CN107593141A - 一种家庭式智能型促植物生长控制系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家庭式智能型促植物生长控制系统，包括内部填充有土壤并种植植物的种植槽以及太阳能供电系统、灌溉系统、光照控制系统、湿度控制系统和温度控制系统。此外，本发明还提供了该家庭式智能型促植物生长控制系统的实现方法。本发明通过设置太阳能供电系统、灌溉系统、光照控制系统、湿度控制系统、温度控制系统，利用各个系统的相互配合，实现了植物生长的自动化管理和智能化控制，从而不仅有效地缩短了植物的生长周期，使其产量更高，而且植物如花卉的生长形貌更加美观，进而实现较大的市场经济效益。因此，本发明适于大规模推广应用、特别是在智能家居方面推广应用。

Description

一种家庭式智能型促植物生长控制系统及其实现方法

技术领域

本发明涉及智能家居技术领域，具体涉及的是一种家庭式智能型促植物生长控制系统及其实现方法。

背景技术

植物利用光照进行光合作用而生长、开花、结果。因此，光照条件的好坏直接影响作物的产量和品质。传统的太阳光光照法，由于存在夜间不能提供光照的缺陷，严重限制了光合作用时间，也限制了植物的生长速度。随着科学进步，特别是生物科学和光电源技术的发展，目前，在植物生长技术应用方面，已由传统的露天植栽渐渐转型至室内温室栽培。就植物生长的应用而言，因为植物的叶绿素吸收660nm前后的波段以进行光合作用、光敏素吸收660至730nm波段的光源以控制许多反应；而类胡萝卜素则吸收450nm波长引起屈光性以及高能量光形态发生。因此，植物的生长相当仰赖这些波段的光源。基于此，现有技术也逐渐开发出相关的技术，例如将灯泡型发光二级体应用于作物栽培，或是研究人工光源的光量大小对于植物生长的影响等。

然而，人造光源的引入虽然在一定程度上对植物生长起到了促进的作用，但现有的这种人造光源大多采用LED照射的方式提供补光，存在不能任意改变环境光强度或者改变范围较小的缺陷，难以真正满足植物生长、特别是不同种类植物生长的光照需求。

并且，光照控制只是其中的一个方面，植物生长最关键的其他两个因素还有对土壤的湿度和温度控制。目前，关于对植物生长土壤的湿度和温度方面的控制，尤其是家庭式的植物种植方面，基本还是采用人工灌溉和加热棒的方式进行控温，控制手段较为粗糙，且加热棒方式存在只能升温不能降温的缺点，不能有效结合光照共同促进植物生长，容易出现植物生长萎靡甚至死亡的情况，造成产量下降，且生长的形态和外貌不美观。

因此，有必要改变现有的这种家庭式的植物种植操作模式，从而促进不同种类的植物快速、健康地成长，满足家庭及市场需求。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种家庭式智能型促植物生长控制系统及其实现方法，实现了植物生长三个关键因素湿度、温度、光照的智能化控制，不仅有效促进了植物生长，缩短了植物的生长周期，使其产量更高，而且植物的生长形貌更加美观。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种家庭式智能型促植物生长控制系统，包括内部填充有土壤并种植植物的种植槽，还包括太阳能供电系统、灌溉系统、光照控制系统、湿度控制系统和温度控制系统，其中：

所述灌溉系统包括储水器，设置在该储水器中并通过控制线与太阳能供电系统连接的直流水泵，以及位于种植槽内并通过水管与该直流水泵连接的喷水头；

所述光照控制系统包括与太阳能供电系统连接的光照控制模块，通过控制线与该光照控制模块连接并位于种植槽上方的具有蓝光和红光比例可调且色温可变的COB光源，以及设置在种植槽内并通过信号线与光照控制模块连接的光照传感器；

所述适度控制系统包括与太阳能供电系统连接的湿度控制模块，以及通过信号线与该湿度控制模块连接并设置在种植槽内的湿度传感器；所述直流水泵与湿度控制模块连接；

所述温度控制系统包括与太阳能供电系统连接的温度控制模块，以及通过信号线与该温度控制模块连接并设置在种植槽内的温度传感器。

进一步地，本发明还包括恒温控制系统，所述的恒温控制系统为环绕种植槽内壁设置的热电恒温层，该热电恒温层通过控制线与太阳能供电系统连接。

具体地，所述太阳能供电系统包括光伏组件，通过光伏组件连接器与该光伏组件连接的过充过放保护电路，以及与该过充过放保护电路连接的蓄电池；所述直流水泵、光照控制模块、湿度控制模块、温度控制模块以及热电恒温层均与蓄电池连接。

具体地，所述光照控制模块包括比较器L1，一端接比较器L1正输入端、另一端接一个NPN型三极管Q2集电极的平衡电阻RBL，一端接NPN型三极管Q2集电极、另一端接比较器L1电源负极并且调节端接入比较器L1负输入端的用于设定COB光源照明的临界环境光强度的光照调节旋钮RRL，以及接NPN型三极管Q2发射极的COB光源照明控制电路；所述比较器L1电源正极接NPN型三极管Q2集电极并接蓄电池，输出端接NPN型三极管Q2基极；所述光照传感器分别与比较器L1的正输入端和电源负极连接。

具体地，所述COB光源照明控制电路包括一端接NPN型三极管Q2发射极、另一端接一个二极管D2负极的PWM调节旋钮，输出端和复位端均接NPN型三极管Q2发射极、GND端接地、DC端接PWM调节旋钮调节端并由PWM调节旋钮调节占空比的555芯片，一端接555芯片TR端、另一端接地的电容C1，一端接555芯片CV端、另一端接地的电容C2，正极接555芯片DC端、负极接二极管D2正极的二极管D1，输入端接555芯片输出端、输出端接一个NPN型三极管Q3基极的反相器，以及基极接反相器输出端、集电极接COB光源中的蓝色光芯片组、发射极接地的NPN型三极管Q1；所述555芯片VCC端接NPN型三极管Q2发射极并接蓄电池；所述NPN型三极管Q3集电极接COB光源中的红色光芯片组，发射极接地。

具体地，所述湿度控制模块包括比较器L2，一端接比较器L2正输入端、另一端接一个NPN型三极管Q4集电极的平衡电阻RBH，一端接NPN型三极管Q4集电极、另一端接比较器L2电源负极并且调节端接入比较器L2负输入端的用于设定湿度值的湿度调节旋钮RRH，以及同时接NPN型三极管Q4发射极和比较器L2电源负极的继电器RL1；所述比较器L1电源正极接NPN型三极管Q4集电极并接蓄电池，输出端接NPN型三极管Q4基极；所述湿度传感器分别与比较器L1的正输入端和电源负极连接；所述直流水泵与继电器RL1连接。

具体地，所述温度控制模块包括温度上限调节电路和与之连接的温度下限调节电路，以及同时与温度上限调节电路和温度下限调节电路连接的温差热电组件；所述温度传感器同时与温度上限调节电路和温度下限调节电路连接；所述蓄电池与温度上限调节电路连接。

进一步地，所述温度上限调节电路包括电源负极与温度下限调节电路连接的比较器L3，一端接比较器L3正输入端、另一端接一个NPN型三极管Q5集电极的平衡电阻RBT，一端接NPN型三极管Q5集电极、另一端接比较器L3电源负极并且调节端接入比较器L3负输入端的用于设定温度上限值的温度上限调节旋钮RRT1，基极接比较器L3输出端、集电极接温度下限调节电路的NPN型三极管Q8，以及同时接NPN型三极管Q8的发射极和集电极并接地的继电器RL3；所述比较器L3电源正极接NPN型三极管Q5集电极并接蓄电池，输出端接NPN型三极管Q5基极；所述温差热电组件接继电器RL3；所述温度传感器与比较器L3的正输入端连接。

再进一步地，所述温度下限调节电路包括电源负极接比较器L3电源负极的比较器L4，一端接比较器L4电源负极、另一端接比较器L4电源正极并且调节端接入比较器L4正输入端的用于设定温度下限值的温度下限调节旋钮RRT2，基极接比较器L4输出端、集电极接比较器L4电源正极、发射极接NPN型三极管Q8集电极的NPN型三极管Q6，基极接比较器L4输出端、集电极接NPN型三极管Q5发射极的NPN型三极管Q7，以及同时接NPN型三极管Q7的发射极和集电极并接地的继电器RL2；所述比较器L4电源正极接NPN型三极管Q6集电极，输出端接NPN型三极管Q6基极；所述温差热电组件接继电器RL2；所述温度传感器与比较器L4的电源负极连接。

基于上述系统，本发明还提供了该家庭式智能促植物生长控制系统的实现方法，其过程为：根据植物的种类及生长周期资料分别判断种植槽内植物的理想土壤湿度、理想光谱、生长的温度上限和下限值，然后据此分别调节湿度控制系统、光照控制系统和温度控制系统并由太阳能供电系统供电循环工作，继而实现植物生长的自动检测和高精度智能化控制，其中：

湿度控制系统的调节与控制

(1)旋转湿度调节旋钮设定湿度值；

(2)湿度传感器实时检测土壤的湿度，并将数据反馈于比较器L3中，当土壤湿度小于设定的湿度值时，比较器输出信号驱动继电器RL1闭合，使直流水泵工作，将储水器中的水泵入至土壤中；

(3)持续步骤(2)直至土壤的湿度达到设定的湿度值附近时，比较器输出信号驱动继电器RL1断开，直流水泵停止工作，灌水结束；

(4)循环步骤(1)、(2)、(3)；

光照控制系统的调节与控制

(1)旋转光照调节旋钮设定COB照明光源开关的临界环境光强度；

(2)光照传感器实时检测环境光的强度，并将数据反馈于比较器L1中，白天时，比较器L1输出低电平，使COB光源照明控制电路断开；夜晚时，一旦环境光强低于设定的强度，则比较器L1输出高电平，使COB光源照明控制电路导通，COB光源发光，实现补光；在补光过程中，COB光源中的红色光芯片组和蓝色光芯片组分别受占空比的高电平与低电平控制，此时通过旋转PWM调节旋钮，改变555芯片的占空比，即可改变COB光源中蓝色光和红色光的光强混合比例，实现光谱调节；

(3)循环步骤(1)、(2)；

温度控制系统的调节与控制

(1)利用温度上限调节旋钮和温度下限调节旋钮分别设定植物生长的温度上限和下限值；

(2)温度传感器实时检测土壤的温度，并将数据反馈于比较器L3、C4中，当土壤温度低于设定的植物生长温度下限值时，比较器L4输出信号使继电器RL3闭合，温差热电组件工作回路闭合，此时的电流方向使得温差热电组件发热升温；当土壤的温度高于设定的植物生长温度上限，比较器L3输出信号使得继电器RL2闭合，温差热电组件工作回路闭合，此时工作电流反向使得温差热电组件制冷降温；

(3)循环步骤(1)、(2)。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明通过设置太阳能供电系统、灌溉系统、光照控制系统、湿度控制系统、温度控制系统、恒温控制系统，利用各个系统的相互配合，实现了植物生长的自动化和智能化控制。

(2)本发明通过设计湿度控制系统，其不仅电路设计简单、逻辑简洁明了，而且与灌溉系统配合可以实现对土壤湿度的精确控制，避免了人工灌水的麻烦及失误，可有效保证植物的最佳生长用水的精确控制。

(3)本发明通过设计温度控制系统，其利用调节旋钮、比较器、继电器以及温差热电组件的特性，实现了土壤温度的精确控制。本发明由于温差热电组件的加热或制冷仅受通过的电流方向控制，所以只需控制电流的方向即实现的温度的恒温控制，其控制方式非常简单、实用。本发明相对于传统的加热棒控温仅能加热不能制冷且存在安全问题(不适宜放在有水的土壤里，因为水易导电，存在安全风险；而且加热棒通常是通220V交流电)的方式来说，用温差热电组件控温更加适宜于低压的直流供电，效果更好，也更加安全，非常适用于家庭普及化。

(4)本发明通过设计光照控制系统，其植物补光照明采用了蓝色光+红色光芯片组合的多色温可调的COB光源，通过自动检测环境光照强度，并结合调节旋钮、比较器、COB光源控制电路的设计，实现了白天太阳光促植物生长，晚上COB光源照明补光促植物生长的效果。而且本发明中的COB光源的蓝色光和红色光的发光比例受PWM信号调制(改变555芯片高、低电平的占空比)，复合光的波段和强度可调，可以确保发光更加均匀，从而不仅补光效果更好，而且扩大了促进植物补光生长的植物种类范围，在应用上更加智能、方便。

(5)本发明实现了植物生长的三个关键因素：湿度、温度、光照的高精度智能控制，特别适合于名贵中草药、名贵花卉类的智能生长管理，可有效促进植物生长，缩短植物的生长周期，使其产量更高，植物如花卉的生长形貌更加美观，具有很大的市场经济效益。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的俯视图。

图3为本发明中太阳能供电系统的电路原理图。

图4为本发明中光照控制系统的电路原理图。

图5为本发明中湿度控制系统的电路原理图。

图6为本发明中温度控制系统的电路原理图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-光伏组件，2-光伏组件连接器，3-COB光源底座，4-光照控制模块，5-湿度控制模块，6-温度控制模块，7-COB光源，8-光照传感器，9-湿度传感器，10-温度传感器，11-直流水泵，12-储水器，13-喷水头，14-种植槽，15-热电恒温层，16-植物。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例

如图1、2所示，本发明提供了一种植物生长控制系统，其具有非常高的自动化和智能化功能，可用于各大家居及小型种植场所中的植物生长智能控制。本发明的具体结构包括种植槽14、太阳能供电系统、灌溉系统、光照控制系统、湿度控制系统、温度控制系统以及恒温控制系统几大部分。

所述的种植槽14用于填充土壤并种植植物16；所述的灌溉系统与湿度控制系统配合，用于根据实际湿度需要对土壤进行灌溉，确保土壤的湿度；所述的光照控制系统用于实现对植物的环境光进行调节，确保植物随时处于适宜的光照条件下，促进其快速生长；所述的温度控制系统用于控制土壤的温度，并通过恒温控制系统维持土壤的温度。

具体来说，所述的太阳能供电系统包括光伏组件1，通过光伏组件连接器2与该光伏组件1连接的过充过放保护电路，以及与该过充过放保护电路连接的蓄电池。太阳能供电系统完整的电路原理图如图3所示，本实施例中，所述的过充过放保护电路主要由继电器放电电路和负载电路构成，所述的光伏组件采用硅电池组件。工作时，硅电池组件白天吸收太阳能，并通过过充过放保护电路给蓄电池充电。此处的蓄电池相当于永远用不完的理想直流电压源，当蓄电池电充满时，继电器放电电路导通，充电结束；如遇到连续阴雨天时，硅电池组件发电不足，而蓄电池又放电过多，则蓄电池电压过低，负载电路断开，放电结束。也就是说，整个控制系统的能源来自硅电池组件吸收的太阳能，此为低压的直流电，其与三个控制负载非常匹配，不仅避免了通过市电转换直流电的麻烦，而且无需额外布线，移动非常方便，特别适合小型的植物生长的智能管理。

所述的光照控制系统包括设置在一个COB光源底座3上的光照控制模块4，通过控制线与该光照控制模块4连接并位于种植槽上方的具有蓝色光和红色光色温的COB光源7，以及设置在种植槽14内并通过信号线与光照控制模块4连接的光照传感器8。光照控制系统完整的电路原理图如图4所示，本实施例中，所述的光照控制模块包括比较器L1，一端接比较器L1正输入端、另一端接一个NPN型三极管Q2集电极的平衡电阻RBL，一端接NPN型三极管Q2集电极、另一端接比较器L1电源负极并且调节端接入比较器L1负输入端的用于设定COB光源照明的临界环境光强度的光照调节旋钮RRL，以及COB光源照明控制电路；所述比较器L1电源正极接NPN型三极管Q2集电极并接蓄电池，输出端接NPN型三极管Q2基极；所述光照传感器8分别与比较器L1的正输入端和电源负极连接。

所述的COB光源照明控制电路用于实现COB光源中红色光与蓝色光的混合比例调节，其包括一端接NPN型三极管Q2发射极、另一端接一个二极管D2负极的PWM调节旋钮，输出端和复位端均接NPN型三极管Q2发射极、GND端接地、DC端接PWM调节旋钮调节端并由PWM调节旋钮调节占空比的555芯片，一端接555芯片TR端、另一端接地的电容C1，一端接555芯片CV端、另一端接地的电容C2，正极接555芯片DC端、负极接二极管D2正极的二极管D1，输入端接555芯片输出端、输出端接一个NPN型三极管Q3基极的反相器(74LS04)，以及基极接反相器输出端、集电极接COB光源中的蓝色光芯片组、发射极接地的NPN型三极管Q1；所述555芯片VCC端接NPN型三极管Q2发射极并接蓄电池；所述NPN型三极管Q3集电极接COB光源中的红色光芯片组，发射极接地。

上述光照控制系统的电路中还包含有多个限流电阻(R1～R8)。

所述的湿度控制系统包括设置在COB光源底座3上的湿度控制模块5，以及通过信号线与该湿度控制模块5连接并设置在种植槽14内的湿度传感器9。湿度控制系统的完整电路原理图如图5所示，本实施例中，所述的湿度控制模块包括比较器L2，一端接比较器L2正输入端、另一端接一个NPN型三极管Q4集电极的平衡电阻RBH，一端接NPN型三极管Q4集电极、另一端接比较器L2电源负极并且调节端接入比较器L2负输入端的用于设定湿度值的湿度调节旋钮RRH，以及同时接NPN型三极管Q4发射极和比较器L2电源负极的继电器RL1；所述比较器L1电源正极接NPN型三极管Q4集电极并接蓄电池，输出端经由限流电阻R9接NPN型三极管Q4基极。所述湿度传感器9分别与比较器L1的正输入端和电源负极连接。

湿度控制系统设定并检测种植槽14内的土壤湿度，然后控制灌溉系统对其湿度进行调节和控制。所述的灌溉系统包括储水器12，设置在该储水器12中并通过控制线与蓄电池的直流水泵11，以及位于种植槽14内并通过水管与该直流水泵11连接的喷水头13。所述直流水泵11与继电器RL1连接。

所述的温度控制系统包括设置在COB光源底座3上的温度控制模块6，以及通过信号线与该温度控制模块6连接并设置在种植槽14内的温度传感器10。温度控制系统的完整电路原理图如图6所示，本实施例中，所述的温度控制模块包括温度上限调节电路、温度下限调节电路，以及同时与温度上限调节电路和温度下限调节电路连接的温差热电组件。在这之中，所述的温度上限调节电路包括比较器L3，一端接比较器L3正输入端、另一端接一个NPN型三极管Q5集电极的平衡电阻RBT，一端接NPN型三极管Q5集电极、另一端接比较器L3电源负极并且调节端接入比较器L3负输入端的用于设定温度上限值的温度上限调节旋钮RRT1，基极接比较器L3输出端的NPN型三极管Q8，以及同时接NPN型三极管Q8的发射极和集电极并接地的继电器RL3；所述比较器L3电源正极接NPN型三极管Q5集电极并接蓄电池，输出端接NPN型三极管Q5基极。所述的温度下限调节电路包括电源负极接比较器L3电源负极的比较器L4，一端接比较器L4电源负极、另一端接比较器L4电源正极并且调节端接入比较器L4正输入端的用于设定温度下限值的温度下限调节旋钮RRT2，基极接比较器L4输出端、集电极接比较器L4电源正极、发射极接NPN型三极管Q8集电极的NPN型三极管Q6，基极接比较器L4输出端、集电极接NPN型三极管Q5发射极的NPN型三极管Q7，以及同时接NPN型三极管Q7的发射极和集电极并接地的继电器RL2；所述比较器L4电源正极接NPN型三极管Q6集电极，输出端接NPN型三极管Q6基极。所述温差热电组件同时接继电器RL2和继电器RL3；所述温度传感器10分别与比较器L3的正输入端和比较器L4的电源负极连接。

上述温度控制系统的电路中还包含有多个限流电阻(R10～R13)。

温度控制系统设定并检测和调节种植槽14内土壤的温度，并由恒温控制系统最大程度上将土壤的温度维持在一定的范围内。所述的恒温控制系统为环绕种植槽14内壁设置的热电恒温层15，该热电恒温层15通过控制线与蓄电池连接。

本发明对植物生长的三个关键因素：水(湿度)、温度、光照三个因素进行自动检测和智能控制，促进了植物的快速生长。本发明的工作方式如下：

根据植物的种类及生长周期资料分别判断种植槽内植物的理想土壤湿度、理想光谱(红光和蓝光的混合比例)、生长的温度上限和下限值，然后据此分别调节湿度控制系统、光照控制系统和温度控制系统并由太阳能供电系统供电循环工作，继而实现植物生长的自动检测和高精度智能化控制。

下面对湿度、光照及温度控制系统的自动调节和控制过程进行详细介绍。

一、湿度控制系统的调节与控制

首先，旋转湿度调节旋钮设定湿度值。设定后，湿度传感器9实时检测土壤的湿度，并将数据反馈于比较器L2中，当土壤湿度小于设定的湿度值时，比较器L2输出信号驱动继电器RL1闭合，使直流水泵11工作，将储水器12中的水泵入至土壤中，当土壤的湿度达到设定的湿度值附近时，比较器L2输出信号驱动继电器RL1断开，直流水泵11停止工作，灌水结束。由于土壤的湿度传感器一直在检测土壤的湿度并与设定值比较，因此，可实现自动灌水使土壤的湿度保持在设定值附近(误差：±5％)。

二、光照控制系统的调节与控制

首先，旋转光照调节旋钮设定COB照明光源开关的临界环境光强度。设定后，光照传感器8实时检测环境光的强度，并将数据反馈于比较器L1中，白天时，比较器L1输出低电平，使COB光源照明控制电路断开；夜晚时，一旦环境光强低于设定的强度，则比较器L1输出高电平，使COB光源照明控制电路导通，COB光源发光，实现补光。

本发明的一大创新点在于，在补光的过程中，COB光源中的红色光芯片组和蓝色光芯片组由于分别受占空比的高电平与低电平控制，此时通过旋转PWM调节旋钮，改变555芯片的占空比，即可改变COB光源中蓝色光和红色光的光强混合比例，从而实现光谱调节，满足各类植物生长所需的环境光强度。

三、温度控制系统的调节与控制

首先，利用温度上限调节旋钮和温度下限调节旋钮分别设定植物生长的温度上限和下限值。设定后，温度传感器10实时检测土壤的温度，并将数据反馈于比较器L3、C4中，当土壤温度低于设定的植物生长温度下限值时，比较器L4输出信号使继电器RL3闭合，温差热电组件工作回路闭合，此时的电流方向使得温差热电组件发热升温；当土壤的温度高于设定的植物生长温度上限，比较器L3输出信号使得继电器RL2闭合，温差热电组件工作回路闭合，此时工作电流反向使得温差热电组件制冷降温。本发明的另一大创新点在于，本发明所设计的温度控制方式，利用了温差热电组件受电流方向控制即可加热又可制冷的特性，通过温度比较电路简易实现了将土壤温度控制在设定的上下限温度范围内。

如上所述，利用太阳能供电系统、灌溉系统、光照控制系统、湿度控制系统、温度控制系统、恒温控制系统，并通过各个系统的相互配合和工作，本发明可以实现植物生长的自动化和智能化控制。

本发明通过对植物生长特性的深入研究，制定了不同的湿度、温度和光照控制策略，并据此设计出满足该策略控制的控制系统，实现了植物生长的自动化管理和智能化控制。本发明特别适合应用在各个家庭中，其作为智能家居的一种体现方式，不仅可以为家庭种植植物带来方便和保障，而且也增强了植物种植的乐趣和观赏性。本发明可有效缩短植物的生长周期，使其产量更高，并且植物如花卉的生长形貌更加美观，进而实现了较大的市场经济效益。因此，本发明相比现有技术来说，技术进步十分明显，具有突出的实质性特点和显著的进步。

上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种家庭式智能型促植物生长控制系统，包括内部填充有土壤并种植植物的种植槽(14)，其特征在于，还包括太阳能供电系统、灌溉系统、光照控制系统、湿度控制系统和温度控制系统，其中：

所述灌溉系统包括储水器(12)，设置在该储水器(12)中并通过控制线与太阳能供电系统连接的直流水泵(11)，以及位于种植槽(14)内并通过水管与该直流水泵(11)连接的喷水头(13)；

所述光照控制系统包括与太阳能供电系统连接的光照控制模块(4)，通过控制线与该光照控制模块(4)连接并位于种植槽上方的具有蓝光和红光比例可调且色温可变的COB光源(7)，以及设置在种植槽(14)内并通过信号线与光照控制模块(4)连接的光照传感器(8)；

所述适度控制系统包括与太阳能供电系统连接的湿度控制模块(5)，以及通过信号线与该湿度控制模块(5)连接并设置在种植槽(14)内的湿度传感器(9)；所述直流水泵(11)与湿度控制模块(5)连接；

所述温度控制系统包括与太阳能供电系统连接的温度控制模块(6)，以及通过信号线与该温度控制模块(6)连接并设置在种植槽(14)内的温度传感器(10)。

2.根据权利要求1所述的一种家庭式智能型促植物生长控制系统，其特征在于，还包括恒温控制系统，所述的恒温控制系统为环绕种植槽(14)内壁设置的热电恒温层(15)，该热电恒温层(15)通过控制线与太阳能供电系统连接。

3.根据权利要求2所述的一种家庭式智能型促植物生长控制系统，其特征在于，所述太阳能供电系统包括光伏组件(1)，通过光伏组件连接器(2)与该光伏组件(1)连接的过充过放保护电路，以及与该过充过放保护电路连接的蓄电池；所述直流水泵(11)、光照控制模块(4)、湿度控制模块(5)、温度控制模块(6)以及热电恒温层(15)均与蓄电池连接。

4.根据权利要求3所述的一种家庭式智能型促植物生长控制系统，其特征在于，所述光照控制模块(4)包括比较器L1，一端接比较器L1正输入端、另一端接一个NPN型三极管Q2集电极的平衡电阻RBL，一端接NPN型三极管Q2集电极、另一端接比较器L1电源负极并且调节端接入比较器L1负输入端的用于设定COB光源照明的临界环境光强度的光照调节旋钮RRL，以及接NPN型三极管Q2发射极的COB光源照明控制电路；所述比较器L1电源正极接NPN型三极管Q2集电极并接蓄电池，输出端接NPN型三极管Q2基极；所述光照传感器(8)分别与比较器L1的正输入端和电源负极连接。

5.根据权利要求3所述的一种家庭式智能型促植物生长控制系统，其特征在于，所述COB光源照明控制电路包括一端接NPN型三极管Q2发射极、另一端接一个二极管D2负极的PWM调节旋钮，输出端和复位端均接NPN型三极管Q2发射极、GND端接地、DC端接PWM调节旋钮调节端并由PWM调节旋钮调节占空比的555芯片，一端接555芯片TR端、另一端接地的电容C1，一端接555芯片CV端、另一端接地的电容C2，正极接555芯片DC端、负极接二极管D2正极的二极管D1，输入端接555芯片输出端、输出端接一个NPN型三极管Q3基极的反相器，以及基极接反相器输出端、集电极接COB光源中的蓝色光芯片组、发射极接地的NPN型三极管Q1；所述555芯片VCC端接NPN型三极管Q2发射极并接蓄电池；所述NPN型三极管Q3集电极接COB光源中的红色光芯片组，发射极接地。

6.根据权利要求5所述的一种家庭式智能型促植物生长控制系统，其特征在于，所述湿度控制模块(5)包括比较器L2，一端接比较器L2正输入端、另一端接一个NPN型三极管Q4集电极的平衡电阻RBH，一端接NPN型三极管Q4集电极、另一端接比较器L2电源负极并且调节端接入比较器L2负输入端的用于设定湿度值的湿度调节旋钮RRH，以及同时接NPN型三极管Q4发射极和比较器L2电源负极的继电器RL1；所述比较器L1电源正极接NPN型三极管Q4集电极并接蓄电池，输出端接NPN型三极管Q4基极；所述湿度传感器(9)分别与比较器L1的正输入端和电源负极连接；所述直流水泵(11)与继电器RL1连接。

7.根据权利要求6所述的一种家庭式智能型促植物生长控制系统，其特征在于，所述温度控制模块(6)包括温度上限调节电路和与之连接的温度下限调节电路，以及同时与温度上限调节电路和温度下限调节电路连接的温差热电组件；所述温度传感器(10)同时与温度上限调节电路和温度下限调节电路连接；所述蓄电池与温度上限调节电路连接。

8.根据权利要求7所述的一种家庭式智能型促植物生长控制系统，其特征在于，所述温度上限调节电路包括电源负极与温度下限调节电路连接的比较器L3，一端接比较器L3正输入端、另一端接一个NPN型三极管Q5集电极的平衡电阻RBT，一端接NPN型三极管Q5集电极、另一端接比较器L3电源负极并且调节端接入比较器L3负输入端的用于设定温度上限值的温度上限调节旋钮RRT1，基极接比较器L3输出端、集电极接温度下限调节电路的NPN型三极管Q8，以及同时接NPN型三极管Q8的发射极和集电极并接地的继电器RL3；所述比较器L3电源正极接NPN型三极管Q5集电极并接蓄电池，输出端接NPN型三极管Q5基极；所述温差热电组件接继电器RL3；所述温度传感器(10)与比较器L3的正输入端连接。

9.根据权利要求8所述的一种家庭式智能型促植物生长控制系统，其特征在于，所述温度下限调节电路包括电源负极接比较器L3电源负极的比较器L4，一端接比较器L4电源负极、另一端接比较器L4电源正极并且调节端接入比较器L4正输入端的用于设定温度下限值的温度下限调节旋钮RRT2，基极接比较器L4输出端、集电极接比较器L4电源正极、发射极接NPN型三极管Q8集电极的NPN型三极管Q6，基极接比较器L4输出端、集电极接NPN型三极管Q5发射极的NPN型三极管Q7，以及同时接NPN型三极管Q7的发射极和集电极并接地的继电器RL2；所述比较器L4电源正极接NPN型三极管Q6集电极，输出端接NPN型三极管Q6基极；所述温差热电组件接继电器RL2；所述温度传感器(10)与比较器L4的电源负极连接。

10.权利要求9所述的控制系统的实现方法，其特征在于，根据植物的种类及生长周期资料分别判断种植槽内植物的理想土壤湿度、理想光谱、生长的温度上限和下限值，然后据此分别调节湿度控制系统、光照控制系统和温度控制系统并由太阳能供电系统供电循环工作，继而实现植物生长的自动检测和高精度智能化控制，其中：

湿度控制系统的调节与控制

(1)旋转湿度调节旋钮设定湿度值；

(2)湿度传感器实时检测土壤的湿度，并将数据反馈于比较器L3中，当土壤湿度小于设定的湿度值时，比较器输出信号驱动继电器RL1闭合，使直流水泵工作，将储水器中的水泵入至土壤中；

(3)持续步骤(2)直至土壤的湿度达到设定的湿度值附近时，比较器输出信号驱动继电器RL1断开，直流水泵停止工作，灌水结束；

(4)循环步骤(1)、(2)、(3)；

光照控制系统的调节与控制

(1)旋转光照调节旋钮设定COB照明光源开关的临界环境光强度；

(2)光照传感器实时检测环境光的强度，并将数据反馈于比较器L1中，白天时，比较器L1输出低电平，使COB光源照明控制电路断开；夜晚时，一旦环境光强低于设定的强度，则比较器L1输出高电平，使COB光源照明控制电路导通，COB光源发光，实现补光；在补光过程中，COB光源中的红色光芯片组和蓝色光芯片组分别受占空比的高电平与低电平控制，此时通过旋转PWM调节旋钮，改变555芯片的占空比，即可改变COB光源中蓝光和红光的光强混合比例，实现光谱调节；

(3)循环步骤(1)、(2)；

温度控制系统的调节与控制

(1)利用温度上限调节旋钮和温度下限调节旋钮分别设定植物生长的温度上限和下限值；

(2)温度传感器实时检测土壤的温度，并将数据反馈于比较器L3、C4中，当土壤温度低于设定的植物生长温度下限值时，比较器L4输出信号使继电器RL3闭合，温差热电组件工作回路闭合，此时的电流方向使得温差热电组件发热升温；当土壤的温度高于设定的植物生长温度上限，比较器L3输出信号使得继电器RL2闭合，温差热电组件工作回路闭合，此时工作电流反向使得温差热电组件制冷降温；

(3)循环步骤(1)、(2)。