CN109041920A - 基于智能家居的自动补水植物墙 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于智能家居的自动补水植物墙，解决现有的植物墙进行植物补水采用滴灌法需要设置很多的管道安装麻烦的问题；采用引水棉使种植土吸水，饱和后不吸水，由下方种植盆中吸水，不需要预估水量，也不会溢水，解决滴灌法需要提前预估滴灌水流量，水量过大造成溢出，水量过小使植物缺水不利于生长的问题；引水棉依靠水的重力以及毛细吸水现象，不需要增加额外动力，解决滴灌法遇到墙体面积大地方，管道加长，还需要安装增加泵进行增压，浪费能源的问题。而且，通过LoRa节点模块进行网络连接，通过手机上网进行控制，解决目前还没有基于智能家居系统的植物墙，无法做到远程控制补水，令长期不在家的人不方便对植物墙进行补水浇灌的问题。

Description

基于智能家居的自动补水植物墙
技术领域
本发明涉及一种智能家居的植物墙，具体涉及一种基于智能家居的自动补水植物墙。
背景技术
目前，经济快速发展，城市高楼鳞次栉比，在钢筋水泥的深林中，人们呼唤绿色，渴望有一块自己的自然世界，于是绿化越来越多飘进室内，垂直绿化打破传统的室内盆栽的形式，能净化空气，减少尘埃量，部分植物可吸收有害气体，杀灭空气中的细菌，有利于人体健康，还能调节室内温湿度，减少空调能耗，降低噪音。目前还没有基于智能家居系统的植物墙，无法做到远程控制补水，令长期不在家的人不方便对植物墙进行补水浇灌；现有很多通过引水棉或软性引水材料引水的种植墙是整体引水，整体引水墙面水分蒸发严重，在室内使用时引起室内湿度大，人在其中容易造成风湿，整体引水也使引水不均匀，可能出现漏补水的情况，而且现有很多植物墙是通过槽形或条形种植盆，对其槽形或条形种植盆整体补水，而在使用过程中，常常在植物墙上使用不同颜色的植物构制不同的图案，这时槽形或条形的种植盆不方便构制图案，使用点阵式纵横排列的种植盆很方便构建图案，然而点阵式纵横排列的种植盆的植物墙通常是通过管道排布的滴灌法进行补水，管道滴灌法补水安装管道工程量大，耗时耗力耗管道的缺陷，一旦安装好后不好改装的问题；而且滴灌法需要提前预估滴灌水流量，水量过大造成溢出，水量过小使植物缺水不利于生长；遇到墙体面积大地方，管道加长，还需要安装增加泵进行增压，保证管道内水压，增压泵一直开启造成能源浪费。
另外，有的植物墙直接取消滴灌的管道，在最上方的植物盆进行直接滴灌，等上方种植盆达到饱和后往下方种植盆溢水，依次补水，这种在使用过程中因为浸润达到土壤饱和在把多余的水排除会造成土壤中营养成分因为水分更换把土壤中的营养成分带走的问题，而且从上往下滴水容易滴在植物的叶子上使水溅到种植棚外部，打湿地面，长期使得地面湿滑的问题。
发明内容
为解决背景技术中的问题，本发明提供了解决上述问题的基于智能家居的自动补水植物墙。
本发明通过下述技术方案实现：
基于智能家居的自动补水植物墙，包括墙体结构、补水控制系统、多个种植单元，所述补水控制系统用于给种植单元补水，所述墙体结构包括钢架结构、背板，背板固定在钢架结构上形成墙体；所述种植单元固定在背板表面，所述补水控制系统包括补水槽，所述补水槽位于钢架架结构的顶部，所述补水槽侧面设置有若干个孔，若干个孔横向均匀排列，孔中都设置有条状引水棉；所述种植单元是种植盆，种植盆均匀的纵横排布且固定在背板上；种植盆底部设置有通孔；所述条状引水棉上端位于补水槽内，条状引水棉下端依次穿过纵向排列的种植盆底部通孔直到穿进底部设置的集水槽内；所述补水槽内设置有水位监测装置A，所述集水槽内设置有水位监测装置B，所述补水槽的端部连接有进水管，所述进水管上设置有电磁阀，所述水位监测装置A、水位监测装置B、电磁阀都连接有控制电路，所述控制电路还连接有LoRa节点模块。补水系统通过设置补水槽使用引水棉将水引至种植盆中，盆中种植土吸水，直到吸水达到饱和，通过种植盆底部的通孔引水至下方种植盆，种植盆底部通孔也保证了种植盆的通气性，引水棉将水继续引流至下面的种植盆中，直到种植盆中的种植土都吸水，多于的水引至最下方的集水盒内，避免水多外溢，系统通过设置LoRa节点模块与网络连接，手机通过上网即可对连接系统，通过发送控制信号，经LoRa节点模块接收信号传给控制电路，控制电路控制电磁阀打开，向补水箱供水，通过在补水箱上水位监测装置A监测水位，达到预设值后回馈给控制电路，控制电路发出命令关闭电磁阀，避免引水棉引水速度比补水速度慢导致水溢出，水位下降后重新打开电磁阀，当种植盆中都吸水后，水便会被引流至集水槽内，使集水槽积水，通过集水槽内设置的水位监测装置B监测到集水槽内有水时，说明上方种植盆都已经得水，此时水位监测装置B发出信号给控制电路，控制电路控制电磁阀关闭，不再供水；由此，解决现有的植物墙进行植物补水采用滴灌法需要设置很多的管道，安装起来麻烦而且不美观的问题；采用引水棉使种植土吸水，饱和后不吸水，由下方种植盆中吸水，不需要预估水量，也不会溢水，解决滴灌法需要提前预估滴灌水流量，水量过大造成溢出，水量过小使植物缺水不利于生长的问题；引水棉依靠水的重力以及毛细吸水现象，不需要增加额外动，解决滴灌法遇到墙体面积大的地方，管道加长，还需要安装增加泵进行增压，保证管道内水压，增压泵一直开启浪费能源的问题。而且，通过LoRa节点模块进行网络连接，LoRa节点模块具有功耗低，自组网，可以与现有网络共存的传输优势，通过手机上网进行控制，解决目前还没有基于智能家居系统的植物墙，无法做到远程控制补水，令长期不在家的人不方便对植物墙进行补水浇灌的问题。
进一步的，控制电路还连接蓝牙模块以及无线WIFI模块。通过设置蓝牙模块以及无线WIFI模块与家庭网络和手机互联，避免某些地方网络信号不好的地方使得系统掉线，同时通过家庭网络也可保证其传输速度，方便在种植墙上安装监控模块进行数据传输，使得可以实时监控。
进一步的，集水槽的底部还设置有排水孔，所述排水孔连接有排水管。通过排水孔和排水管将多余的水排走，排水管可外接地漏方便排水。
进一步的，集水槽位于钢架结构内的底部。
进一步的，还包括底座，所述底座为下宽上窄的梯形体，所述底座上设置有与钢架结构匹配的凹槽。在墙体上不好安装时，使用底座安装植物墙，方便快捷，还可以挪动，增加实用性。
进一步的，集水槽的排水孔设置在集水槽底部的端部，集水槽的底部上设置有一隔板，所述隔板两端与集水槽两侧边连接，隔板与排水孔相邻，将集水槽内分成两个区域，隔板的排水孔一侧的区域为排水区，隔板的另一侧为存水区，所述条状引水棉的底端都位于存水区。通过集水槽设置隔板，形成存水区，当水溢出隔板时，多余的水排走，存水区保存部分水，供吸水棉反向吸水进行补水。
进一步的，集水槽上方设置有集水槽盖板，集水槽盖板上设置有多个引水棉孔，引水棉孔与所述条状引水棉的位置大小和位置匹配，使得条状引水棉通过引水棉孔穿进集水槽。通过设置盖板避免集水槽内落入脏物招引蚊虫。
进一步的，集水槽的顶部设置有开口向下的背板下卡槽，所述补水槽的底部设置有开口向下的背板上卡槽；背板下卡槽与背板上卡槽与背板的上下边缘匹配。设置背板卡槽使得卡槽更加稳固，安装更加方便。
本发明具有如下的优点和有益效果：
1、本发明补水系统通过设置补水槽使用引水棉将水引至种植盆中，盆中种植土吸水，直到吸水达到饱和，引水棉将水继续引流至下面的种植盆中，直到种植盆中的种植土都吸水，多于的水引至最下方的集水盒内，避免水多外溢，系统通过设置LoRa节点模块与网络连接，手机通过上网即可对连接系统，通过发送控制信号，经LoRa节点模块接收信号传给控制电路，控制电路控制电磁阀打开，向补水箱供水，通过在补水箱上水位监测装置A监测水位，达到预设值后回馈给控制电路，控制电路发出命令关闭电磁阀，水位下降后重新打开电磁阀，当种植盆中都吸水后，水便会被引流至集水槽内，使集水槽积水，通过集水槽内设置的水位监测装置B监测到集水槽内有水时，说明上方种植盆都已经得水，此时水位监测装置B发出信号给控制电路，控制电路控制电磁阀关闭，不再供水；由此，解决现有的植物墙进行植物补水采用滴灌法需要设置很多的管道，安装起来麻烦而且不美观的问题；采用引水棉使种植土吸水，饱和后不吸水，由下方种植盆中吸水，不需要预估水量，也不会溢水，解决滴灌法需要提前预估滴灌水流量，水量过大造成溢出，水量过小使植物缺水不利于生长的问题；引水棉依靠水的重力以及毛细吸水现象，不需要增加额外动，解决滴灌法遇到墙体面积大地方，管道加长，还需要安装增加泵进行增压，保证管道内水压，增压泵一直开启浪能源的问题。而且，通过LoRa节点模块进行网络连接，LoRa节点模块具有功耗低，自组网，可以与现有网络共存的传输优势，通过手机上网进行控制，解决目前还没有基于智能家居系统的植物墙，无法做到远程控制补水，令长期不在家的人不方便对植物墙进行补水浇灌的问题；
2、本发明通过设置蓝牙模块以及无线WIFI模块与家庭网络和手机互联，避免某些地方网络信号不好的地方使得系统掉线，同时通过家庭网络也可保证其传输速度，方便在种植墙上安装监控模块进行数据传输，使得可以实时监控；
3、本发明通过集水槽设置隔板，形成存水区，当水溢出隔板时，多余的水排走，存水区保存部分水，供吸水棉反吸水给下方种植盆补水，增强实用性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的主要结构示意图。
图2为本发明的钢架结构示意图。
图3为本发明的背板结构示意图。
图4为本发明的导水槽结构示意图。
图5为本发明的补水槽结构示意图。
图6为本发明的模块结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-补水槽，2-进水管，3-电磁阀，4-条状引水棉，5-种植盆，6-集水槽，7-排水管，8-底座，9-水位监测装置A，10-水位监测装置B，11-钢架结构，12-背板，61-排水孔，62-隔板，63-引水棉孔，64-集水槽盖板，1201-背板下卡槽，1202-背板上卡槽。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1、图2所示，基于智能家居的自动补水植物墙，包括墙体结构、补水控制系统、多个种植单元，所述种植单元排布在墙体结构表面，所述补水控制系统用于给种植单元补水，所述墙体结构包括钢架结构11、背板12，背板固定在钢架结构11上形成墙体；所述补水控制系统包括补水槽1，所述补水槽1位于钢架架结构11的顶部，所述补水槽1侧面设置有若干个孔，若干个孔横向均匀排列，孔中都设置有条状引水棉4；所述种植单元是种植盆5，种植盆5均匀的纵横排布且固定在背板12上；种植盆5底部设置有通孔；所述条状引水棉4上端位于补水槽1内，条状引水棉4下端依次穿过纵向排列的种植盆5底部通孔直到穿进底部设置的集水槽6内；所述补水槽1内设置有水位监测装置A9，所述集水槽6内设置有水位监测装置B10，所述补水槽1的端部连接有进水管2，所述进水管2上设置有电磁阀3，所述水位监测装置A9、水位监测装置B10、电磁阀3都连接有控制电路，所述控制电路还连接有LoRa节点模块。通过引水棉的引水，将水在毛细吸水的作用下吸水，然后靠水的重力往下渗水，引水棉起到了吸水和引导水的作用，使水沿着迎水棉的将水引至每个种植盆中，盆中土壤吸水后不在吸水，水沿吸水棉往下继续补水，由此，不会形成直接滴灌带来的因为水分更换把土壤中的营养成分带走的问题，也避免了从上往下滴水容易滴在植物的叶子上使水溅到种植棚外部，打湿地面，长期使得地面湿滑的问题。
如图4-图6所示，实施时，控制电路还连接蓝牙模块以及无线WIFI模块，通过SPI总线连接LoRa节点模块、无线WIFI模块，集水槽6的底部还设置有排水孔61，所述排水孔61连接有排水管7；水槽6位于钢架结构11内的底部；还包括底座8，所述底座8为下宽上窄的梯形体，所述底座8上设置有与钢架结构11匹配的凹槽；集水槽6的排水孔61设置在集水槽6底部的端部，集水槽6的底部上设置有一隔板62，所述隔板6两端与集水槽6两侧边连接，隔板62与排水孔61相邻，将集水槽6内分成两个区域，隔板62的排水孔61一侧的区域为排水区，隔板62的另一侧为存水区，所述条状引水棉4的底端都位于存水区；集水槽6上方设置有集水槽盖板64，集水槽盖板64上设置有多个引水棉孔63，引水棉孔63与所述条状引水棉4的位置大小和位置匹配，使得条状引水棉4通过引水棉孔63穿进集水槽6；集水槽6的顶部设置有开口向下的背板下卡槽1201，所述补水槽1的底部设置有开口向下的背板上卡槽1202；背板下卡槽1201与背板上卡槽1202与背板12的上下边缘匹配。
如图3所示，实施时，背板上均匀设置若干挂孔，在种植盆上设置与挂孔匹配的挂钩，通过挂钩悬挂在背板上进行固定。钢架结构的侧边可通过外壳进行包边处理，水位监测装置的走线在钢架结构内的边上，使得外观美观。整个系统最适合设置于阳台，排水管可直接与地漏连接，使用方便。水位监测装置A的水位控制，防止引流水量小于入水量时溢出补水槽。
具体使用时，在种植盆中灌土，填压土壤时使得土壤与引水棉全面接触，压紧使得引水棉产生一定形变，保证了引水棉的水量通过缓慢，使土壤充分吸水。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.基于智能家居的自动补水植物墙，包括墙体结构、补水控制系统、多个种植单元，所述种植单元排布在墙体结构表面，所述补水控制系统用于给种植单元补水，其特征在于，所述墙体结构包括钢架结构(11)、背板(12)，背板(12)固定在钢架结构(11)上形成墙体；所述补水控制系统包括补水槽(1)，所述补水槽(1)位于钢架架结构(11)的顶部，所述补水槽(1)侧面设置有若干个孔，若干个孔横向均匀排列，孔中都设置有条状引水棉(4)，所述条状引水棉(4)与孔过盈配合；所述种植单元是种植盆(5)，种植盆(5)均匀的纵横排布且固定在背板(12)上；种植盆(5)底部设置有通孔；所述条状引水棉(4)上端位于补水槽(1)内，条状引水棉(4)下端依次穿过纵向排列的种植盆(5)底部通孔直到穿进底部设置的集水槽(6)内；所述补水槽(1)内设置有水位监测装置A(9)，所述集水槽(6)内设置有水位监测装置B(10)，所述补水槽(1)的端部连接有进水管(2)，所述进水管(2)上设置有电磁阀(3)，所述水位监测装置A(9)、水位监测装置B(10)、电磁阀(3)都连接有控制电路，所述控制电路还连接有LoRa节点模块。
2.根据权利要求1所述的基于智能家居的自动补水植物墙，其特征在于，所述控制电路还连接蓝牙模块以及无线WIFI模块。
3.根据权利要求1所述的基于智能家居的自动补水植物墙，其特征在于，所述集水槽(6)的底部还设置有排水孔(61)，所述排水孔(61)连接有排水管(7)。
4.根据权利要求1所述的基于智能家居的自动补水植物墙，其特征在于，所述集水槽(6)位于钢架结构(11)内的底部。
5.根据权利要求1所述的基于智能家居的自动补水植物墙，其特征在于，还包括底座(8)，所述底座(8)为下宽上窄的梯形体，所述底座(8)上设置有与钢架结构(11)匹配的凹槽。
6.根据权利要求3所述的基于智能家居的自动补水植物墙，其特征在于，所述集水槽(6)的排水孔(61)设置在集水槽(6)底部的端部，集水槽(6)的底部上设置有一隔板(62)，所述隔板(62)两端与集水槽(6)两侧边连接，隔板(62)与排水孔(61)相邻，将集水槽(6)内分成两个区域，隔板(62)的排水孔(61)一侧的区域为排水区，隔板(62)的另一侧为存水区，所述条状引水棉(4)的底端都位于存水区。
7.根据权利要求1所述的基于智能家居的自动补水植物墙，其特征在于，所述集水槽(6)上方设置有集水槽盖板(64)，集水槽盖板(64)上设置有多个引水棉孔(63)，引水棉孔(63)与所述条状引水棉(4)的位置大小和位置匹配，使得条状引水棉(4)通过引水棉孔(63)穿进集水槽(6)。
8.根据权利要求1所述的基于智能家居的自动补水植物墙，其特征在于，所述集水槽(6)的顶部设置有开口向下的背板下卡槽(1201)，所述补水槽(1)的底部设置有开口向下的背板上卡槽(1202)；背板下卡槽(1201)与背板上卡槽(1202)与背板(12)的上下边缘匹配。
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