CN108934623A - 一种智能生态箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能生态箱,箱体内包括植物培养盒、上进气室和下出气室;箱体顶部设有上气室挡板、日光灯补光装置,上气室挡板与植物培养盒上部的箱体空间组成上进气室;植物培养盒底部的箱体空间为下出气室;箱体外部的两侧分别设置通风通道与上进气室和下出气室共同组成空气循环系统;箱体外部上侧设置遮光装置;所述箱体内设置传感器集成控制模块,包括光照采集控制模块、空气温湿度采集控制模块、CO2采集控制模块和土壤湿度采集控制模块;箱体还设置电路控制装置、水泵和储水装置。箱子保温效果较好,可以实现箱内环境的自动控制,极大的减少了人工,还使箱内环境保持在最适宜植物生长的状态,可以提高植物产量,减少植物的病虫害和污染。

Description

一种智能生态箱
技术领域
本发明属于植物培养设备领域,尤其涉及一种可以自动控制箱内环境的生态箱。
背景技术
随着现有的农业中大棚种植技术的进步,越来越多的蔬菜水果可以反季节出现在我们的餐桌上。大棚技术实现了对植物生长的环境的改变和一定的控制,从而实现其在反季节的生长和种植。但是现有的大棚控制技术还不是和很完善大棚的资源利用效率不高,病虫害较多,还需要较多的使用农药和人工。同时由于城市化进程加剧,环境污染严重,原有的原始的种植方式比较容易受到污染,食品安全的问题日益突出。
现有的生态箱大都只对植物的生长温度进行控制,植物正常生长就得给它们提供合适的生长环境,像温度、CO2浓度、光照、水分、无机盐等条件。首先我们得对这些参数进行检测,然后通过配合合理的控制方案实现多参数进行检测和控制,这是智能生态箱的重点和难点。
发明内容
本发明的目的在于设计一种植物培养的生态种植箱,该智能种植箱可以控制植物生长的一些物理条件(如光照、温度、土壤湿度、CO2浓度),通过使植物生长于最合适的环境中,从而实现减少病虫害和环境污染,提高作物产量的目的。
本发明所采用的技术方案是:一种智能生态箱,箱体内包括植物培养盒、上进气室和下出气室;箱体顶部设有上气室挡板,上气室挡板下部设置日光灯补光装置,上气室挡板与植物培养盒上部的箱体空间组成上进气室;植物培养盒由箱体下部两边的挡撑和带通风孔的通风支架支撑,植物培养盒底部的箱体空间为下出气室;箱体正面设置能够开关的密封门;箱体外部的两侧分别设置通风通道;通风通道与上进气室和下出气室共同组成空气循环系统;箱体外部上侧设置遮光装置;所述箱体内设置光照采集控制模块、空气温湿度采集控制模块、CO2采集控制模块和土壤湿度采集控制模块;箱体还设置电路控制装置、水泵和储水装置;箱体底部固定万向轮方便箱体的移动;箱体材料使用透光材料。
进一步地,上述箱体使用有机玻璃作为箱体材料,光照采集控制模块,用于根据箱体内光照情况,调节箱体上方的遮光装置百叶窗式结构,配合箱内日光灯补光装置调节光强。
进一步地,上述通风风道分为上出风口、下进风口和中间风道;下进风口设置空气进风口和控制舵机,用于控制箱体与外界的换气;中间风道中包括散热风扇、加热制冷元件和散热片,散热风扇设置于中间风道外部,根据空气温湿度采集控制模块,利用加热制冷元件通过散热片调节箱体中空气温湿度。
进一步地,上述CO2采集控制模块用于根据的CO2浓度,控制下进风口设置的循环风扇和舵机的开合,实现通过空气循环状态调节CO2浓度。
进一步地,上述土壤湿度采集控制模块用于根据土壤湿度,控制水泵从储水装置中抽水浇灌的动作,调节箱体内土壤湿度。
进一步地,上述箱体为骨架式结构,各面的有机玻璃板与骨架组成双层式结构的保温板,各面的保温板可灵活拆装,安装方便。
所述箱体的拼接、风道各模块的拼接和箱体与风道的连接都是通过螺纹连接。
所述箱体通过把温度传感器、土壤湿度传感器、CO2浓度传感器、光照传感器放置于合适的位置,对箱内环境条件有一个较为准确可靠的采集。
本发明的有益效果为:生态箱保温效果好,实用性较强,可以实现箱内环境的自动控制,极大的减少了人工;此外通过对箱内环境的控制,可以使箱内环境保持在最适宜植物生长的状态,可以提高植物产量;箱体内的环境与外界环境独立,箱内植物生长不受外界环境限制,且减少了植物的病虫害和外界环境对植物的污染,所产的植物和蔬菜更加绿色和环保。
附图说明
图1为本发明示意图;
图2为沿着图1中A-A线的示意图;
图3为箱体骨架的示意图;
图4为箱体第一风道的示意图。
图5为沿着图4中B-B线的示意图。
图中,10种植箱体;101遮光装置;102植物培养盒;103左大门;104右上小门;105右下小门;106通风支架;107上气室挡板;108日光灯;109传感器集成模块;1010万向轮;1011上外面板;1012上内面板;1013左上主梁;20第一风道;201上出风口;202中间风道;203下进风口;204散热风扇;205内散热片;206外散热片;207半导体制冷制热片;208循环风扇;209第一舵机;2010第二舵机;2011水泵;30第二风道;40框架。
具体实施方式
实施例1
见图1、图2,为一种智能生态种植箱,种植箱的所有部件的材料选用透光性较好的有机玻璃,即可以实现光的透射,又可以对箱内情况进行观察,包括主要部分的种植箱体10和连接在箱体10两侧的第一风道20和第二风道30,箱体10的内部放置有两个植物培养盒102,使用两个培养盒减少单个培养盒的大小,在后续的使用中更加方便灵活,植物培养盒102由箱体下部两边的挡撑和培养盒通风支架106支撑,同时通风支架106上设有一定大小的通风孔和两个培养盒102组成箱体10的下出气室,箱体10的正面设置有左大门103、右上小门104和右下小门105三个不同小的门方便对箱体内的植物和装置操作,箱体10上方设置有百叶窗式的遮光装置101,箱体10的上部设有一个上气室挡板107和箱体10顶部组成上进气室,箱体10两侧的第一风道20和第二风道30与箱体10的上进气室和下出气室相连接,形成空气循环系统,上气室挡板107下面安装有日光灯108和传感器集成模块109,传感器集成模块109内可放置空气温湿度传感器、光照强度传感器和二氧化碳浓度传感器,箱体10的下部设置有4个万向轮1010方便种植箱的移动。
实施例2
见图2、图3,所述生态种植箱为骨架式结构设计,箱体10的骨架如图3中框架40,生态种植箱各面为双层式保温设计,框架40的左上主梁1013的阶梯式结构与上外面板1011和上内面板1012组成面板-空气-面板的双层结构的保温板,其余各面的有机玻璃板与框架组成双层式结构的保温板,各面的保温板可灵活拆装,安装方便。
实施例3
见图4、图5,所述第一风道20主要是由上出风口201、下进风口203和中间风道202三个模块组成;在中间风道202中安装了半导体制冷制热片207、内散热片205、循环风扇208、外散热片206、散热风扇204和相应的通道结构组成,半导体制冷制热片207位于中间风道202中间,用于对箱内的温度进行控制,可以根据箱内箱外的温度做出相应的制冷制热操作;内散热片205和外散热片206放置于制冷制热片的两侧,用于加速制冷制热片的热传导;散热风扇204位于风道外侧的散热片上,加快散热片与外界热交换的速度;循环风扇208位于风道内部散热片下方,用于加速培育箱内气体的内循环以及培育箱与外界的气体交换;在下进风口203上开有两个换气方孔,方孔上盖有可活动的通风板通过合页与下进风口203连接,第一舵机209、第二舵机2010和通风板之间使用连杆连接,通过第一舵机209和第二舵机2010控制换气方孔的开合,从而控制培育箱与外界气体的交换。
实施例4
所述温度采集控制模块包括半导体制冷制热片207、内散热片205、循环风扇208、外散热片206、散热风扇204和传感器集成模块109;传感器集成模块109获得箱体内温度后,通过判断,对半导体制冷制热片207做出相应的控制,半导体制冷制热片207上的热量通过内散热片205传递到风道内,通过循环风扇208的工作使热空气或冷空气进入到箱体内循环。
实施例5
所述土壤湿度采集控制模块包括水泵2011、探测模块和相应的储水装置;探测模块获得培养盒102内土壤湿度后,判断植物是否需要浇水,若需要,就通过控制水泵2011向培养盒102内抽水浇灌,水泵2011安装在第一风道20下侧的下进风口203上与箱体的连接并引入到箱体内。
实施例6
所述光照采集控制模块包括遮光装置101、传感器集成模块109和增光部分;遮光装置101是位于箱体10正上方的百叶窗式结构,当箱内光强过大时,可以控制叶片的角度进行适当的遮光;增光部分是箱体内部的日光灯108;传感器集成模块109内的光照传感器,通过探测光强,可以对百叶窗和日光灯进行相应操作。
实施例7
所述二氧化碳采集控制模块包括循环风扇208、传感器集成模块109、第一舵机209、第二舵机2010和通风板;当循环风扇208工作时,其形成空气循环系统,当舵机使通风板闭合时空气循环系统仅为内循环,当舵机使通风板打开时空气循环系统为内循环和外循环,从而实现箱内二氧化碳浓度的调节;通过传感器集成模块109中的二氧化碳浓度传感器得到培育箱内的二氧化碳浓度,根据采集到的数据实现相应的控制。

Claims (6)

1.一种智能生态箱,其特征在于,箱体内包括植物培养盒、上进气室和下出气室;,箱体顶部设有上气室挡板,上气室挡板下部设置日光灯补光装置,上气室挡板与植物培养盒上部的箱体空间组成上进气室;植物培养盒由箱体下部两边的挡撑和带通风孔的通风支架支撑,植物培养盒底部的箱体空间为下出气室;箱体正面设置能够开关的密封门;箱体外部的两侧分别设置通风通道;通风通道与上进气室和下出气室共同组成空气循环系统;箱体外部上侧设置遮光装置;所述箱体内设置光照采集控制模块、空气温湿度采集控制模块、CO2采集控制模块和土壤湿度采集控制模块;箱体还设置电路控制装置、水泵和储水装置;箱体底部固定万向轮方便箱体的移动;箱体材料使用透光材料。
2.根据权利要求1所述的智能生态箱,其特征在于:箱体使用有机玻璃作为箱体材料,光照采集控制模块,用于根据箱体内光照情况,调节箱体上方的遮光装置百叶窗式结构,配合箱内日光灯补光装置调节光强。
3.根据权利要求1或2所述的智能生态箱,其特征在于,所述通风风道分为上出风口、下进风口和中间风道;下进风口设置空气进风口和控制舵机,用于控制箱体与外界的换气;中间风道中包括散热风扇、加热制冷元件和散热片,散热风扇设置于中间风道外部,根据空气温湿度采集控制模块,利用加热制冷元件通过散热片调节箱体中空气温湿度。
4.根据权利要求3所述的智能生态箱,其特征在于,CO2采集控制模块用于根据的CO2浓度,控制下进风口设置的循环风扇和舵机的开合,实现通过空气循环状态调节CO2浓度。
5.根据权利要求1或2或4所述的智能生态箱,其特征在于,土壤湿度采集控制模块用于根据土壤湿度,控制水泵从储水装置中抽水浇灌的动作,调节箱体内土壤湿度。
6.根据权利要求2或4所述的智能生态箱,其特征在于,箱体为骨架式结构,各面的有机玻璃板与骨架组成双层式结构的保温板,各面的保温板可灵活拆装,安装方便。
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