CN107396873A - 一种智能化鱼菜共生装置及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能化鱼菜共生装置包括植物生长架、养鱼槽、光源系统、营养液供给系统、监控系统、供水系统，所述植物生长支架，设置有植物生长床，所述植物生长床上设置有各种植盘，每个所述种植盘中种植有株植物；所述养鱼槽，设置在所述植物生长支架的下方；所述光源系统，包括多组人工光源，人工光源固定在其对应植物生长床的正上方，对种植的植物及养鱼槽中的鱼类进行照射；所述营养液供给系统，用于通过所述营养液输入口和营养液输出口调整向所述植物生长床的营养液补给量；所述监控系统，用于分别对植物和鱼类生长的环境和生长状态进行实时监测并进行显示和发送至远程系统；所述供水系统，用于通过水泵将水提供至养鱼槽。

Description

一种智能化鱼菜共生装置及其系统

技术领域

本发明属于植物种植技术领域，具体地说，涉及一种智能化鱼菜共生装置及其系统。

背景技术

智能化植物生长系统是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、CO₂浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生物不受或很少受自然条件制约的省力型生产。智能化植物生长系统是现代设施农业发展的高级阶段，是一种高投入、高技术、精装备的生产体系，集生物技术、工程技术和系统管理于一体，使农业生产从自然生态束缚中脱离出来，按计划周年性进行植物产品生产的工厂化农业系统。

智能化植物生长系统一般包括：植物生长支架、人工补光子系统、营养液供给子系统、环境控制系统等等。植物生长支架上放置有植物生长床，植物生长床上设置有各种植盘，每各种植盘中种植有株植物，比如蔬菜、药材等等，植物实际上直接浸在植物盘中。人工补光子系统用于通过人工光源给植物提供模拟的光照条件，营养液供给子系统用于给植物提供其成长所需的营养成分，环境控制系统用于根据对植物生长环境的监控，比如温度、湿度等来实时调整植物生长的环境条件。

通过上述系统可以智能化控制植物生育的温度、湿度、光照、CO₂浓度以及营养液等环境条件，可以给植物提供一个完全适应其生长的环境，摆脱了外部自然环境对植物生长的影响。比如，通过人工补光系统提供植物进行光合作用必须的自然光，通过营养液供给子系统提供植物生长所需要的养分，通过环境控制系统监控并调整环境等等。

发明人在实现本发明的过程中发现，由于上述智能化植物生长系统对植物生长的可控性，其除了可应用于工厂化的农业系统，还可以应用于家庭居住环境的优化，比如空气质量的提高。但是，由于上述智能化生长系统依赖于计算机技术，集生物技术、工程技术和系统管理于一体，如果要熟练使用该系统的话，对使用者来说要求较高，用户体验较差。

另外，鱼缸也成为家庭环境美化中的一有效工具，亟待提供一种技术方案以将鱼缸与上述家庭环境的智能化植物生长系统结合，以形成一个更为系统的家庭美化工具，降低系统操作的难度，降低对使用者的技术要求，提高用户体验。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种智能化鱼菜共生装置及其系统，用以克服或避免现有技术中的上述技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种智能化鱼菜共生装置包括植物生长架、养鱼槽、光源系统、营养液供给系统、监控系统、供水系统，

所述植物生长支架，设置有植物生长床，所述植物生长床上设置有各种植盘，每个所述种植盘中种植有株植物，所述植物生长床开设有营养液输入口、供水输入口以及供水输出口；

所述养鱼槽，设置在所述植物生长支架的下方，包括通过管道及水泵连接的养鱼箱和过滤箱，所述过滤箱用于对养鱼箱中的水进行过滤，所述养鱼箱用于养殖鱼类，所述过滤箱连接所述植物生长床上设置的供水输入口以及供水输出口；

所述光源系统，包括多组人工光源，人工光源固定在其对应植物生长床的正上方，对种植的植物及养鱼槽中的鱼类进行照射；

所述营养液供给系统，用于通过所述营养液输入口和营养液输出口调整向所述植物生长床的营养液补给量；

所述监控系统，用于分别对植物和鱼类生长的环境和生长状态进行实时监测并进行显示和发送至远程系统；

所述供水系统，用于通过水泵将水提供至养鱼槽，以及将养鱼槽中的水循环提供至所述植物生长床的供水输入口，将所述植物生长床中的水循环提供至所述养鱼槽。

在本申请一具体实施例中，所述种植盘中设置有一覆盖所种植植物根部的基质，所述基质填充所述种植盘且贴合植物的根部的块状结构，所述基质为附着于海绵体的碱性颗粒。

在本申请一具体实施例中，所述养鱼箱和过滤箱为一体化结构，所述养鱼箱与过滤箱通过一过滤层间隔而成，所述养鱼箱中的水通过水泵和水管进入过滤箱，过滤掉杂质后通过水泵和水管进入养鱼箱。

在本申请一具体实施例中，所述监控系统包括植物生长监测子系统，所述植物生长监测子系统包括植物形态变形监控单元以及生理信息监控单元，所述植物形态变形监控单元用于通过获取植物的三维点云或特征点信息，以监控植物的实时形态变形信息，所述生理信息监控单元用于通过多谱图像获取植物的图像信息，以监控植物的实时生理信息。

在本申请一具体实施例中，所述监控系统包括鱼类环境监测子系统，所述鱼类环境监测子系统包括养鱼箱监控单元以及过滤箱监控单元，所述养鱼箱监控单元用于通过获取养鱼箱中的各元素含量、水清洁度信息获得养鱼箱中水质情况数据，以提示对补充对应的元素并对水质进行控制，所述过滤箱监控单元通过监测过滤箱中过滤杂质情况，提示是否需要替换过滤层。

在本申请一具体实施例中，所述监控系统还包括计算子系统，用于根据植物生长监测子系统以及鱼类环境监测子系统提供的植物的实时形态变形信息、植物的实时生理信息计算植物生长过程中植物生长床中各元素含量，结合水质情况数据获得向种植盘中加入营养液的元素含量，令植物生长床中各元素可以作为鱼类食物且水质满足鱼类生长需求。

在本申请一具体实施例中，所述监控系统还包括提示子系统，提示所述计算子系统获得的加入营养液的元素含量，可根据所述提示，通过所述营养液供给系统补充营养液。

在本申请一具体实施例中，所述营养液输入口为个引流管分别串接各种植盘，营养液通过所述引流管进入种植盘。

在本申请一具体实施例中，所述营养液包括含量在20％的稀土元素和含量在25％的酵素。

本申请还提供一种智能化鱼菜共生系统，包括智能化鱼菜共生装置和远程控制装置，所述智能化鱼菜共生装置包括植物生长架、养鱼槽、光源系统、营养液供给系统、监控系统、供水系统，

所述植物生长支架，设置有植物生长床，所述植物生长床上设置有各种植盘，每个所述种植盘中种植有株植物，所述植物生长床开设有营养液输入口、供水输入口以及供水输出口；

所述养鱼槽，设置在所述植物生长支架的下方，包括通过管道及水泵连接的养鱼箱和过滤箱，所述过滤箱用于对养鱼箱中的水进行过滤，所述养鱼箱用于养殖鱼类，所述过滤箱连接所述植物生长床上设置的供水输入口以及供水输出口；

所述光源系统，包括多组人工光源，人工光源固定在其对应植物生长床的正上方，对种植的植物及养鱼槽中的鱼类进行照射；

所述营养液供给系统，用于通过所述营养液输入口和营养液输出口调整向所述植物生长床的营养液补给量；

所述监控系统，用于分别对植物和鱼类生长的环境和生长状态进行实时监测并进行显示和发送至远程系统；

所述供水系统，用于通过水泵将水提供至养鱼槽，以及将养鱼槽中的水循环提供至所述植物生长床的供水输入口，将所述植物生长床中的水循环提供至所述养鱼槽；

所述远程系统，用于根据所述监控系统发送的数据，控制所述供水系统、营养液供给系统向所述植物生长床提供对应的水和营养液。

与现有的方案相比，本申请包括植物生长架、养鱼槽、光源系统、营养液供给系统、监控系统、供水系统。植物生长支架可以种植植物，养殖鱼类的养鱼槽设置在所述植物生长支架的下方，光源系统对种植的植物及养鱼槽中的鱼类进行照射。营养液供给系统通过所述营养液输入口和营养液输出口调整向所述植物生长床的营养液补给量。此外，监控系统分别对植物和鱼类生长的环境和生长状态进行实时监测并进行显示和发送至远程系统。供水系统通过水泵将水提供至养鱼槽，以及将养鱼槽中的水循环提供至所述植物生长床的供水输入口，将所述植物生长床中的水循环提供至所述养鱼槽。因此，本申请能够充分利用植物生长支架和养鱼槽，通过监控系统、光源以及营养液供给系统、供水系统种植植物的同时，养殖鱼类，且无需操作人员参与，使用方便，成本低廉。

附图说明

图1为本申请一种智能化鱼菜共生装置的一实施例结构框图；

图2为本申请一种智能化鱼菜共生装置的植物生长支架的一实施例的结构框图；

图3为本申请一种智能化鱼菜共生装置的养鱼槽的一实施例的结构框图；

图4为本申请一种智能化鱼菜共生装置的监控系统的一实施例的结构框图；

图5为本申请一种智能化鱼菜共生装置的监控系统的另一实施例的结构框图；

图6为本申请一种智能化鱼菜共生装置的监控系统的一实施例的结构框图；

图7为本申请一种智能化鱼菜共生装置的监控系统的一实施例的结构框图；

图8为本申请一种智能化鱼菜共生系统的一实施例结构框图。

具体实施方式

以下结合附图和优选实施例对本发明的技术方案进行详细地阐述。应该理解，以下列举的实施例仅用于说明和解释本发明，而不构成对本发明技术方案的限制。

本申请的核心思想：本申请包括植物生长架、养鱼槽、光源系统、营养液供给系统、监控系统、供水系统。植物生长支架可以种植植物，养殖鱼类的养鱼槽设置在所述植物生长支架的下方，光源系统对种植的植物及养鱼槽中的鱼类进行照射。营养液供给系统通过所述营养液输入口和营养液输出口调整向所述植物生长床的营养液补给量。此外，监控系统分别对植物和鱼类生长的环境和生长状态进行实时监测并进行显示和发送至远程系统。供水系统通过水泵将水提供至养鱼槽，以及将养鱼槽中的水循环提供至所述植物生长床的供水输入口，将所述植物生长床中的水循环提供至所述养鱼槽。因此，本申请能够充分利用植物生长支架和养鱼槽，通过监控系统、光源以及营养液供给系统、供水系统种植植物的同时，养殖鱼类，且无需操作人员参与，使用方便，成本低廉。

参见图1，本发明提供了一种智能化鱼菜共生装置1包括植物生长架11、养鱼槽12、光源系统13、营养液供给系统14、监控系统15、供水系统16。

参见图2，所述植物生长支架11，设置有植物生长床111，所述植物生长床111上设置有种植盘112，每个所述种植盘112中种植植物，所述植物生长床111开设有营养液输入口113、供水输入口114以及供水输出口115。

所述养鱼槽12，设置在所述植物生长支架11的下方，包括通过管道及水泵连接的养鱼箱121和过滤箱122，所述过滤箱122用于对养鱼箱中的水进行过滤，所述养鱼箱121用于养殖鱼类，所述过滤箱122连接所述植物生长床111上设置的供水输入口114以及供水输出口115。

所述光源系统13，包括多组人工光源，人工光源固定在其对应植物生长床111的正上方，对种植的植物及养鱼槽12中的鱼类进行照射。

所述营养液供给系统14，用于通过所述营养液输入口和营养液输出口调整向所述植物生长床的营养液补给量。

所述监控系统15，用于分别对植物和鱼类生长的环境和生长状态进行实时监测并进行显示和发送至远程系统。

所述供水系统16，用于通过水泵将水提供至养鱼槽12，以及将养鱼槽12中的水循环提供至所述植物生长床111的供水输入口114，将所述植物生长床111中的水循环提供至所述养鱼槽12。

因此，本申请能够充分利用植物生长支架和养鱼槽，通过监控系统、光源以及营养液供给系统、供水系统种植植物的同时，养殖鱼类，且无需操作人员参与，使用方便，成本低廉。

在本申请另一具体实施例中，所述种植盘112中设置有一覆盖所种植植物根部的基质，所述基质填充所述种植盘112且贴合植物的根部的块状结构，所述基质为附着于海绵体的碱性颗粒。

本申请通过所述基质为种植盘中的植物提供营养与水分，进一步保证了植物的生长，并且碱性颗粒可以吸收植物生长过程中释放的酸性物质。

在本申请再一具体实施例中，参见图3，所述养鱼箱121和过滤箱122为一体化结构，所述养鱼箱121与过滤箱122通过一过滤层间隔而成，所述养鱼箱121中的水通过水泵和水管进入过滤箱122，过滤掉杂质后通过水泵和水管进入养鱼箱。

本申请养鱼槽12中的养鱼箱121和过滤箱122的一体化结构令其安装更加方便，而养鱼箱121与过滤箱122之间的过滤层可以过滤掉水中的杂质，避免水管堵塞。

在本申请一具体实施例中，参见图4，所述监控系统15包括植物生长监测子系统151，所述植物生长监测子系统151包括植物形态变形监控单元1511以及生理信息监控单元1512，所述植物形态变形监控单元1511用于通过获取植物的三维点云或特征点信息，以监控植物的实时形态变形信息，所述生理信息监控单元1512用于通过多谱图像获取植物的图像信息，以监控植物的实时生理信息。

本申请通过监控系统15监控植物生长情况，从而获知植物的实时生长状态。

在本申请一具体实施例中，参见图5，所述监控系统15还包括鱼类环境监测子系统152，所述鱼类环境监测子系统152包括养鱼箱监控单元1521以及过滤箱监控单元1522，所述养鱼箱监控单元1521用于通过获取养鱼箱中的各元素含量、水清洁度信息获得养鱼箱中水质情况数据，以提示对补充对应的元素并对水质进行控制，所述过滤箱监控单元1522通过监测过滤箱中过滤杂质情况，提示是否需要替换过滤层。

在本申请一具体实施例中，参见图6，所述监控系统15还包括计算子系统153，用于根据植物生长监测子系统151以及鱼类环境监测子系统152提供的植物的实时形态变形信息、植物的实时生理信息计算植物生长过程中植物生长床中各元素含量，结合水质情况数据获得向种植盘中加入营养液的元素含量，令植物生长床中各元素可以作为鱼类食物且水质满足鱼类生长需求。

在本申请一具体实施例中，参见图7，所述监控系统15还包括提示子系统154，提示所述计算子系统获得的加入营养液的元素含量，可根据所述提示，通过所述营养液供给系统补充营养液。

在本申请一具体实施例中，所述营养液输入口为个引流管分别串接各种植盘，营养液通过所述引流管进入种植盘。从而保证各种植盘中的植物都可以获得充足的营养液，可在营养液的培植下生长。

在本申请一具体实施例中，所述营养液包括含量在20％的稀土元素和含量在25％的酵素。所述营养液组份可令种植的植物中的亚硝酸盐降低，从而得到低亚硝酸盐含量的植物，低压硝酸盐含量的植物更加有利于人体健康。

参见图8，本申请还提供一种智能化鱼菜共生系统，包括智能化鱼菜共生装置1和远程控制装置2，所述智能化鱼菜共生装置1包括植物生长架11、养鱼槽12、光源系统13、营养液供给系统14、监控系统15、供水系统16。

参见图2，所述植物生长支架11，设置有植物生长床111，所述植物生长床111上设置有各种植盘112，每个所述种植盘112中种植有株植物，所述植物生长床111开设有营养液输入口113、供水输入口114以及供水输出口115。

所述养鱼槽12，设置在所述植物生长支架11的下方，包括通过管道及水泵连接的养鱼箱121和过滤箱122，所述过滤箱122用于对养鱼箱中的水进行过滤，所述养鱼箱121用于养殖鱼类，所述过滤箱122连接所述植物生长床111上设置的供水输入口114以及供水输出口115。

所述光源系统13，包括多组人工光源，人工光源固定在其对应植物生长床111的正上方，对种植的植物及养鱼槽12中的鱼类进行照射。

所述营养液供给系统14，用于通过所述营养液输入口和营养液输出口调整向所述植物生长床的营养液补给量。

所述监控系统15，用于分别对植物和鱼类生长的环境和生长状态进行实时监测并进行显示和发送至远程系统。

所述供水系统16，用于通过水泵将水提供至养鱼槽12，以及将养鱼槽12中的水循环提供至所述植物生长床111的供水输入口114，将所述植物生长床111中的水循环提供至所述养鱼槽12。

因此，本申请能够充分利用植物生长支架和养鱼槽，通过监控系统、光源以及营养液供给系统、供水系统种植植物的同时，养殖鱼类，且无需操作人员参与，使用方便，成本低廉。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能化鱼菜共生装置，其特征在于，包括植物生长架、养鱼槽、光源系统、营养液供给系统、监控系统、供水系统，

所述植物生长支架，设置有植物生长床，所述植物生长床上设置有各种植盘，每个所述种植盘中种植有株植物，所述植物生长床开设有营养液输入口、供水输入口以及供水输出口；

所述养鱼槽，设置在所述植物生长支架的下方，包括通过管道及水泵连接的养鱼箱和过滤箱，所述过滤箱用于对养鱼箱中的水进行过滤，所述养鱼箱用于养殖鱼类，所述过滤箱连接所述植物生长床上设置的供水输入口以及供水输出口；

所述光源系统，包括多组人工光源，人工光源固定在其对应植物生长床的正上方，对种植的植物及养鱼槽中的鱼类进行照射；

所述营养液供给系统，用于通过所述营养液输入口和营养液输出口调整向所述植物生长床的营养液补给量；

所述监控系统，用于分别对植物和鱼类生长的环境和生长状态进行实时监测并进行显示和发送至远程系统；

所述供水系统，用于通过水泵将水提供至养鱼槽，以及将养鱼槽中的水循环提供至所述植物生长床的供水输入口，将所述植物生长床中的水循环提供至所述养鱼槽。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述种植盘中设置有一覆盖所种植植物根部的基质，所述基质填充所述种植盘且贴合植物的根部的块状结构，所述基质为附着于海绵体的碱性颗粒。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述养鱼箱和过滤箱为一体化结构，所述养鱼箱与过滤箱通过一过滤层间隔而成，所述养鱼箱中的水通过水泵和水管进入过滤箱，过滤掉杂质后通过水泵和水管进入养鱼箱。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监控系统包括植物生长监测子系统，所述植物生长监测子系统包括植物形态变形监控单元以及生理信息监控单元，所述植物形态变形监控单元用于通过获取植物的三维点云或特征点信息，以监控植物的实时形态变形信息，所述生理信息监控单元用于通过多谱图像获取植物的图像信息，以监控植物的实时生理信息。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述监控系统包括鱼类环境监测子系统，所述鱼类环境监测子系统包括养鱼箱监控单元以及过滤箱监控单元，所述养鱼箱监控单元用于通过获取养鱼箱中的各元素含量、水清洁度信息获得养鱼箱中水质情况数据，以提示对补充对应的元素并对水质进行控制，所述过滤箱监控单元通过监测过滤箱中过滤杂质情况，提示是否需要替换过滤层。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述监控系统还包括计算子系统，用于根据植物生长监测子系统以及鱼类环境监测子系统提供的植物的实时形态变形信息、植物的实时生理信息计算植物生长过程中植物生长床中各元素含量，结合水质情况数据获得向种植盘中加入营养液的元素含量，令植物生长床中各元素可以作为鱼类食物且水质满足鱼类生长需求。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述监控系统还包括提示子系统，提示所述计算子系统获得的加入营养液的元素含量，可根据所述提示，通过所述营养液供给系统补充营养液。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述营养液输入口为个引流管分别串接各种植盘，营养液通过所述引流管进入种植盘。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述营养液包括含量在20％的稀土元素和含量在25％的酵素。

10.一种智能化鱼菜共生系统，其特征在于，包括智能化鱼菜共生装置和远程控制装置，所述智能化鱼菜共生装置包括植物生长架、养鱼槽、光源系统、营养液供给系统、监控系统、供水系统，

所述植物生长支架，设置有植物生长床，所述植物生长床上设置有各种植盘，每个所述种植盘中种植有株植物，所述植物生长床开设有营养液输入口、供水输入口以及供水输出口；

所述养鱼槽，设置在所述植物生长支架的下方，包括通过管道及水泵连接的养鱼箱和过滤箱，所述过滤箱用于对养鱼箱中的水进行过滤，所述养鱼箱用于养殖鱼类，所述过滤箱连接所述植物生长床上设置的供水输入口以及供水输出口；

所述光源系统，包括多组人工光源，人工光源固定在其对应植物生长床的正上方，对种植的植物及养鱼槽中的鱼类进行照射；

所述营养液供给系统，用于通过所述营养液输入口和营养液输出口调整向所述植物生长床的营养液补给量；

所述监控系统，用于分别对植物和鱼类生长的环境和生长状态进行实时监测并进行显示和发送至远程系统；

所述供水系统，用于通过水泵将水提供至养鱼槽，以及将养鱼槽中的水循环提供至所述植物生长床的供水输入口，将所述植物生长床中的水循环提供至所述养鱼槽；

所述远程系统，用于根据所述监控系统发送的数据，控制所述供水系统、营养液供给系统向所述植物生长床提供对应的水和营养液。