CN107065797A - 一种植物栽培系统及其栽培方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物栽培系统及其栽培方法，所述植物栽培系统包括独立于外界的可利用自然光源的植物栽培区域、中央控制器、氧气执行模块、温度执行模块、湿度执行模块、浇水执行模块、施肥执行模块，所述中央控制器分别连接氧气执行模块、温度执行模块、湿度执行模块、浇水执行模块、施肥执行模块，浇水执行模块接收中央控制器发出的指令，对栽培区域自动进行浇水，施肥执行模块接收中央控制器发出的指令，对栽培区域自动进行施肥。本发明的植物栽培系统为植物生长提供了智能化、自动化的控制环境，通过科学精准的控制，大大提高了植物的生长效率与质量。
Description
技术领域
本发明涉及植物栽培技术领域，尤其涉及一种植物栽培系统及其栽培方法。
背景技术
如今，植物的栽培和养护基本还靠人工养护，效率低下。此外，还需要靠养护人员的经验判断不同植物需要的水分及肥料，稍有不慎很容易对植物带来或大或小的伤害。同时，也有部分自动浇水的系统，但该系统通常还是靠养护人员的控制，没有真正的自动化。绝大多数植物生长需要进行光合作用，常规种植的植物其光合作用的光源主要来
自于太阳光。植物生长随着日出日落昼夜交替呈现出周期性有惯性的规律，但也随着季节阴晴冷暖干涝的气候而产生变化，这些变化影响到植物的生长速率。影响植物光合作用效率的外部因素主要有以下几种：光照、二氧化碳、温度、水分、矿物质营养。为提高植物的生长效率，可通过科学综合调节上述几种外部因素来实现。
目前常用的集中化植物栽培方式是地膜覆盖、大棚种植、定时浇水施肥等，这些常规的手段只能单一的解决温度、光照、水分、营养等问题，无法从根本上为植物设计出标准稳定的外部生长环境。因此需要一种智能化网络控制的植物栽培系统来减少人力物力，确保植物的高效生长。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种植物栽培系统及其栽培方法，该植物栽培系统为植物生长提供了智能化、自动化的控制环境，通过科学精准的控制，大大提高了植物的生长效率与质量。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种植物栽培系统，包括独立于外界的可利用自然光源的植物栽培区域、中央控制器、氧气执行模块、温度执行模块、湿度执行模块、浇水执行模块、施肥执行模块；
所述中央控制器分别连接氧气执行模块、温度执行模块、湿度执行模块、浇水执行模块、施肥执行模块；
氧气执行模块包括测量植物栽培区域内氧气浓度的氧气浓度传感器，以及向植物栽培区域供应氧气的氧气供应模块；
温度执行模块包括测量栽培区域内空气温度的温度传感器，以及吸收或放出热量的温度调节模块；
湿度执行模块包括测量栽培区域内空气湿度的空气湿度传感器，测量栽培区域内土壤湿度的土壤湿度传感器；
浇水执行模块接收中央控制器发出的指令，对栽培区域自动进行浇水；
施肥执行模块接收中央控制器发出的指令，对栽培区域自动进行施肥。
优选地，所述系统还包括：人造光源模块，用于对栽培区域进行光照补充，提高栽培区域内的光照强度和光照时间。
优选地，所述系统还包括：二氧化碳传感器，用于测量栽培区域内二氧化碳含量信息，并反馈给中央控制器。
优选地，所述系统还包括：网络数据库，与所述中央控制器连接，用于存储各执行模块的信息。
优选地，所述栽培区域选自温室、搭棚、绿屋、网室中的一种。
本发明还提供了上述植物栽培系统的栽培方法，包括如下步骤：
S10：将植物种植入栽培区域，启动植物栽培系统；
S20：氧气执行模块测量植物栽培区域内氧气浓度并向植物栽培区域供应氧气，温度执行模块测量栽培区域内空气温度并吸收或放出热量来调节温度，湿度执行模块测量栽培区域内空气湿度及土壤湿度，二氧化碳传感器测量栽培区域内二氧化碳含量信息；
S30：当栽培区域需要浇水时，中央控制器向浇水执行模块发出指令进行自动浇水；当栽培区域需要施肥时，中央控制器向施肥执行模块发出指令进行自动施肥；
S40：当栽培区域光照强度或日照时间不足时，人造光源模块栽培区域进行光照补充，提高栽培区域内的光照强度和光照时间。
优选地，中央控制器的发送指令信息及各执行模块的执行信息均会存储到网络数据库中。
优选地，所述栽培区域选自温室、搭棚、绿屋、网室中的一种。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明的植物栽培系统，为植物生长创造了理想的环境，通过科学精确的植物外部因素控制，在种植最佳条件及光能稳定充足的条件下，使植物光合作用速率加快 ，降低了在光照强度低时植物的呼吸作用，从而提高植物的产量。由于种植区域与外界隔离，因而可减少病虫害，以及大自然环境变化对植物生长的影响。通过科学精准的控制，大大提高了植物的生长效率与质量。
（2）本发明的植物栽培系统，氧气执行模块包括测量植物栽培区域内氧气浓度的氧气浓度传感器，以及向植物栽培区域供应氧气的氧气供应模块；温度执行模块包括测量栽培区域内空气温度的温度传感器，以及吸收或放出热量的温度调节模块；湿度执行模块包括测量栽培区域内空气湿度的空气湿度传感器，测量栽培区域内土壤湿度的土壤湿度传感器。全方位保障了栽培区域内的氧气充足、湿度适中、温度热量适宜，有利于植物的生长。
附图说明
图1为本发明实施例1的一种植物栽培系统的结构框图；
图2为本发明实施例2的一种植物栽培系统的结构框图。
具体实施方式
现结合说明书附图，详细说明本发明的结构特点。
实施例1.
如图1所示，本实施例的植物栽培系统，包括独立于外界的可利用自然光源的植物栽培区域、中央控制器1、氧气执行模块2、温度执行模块3、湿度执行模块4、浇水执行模块5、施肥执行模块6。
所述中央控制器1分别连接氧气执行模块2、温度执行模块3、湿度执行模块4、浇水执行模块5、施肥执行模块6。
氧气执行模块2包括测量植物栽培区域内氧气浓度的氧气浓度传感器21，以及向植物栽培区域供应氧气的氧气供应模块22。
温度执行模块3包括测量栽培区域内空气温度的温度传感器31，以及吸收或放出热量的温度调节模块32。
湿度执行模块4包括测量栽培区域内空气湿度的空气湿度传感器41，测量栽培区域内土壤湿度的土壤湿度传感器42。
浇水执行模块5接收中央控制器发出的指令，对栽培区域自动进行浇水。
施肥执行模块6接收中央控制器发出的指令，对栽培区域自动进行施肥。
实施例2.
如图2所示，本实施例的植物栽培系统，包括独立于外界的可利用自然光源的植物栽培区域、中央控制器1、氧气执行模块2、温度执行模块3、湿度执行模块4、浇水执行模块5、施肥执行模块6、人造光源模块7、二氧化碳传感器8、网络数据库9。栽培区域选自温室、搭棚、绿屋、网室中的一种。
所述中央控制器1分别连接氧气执行模块2、温度执行模块3、湿度执行模块4、浇水执行模块5、施肥执行模块6、人造光源模块7、二氧化碳传感器8、网络数据库9。
氧气执行模块2包括测量植物栽培区域内氧气浓度的氧气浓度传感器21，以及向植物栽培区域供应氧气的氧气供应模块22。当种植区域内氧气浓度低于现阶段呼吸作用需求量时，即低于预设氧气浓度时，中央控制器控制氧气供应模块22开启或增加氧气供应速度，使种植区域内氧气浓度维持在预设氧气浓度值附近。反之，中央控制器控制氧气供应系统 18 关闭或降低氧气供应速度。
温度执行模块3包括测量栽培区域内空气温度的温度传感器31，以及吸收或放出热量的温度调节模块32。
湿度执行模块4包括测量栽培区域内空气湿度的空气湿度传感器41，测量栽培区域内土壤湿度的土壤湿度传感器42。中央控制器将该湿度信息与现阶段光照强度档次下的预设湿度进行对比，再控制浇水执行模块5向种植区域提供水分或摄取水分。
浇水执行模块5接收中央控制器发出的指令，对栽培区域自动进行浇水。
施肥执行模块6接收中央控制器发出的指令，对栽培区域自动进行施肥。
人造光源模块7用于对栽培区域进行光照补充，提高栽培区域内的光照强度和光照时间。为挂靠在种植区域内的植物种植灯，所述植物种植灯可为LED 植物种植灯、T5 或T8 植物节能灯管、伞形植物生长灯、GE 高光通钠灯中的一种或一种以上的任意组合。当种植区域内自然光的光照强度低于该时间段的光照强度档次时，中央控制器控制植物种植灯开启以提高种植区域内的光照强度，直至达到该时间段的光照强度档次。
二氧化碳传感器8用于测量栽培区域内二氧化碳含量信息，并反馈给中央控制器。当种植区域内二氧化碳浓度低于现阶段光合作用需求量时，即低于预设二氧化碳浓度时，中央控制器控制二氧化碳传感器8开启或增加二氧化碳供应速度，使种植区域内二氧化碳浓度维持在预设二氧化碳浓度值附近。
网络数据库9与所述中央控制器1连接，用于存储各执行模块的信息。
本实施例的植物栽培系统的栽培方法，具体包括如下步骤：
S10：将植物种植入栽培区域，启动植物栽培系统；
S20：氧气执行模块测量植物栽培区域内氧气浓度并向植物栽培区域供应氧气，温度执行模块测量栽培区域内空气温度并吸收或放出热量来调节温度，湿度执行模块测量栽培区域内空气湿度及土壤湿度，二氧化碳传感器测量栽培区域内二氧化碳含量信息；
S30：当栽培区域需要浇水时，中央控制器向浇水执行模块发出指令进行自动浇水；当栽培区域需要施肥时，中央控制器向施肥执行模块发出指令进行自动施肥；
S40：当栽培区域光照强度或日照时间不足时，人造光源模块栽培区域进行光照补充，提高栽培区域内的光照强度和光照时间。
本发明的植物栽培系统，为植物生长创造了理想的环境，通过科学精确的植物外部因素控制，在种植最佳条件及光能稳定充足的条件下，使植物光合作用速率加快 ，降低了在光照强度低时植物的呼吸作用，从而提高植物的产量。由于种植区域与外界隔离，因而可减少病虫害，以及大自然环境变化对植物生长的影响。通过科学精准的控制，大大提高了植物的生长效率与质量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种植物栽培系统，其特征在于，包括独立于外界的可利用自然光源的植物栽培区域、中央控制器、氧气执行模块、温度执行模块、湿度执行模块、浇水执行模块、施肥执行模块；
所述中央控制器分别连接氧气执行模块、温度执行模块、湿度执行模块、浇水执行模块、施肥执行模块；
氧气执行模块包括测量植物栽培区域内氧气浓度的氧气浓度传感器，以及向植物栽培区域供应氧气的氧气供应模块；
温度执行模块包括测量栽培区域内空气温度的温度传感器，以及吸收或放出热量的温度调节模块；
湿度执行模块包括测量栽培区域内空气湿度的空气湿度传感器，测量栽培区域内土壤湿度的土壤湿度传感器；
浇水执行模块接收中央控制器发出的指令，对栽培区域自动进行浇水；
施肥执行模块接收中央控制器发出的指令，对栽培区域自动进行施肥。
2.根据权利要求1所述的植物栽培系统，其特征在于，所述系统还包括：人造光源模块，用于对栽培区域进行光照补充，提高栽培区域内的光照强度和光照时间。
3.根据权利要求1所述的植物栽培系统，其特征在于，所述系统还包括：二氧化碳传感器，用于测量栽培区域内二氧化碳含量信息，并反馈给中央控制器。
4.根据权利要求1所述的植物栽培系统，其特征在于，所述系统还包括：网络数据库，与所述中央控制器连接，用于存储各执行模块的信息。
5.根据权利要求1所述的植物栽培系统，其特征在于，所述栽培区域选自温室、搭棚、绿屋、网室中的一种。
6.一种根据权利要求1-5任意一项所述的植物栽培系统的栽培方法，其特征在于，包括如下步骤：
S10：将植物种植入栽培区域，启动植物栽培系统；
S20：氧气执行模块测量植物栽培区域内氧气浓度并向植物栽培区域供应氧气，温度执行模块测量栽培区域内空气温度并吸收或放出热量来调节温度，湿度执行模块测量栽培区域内空气湿度及土壤湿度，二氧化碳传感器测量栽培区域内二氧化碳含量信息；
S30：当栽培区域需要浇水时，中央控制器向浇水执行模块发出指令进行自动浇水；当栽培区域需要施肥时，中央控制器向施肥执行模块发出指令进行自动施肥；
S40：当栽培区域光照强度或日照时间不足时，人造光源模块栽培区域进行光照补充，提高栽培区域内的光照强度和光照时间。
7.根据权利要求6所述的植物栽培系统的栽培方法，其特征在于，中央控制器的发送指令信息及各执行模块的执行信息均会存储到网络数据库中。
8.根据权利要求6所述的植物栽培系统的栽培方法，其特征在于，所述栽培区域选自温室、搭棚、绿屋、网室中的一种。
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