23 2017-02-23 一种智能化植物水培环境参数检测系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710099515.5A CN106814165A (zh) 2017-02-23 2017-02-23 一种智能化植物水培环境参数检测系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106814165A true CN106814165A (zh) 2017-06-09

Family

ID=59112930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710099515.5A Pending CN106814165A (zh) 2017-02-23 2017-02-23 一种智能化植物水培环境参数检测系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106814165A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110989704A (zh) * 2019-12-10 2020-04-10 曲靖师范学院 一种智能化作物营养实时供给及调控系统
CN111693092A (zh) * 2020-06-12 2020-09-22 响水县春秋园农副产品有限公司 一种智能化植物水培环境参数检测系统
CN114546009A (zh) * 2022-03-04 2022-05-27 鞍山艺鑫装饰品有限公司 一种植物保鲜釜的控制系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103499984A (zh) * 2013-09-26 2014-01-08 北京农业智能装备技术研究中心 营养液离子浓度控制方法及系统
CN103926859A (zh) * 2014-03-21 2014-07-16 湖南大学 花卉及花卉养殖环境营养元素信息分析方法及装置
CN104756658A (zh) * 2015-04-22 2015-07-08 申鸣 营养液供应控制方法、装置、系统及植物种植设备
CN205797145U (zh) * 2016-05-25 2016-12-14 清远市优农科技有限公司 一种互联网+智能配液设备

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103499984A (zh) * 2013-09-26 2014-01-08 北京农业智能装备技术研究中心 营养液离子浓度控制方法及系统
CN103926859A (zh) * 2014-03-21 2014-07-16 湖南大学 花卉及花卉养殖环境营养元素信息分析方法及装置
CN104756658A (zh) * 2015-04-22 2015-07-08 申鸣 营养液供应控制方法、装置、系统及植物种植设备
CN205797145U (zh) * 2016-05-25 2016-12-14 清远市优农科技有限公司 一种互联网+智能配液设备

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110989704A (zh) * 2019-12-10 2020-04-10 曲靖师范学院 一种智能化作物营养实时供给及调控系统
CN111693092A (zh) * 2020-06-12 2020-09-22 响水县春秋园农副产品有限公司 一种智能化植物水培环境参数检测系统
CN114546009A (zh) * 2022-03-04 2022-05-27 鞍山艺鑫装饰品有限公司 一种植物保鲜釜的控制系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203206878U (zh) 一种微型植物工厂
CN105961034B (zh) 一种食用菌养殖机、养殖监控系统及其方法
CN205385765U (zh) 全天候植物智能水培、雾培无土栽培机
CN103141206B (zh) 一种水肥气一体化滴灌系统及滴灌方法
US20180132434A1 (en) Method and system for capable of selecting optimal plant cultivation method
CN104737896A (zh) 一种数字化精准育苗系统
CN106814165A (zh) 一种智能化植物水培环境参数检测系统
CN107094498A (zh) 一种平菇的工厂化袋式栽培方法
CN102577976A (zh) 一种构树简便组培方法
CN111650976A (zh) 草莓温室大棚智能控制系统及温室草莓生长模型构建方法
CN105684864A (zh) 一种智能阳台种植系统及使用方法
CN104756716A (zh) 一种烟草育苗方法
CN205922333U (zh) 一种全自动智能通气换液水培箱
CN108985664A (zh) 一种智能农场现场监测管理系统及方法
CN106168818B (zh) 一种食用菌养殖监控系统及其方法
CN203072559U (zh) 一种基于物联网技术控制的有机蔬菜营养液自动控制与供给系统
CN115521866A (zh) 全自动智能微藻养殖系统
CN116784130A (zh) 一种零排放环保节能的智能温控大棚
CN106483939A (zh) 一种云端智能控制水耕系统
CN106647890A (zh) 一种基于电子信息技术的野生石斛培养选育用智能系统
CN1273874C (zh) 温室生态健康的智能监控系统
CN103782912B (zh) 红桂木组织培养培养基
CN205540202U (zh) 基于plc的蔬菜大棚温湿度智能监控系统
CN116439157A (zh) 中小规模育雏舍环境监控系统与生态育雏方法、电子设备
CN201414315Y (zh) 一种带有监控装置的植物栽培容器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170609