CN109168780A - 一种基于人工智能的大棚植物恒温培育装置 - Google Patents

一种基于人工智能的大棚植物恒温培育装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于人工智能的大棚植物恒温培育装置，包括设置在大棚内部的植物培育机构，大棚内部还设有恒温控制机构，在植物培育机构的侧面还设有供液机构，植物培育机构的下方设有供气机构,植物培育机构包括立体装载池和支撑架板，立体装载池的底部设有分隔过滤层，分隔过滤层的上表面设有若干通气立柱，每个通气立柱的侧曲面上设有若干出气孔，立体装载池侧面还设有残液收集机构，残液收集机构包括若干L形分管，所有的L形分管共同连接有汇总长管道，汇总长管道的末端连接有收纳盒；持续对土壤进行供气处理，为植物生长提供安全环境，使用循环利用收集盒，减少资源浪费和培育成本，另增加智能植物培育机构，为植物生长提供最佳的环境。

Description

一种基于人工智能的大棚植物恒温培育装置
技术领域
本发明涉及大棚植物培育技术领域，具体为一种基于人工智能的大棚植物恒温培育装置。
背景技术
众所周知，温室大棚又称暖房，能透光和保温(或加温)，用来栽培植物的设施。在不适宜植物生长的季节，能提供温室生育期和增加产量，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等，温室的种类多，依不同的屋架材料、采光材料、外形及加温条件等又可分为很多种类。
随着人类对植物蔬菜的大量需求，大棚的类型也多种多样，其内部的装备设置也越来越多，目前大棚类型主要包括种植温室、养殖温室、展览温室、实验温室、餐饮温室、娱乐温室等；大棚系统的设计包括增温系统、保温系统、降温系统、通风系统、控制系统、灌溉系统等。
但是目前的大棚系统，无法持续对土壤进行供气处理，导致植物根系出现窒息或中毒死亡现象，严重影响植物的正常生长，并且为了保持大棚内的恒温环境，大棚降温机构与大棚排气机构相互独立，导致降温排气的速率降低，降温作用不明显。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种基于人工智能的大棚植物恒温培育装置，能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于人工智能的大棚植物恒温培育装置，包括设置在大棚内部的植物培育机构，大棚内部还设有恒温控制机构，在植物培育机构的侧面还设有供液机构，所述植物培育机构的下方设有供气机构；
所述植物培育机构包括立体装载池以及设置在立体装载池下方的支撑架板，所述立体装载池的底部设有分隔过滤层，所述分隔过滤层的上表面设有若干均匀分布的通气立柱，每个所述通气立柱的侧曲面上设有若干均匀分布的出气孔，所述分隔过滤层下方的立体装载池侧面还设有残液收集机构，所述残液收集机构包括若干均匀安装在立体装载池侧面的L形分管，所有的L形分管共同连接有汇总长管道，所述汇总长管道的末端连接有收纳盒，并且在所述立体装载池侧面还设有支撑收纳盒的支撑平板。
作为本发明一种优选的技术方案，所述立体装载池的底部还设有若干均匀分布的漏斗形去污管，所述漏斗形去污管的下端连接有放置在地面上的集土盒，所述漏斗形去污管内还设有控制阀门。
作为本发明一种优选的技术方案，所述供气机构包括若干均匀设置在立体装载池侧面上的供气管，并且所述供气管具体安装在分隔过滤层下方的立体装载池内壁上，所述立体装载池内壁上设有用以固定供气管的Y形固定夹，所述供气管的下端设有若干均匀分布的通气孔。
作为本发明一种优选的技术方案，所述供液机构包括动力智能机构和液体供应机构，所述液体供应机构包括设置在立体装载池的侧支板，以及两个设置在侧支板两端的伺服电机，两个所述伺服电机之间设有传动链条，所述传动链条上安装有洒水箱体，所述洒水箱体的侧面还设有滑动板，所述滑动板上方的洒水箱体连接有若干均匀分布的弯曲供液管，所述弯曲供液管的末端设有斜面出水孔板。
作为本发明一种优选的技术方案，所述动力智能机构包括控制供液时间间隔的定时器和测量立体装载池内土壤湿度的湿度传感器，所述定时器和湿度传感器连接有用于处理信号并控制伺服电机运行的控制器，并且所述定时器和湿度传感器安装在控制器的串口输入端，所述控制器的串口输出端与伺服电机连接。
作为本发明一种优选的技术方案，所述恒温控制机构分为加热控温和降热控温两种工作状态，所述恒温控制机构具体包括与控制器的输入端通过电性连接的温度传感器，所述控制器的串口输出端连接有加热太阳灯。
作为本发明一种优选的技术方案，所述恒温控制机构包括若干均匀铰接在大棚上的开关门和设置在开关门铰接侧的直线电机，所述直线电机的输出轴铰接有弯曲作用杆，并且所述弯曲作用杆与开关门固定安装在一起。
作为本发明一种优选的技术方案，所述恒温控制机构还包括设置在大棚顶部的浇水管道，所述浇水管道上设有若干均匀分布的灌溉花洒头，所述浇水管道连接有抽水泵，所述抽水泵连接有外接水源。
作为本发明一种优选的技术方案，所述直线电机与控制器的串口输出端电性连接，另外所述控制器的串口输出端还与抽水泵电性连接。
作为本发明一种优选的技术方案，所述收纳盒的顶部设有螺纹安装头，所述汇总长管道的外表面也设有外螺纹段，所述螺纹安装头与外螺纹段之间设有内螺纹固定件。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明使用分层植物培育槽，可在植物生长过程中，持续对土壤进行供气处理，减少植物根系窒息或中毒死亡现象，为植物生长提供安全环境，另外增加土壤和液体回收机构，可减少资源浪费和培育成本，保持大棚内环境的清洁，提高培育时的使用体验。
(2)本发明通过设置对养分、水分和温度的智能控制机构，可定时对植物补给营养液，并且也可通过土壤湿度检测，方便对植物培育需要的湿度进行控制，从而提高植物培育装置的智能性，并且也可为植物生长提供最佳的环境，可促进植物的生长速率。
(3)本发明通过智能加热升温和通气加水降温的方式，将大棚内的温度控制在植物的最佳生长环境，有效的解决了现有植物大棚不能为植物提供舒适的成长温度影响植物生长的问题。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的供液机构结构示意图；
图3为本发明的残液收集机构结构示意图；
图4为本发明图1中A结构放大示意图；
图5为本发明的恒温控制机构结构示意图；
图6为本发明的供液分类流程示意图；
图7为本发明的温控分类流程示意图；
图中标号：
1-植物培育机构；2-恒温控制机构；3-供液机构；4-供气机构；5-残液收集机构；6-控制器；
101-立体装载池；102-支撑架板；103-分隔过滤层；104-通气立柱；105-出气孔；106-漏斗形去污管；107-集土盒；108-控制阀门；
201-温度传感器；202-加热太阳灯；203-开关门；204-直线电机；205-弯曲作用杆；206-浇水管道；207-灌溉花洒头；208-抽水泵；
301-侧支板；302-伺服电机；303-传动链条；304-洒水箱体；305-滑动板；306-电磁阀；307-弯曲供液管；308-斜面出水孔板；309-定时器；3010-湿度传感器；
401-供气管；402-Y形固定夹；403-通气孔；
501-L形分管；502-汇总长管道；503-支撑收纳盒；504-支撑平板；505-螺纹安装头；506-外螺纹段；507-内螺纹固定件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种基于人工智能的大棚植物恒温培育装置，包括设置在大棚内部的植物培育机构1，大棚内部还设有恒温控制机构2，在植物培育机构1的侧面还设有供液机构3，所述植物培育机构1的下方设有供气机构4，所述恒温控制机构2持续保持提供植物生长的最佳温度，供液机构3可为植物的生长提供营养和水分，保持土壤含水量，供气机构4可为土壤提供空气，防止土壤中二氧化碳聚集过多，导致植物根系窒息或中毒死亡现象。
所述植物培育机构1包括立体装载池101以及设置在立体装载池101下方的支撑架板102，所述立体装载池101的底部设有分隔过滤层103，所述分隔过滤层103的上表面设有若干均匀分布的通气立柱104，每个所述通气立柱104的侧曲面上设有若干均匀分布的出气孔105，所述分隔过滤层103是由若干相互交叉且分层的防锈钢丝组成，在种植的时候，分隔过滤层103上放置土壤，可在分隔过滤层103的上方种植植物，并且分隔过滤层103可透过空气，从而对植物根系提供新鲜空气，通气立柱104可通过出气孔105对植物进行多层次的透气处理，同时将土壤进行分隔处理，防止土壤发生板结。
如图2所示，所述供液机构3包括动力智能机构和液体供应机构，所述液体供应机构包括设置在立体装载池101的侧支板301，以及两个设置在侧支板301两端的伺服电机302，两个所述伺服电机302之间设有传动链条303，所述传动链条303上安装有洒水箱体304，所述洒水箱体304的侧面还设有滑动板305，所述侧支板301的上表面设有切割孔槽，所述洒水箱体304穿过切割孔槽安装在传动链条303上，滑动板305可沿着在切割孔槽上方的侧支板301滑动，从而提高洒水箱体304移动时的稳定性。
所述滑动板305上方的洒水箱体304连接有若干均匀分布的弯曲供液管307，所述弯曲供液管307的末端设有斜面出水孔板308，洒水箱体304内的液体通过弯曲供液管307对植物供水或者供营养液，斜面出水孔板308将液体分散，增加土壤对液体的吸收。
需要补充说明的是，所述洒水箱体304连接有两个进水管，包括供水水管和营养液管，所述供水管和营养液管内均设有电磁阀306。
如图6所示，所述动力智能机构包括控制供液时间间隔的定时器309和测量立体装载池101内土壤湿度的湿度传感器3010，所述定时器309和湿度传感器3010连接有用于处理信号并控制伺服电机302运行的控制器6，并且所述定时器309和湿度传感器3010安装在控制器6的串口输入端，所述控制器6的串口输出端与伺服电机302连接，并且所述控制器6的串口输出端也与电磁阀306连接。
需要补充说明的是，所述定时器309主要控制营养液管的供量，在特定的间隔时间内，营养液管内的电磁阀306打开，供水管内的电磁阀306关闭，并且伺服电机302带动洒水箱体304移动，对植物进行营养供给。
湿度传感器3010主要控制供水操作的实现，当立体装载池101内的土壤湿度小于湿度时，供水管内的电磁阀306打开，营养液管内的电磁阀306关闭，并且伺服电机302带动洒水箱体304移动，对植物进行水分供给，从而保证植物从根部吸收水分，更好的将水分传递到植物的根茎。
进一步说明的是，所述电磁阀306的正常状态为闭合状态，即在不供液的时候，电磁阀306均为闭合状态。
如图3所示，所述分隔过滤层103下方的立体装载池101侧面还设有残液收集机构5，所述残液收集机构5包括若干均匀安装在立体装载池101侧面的L形分管501，所有的L形分管501共同连接有汇总长管道502，所述汇总长管道502的末端连接有收纳盒503，并且在所述立体装载池101侧面还设有支撑收纳盒503的支撑平板504，所述收纳盒503用于收集多余溢出的液体，多余液体可通过L形分管501进行收集，汇集到汇总长管道502并集中在收纳盒503内。
所述收纳盒503的顶部设有螺纹安装头505，所述汇总长管道502的外表面也设有外螺纹段506，所述螺纹安装头505与外螺纹段506之间设有内螺纹固定件507，便于拆卸收纳盒503，将收纳盒503内的液体进行回收，减少资源浪费，同时也可及时的对根系底部进行排放，防止出现烂根的情况。
所述立体装载池101的底部还设有若干均匀分布的漏斗形去污管106，所述漏斗形去污管106的下端连接有放置在地面上的集土盒107，所述漏斗形去污管106内还设有控制阀门108，将透过分隔过滤层103的土壤进行排出收集，进行循环利用，减少立体装载池101的土壤流失。
如图4所示，所述供气机构4包括若干均匀设置在立体装载池101侧面上的供气管401，并且所述供气管401具体安装在分隔过滤层103下方的立体装载池101内壁上，所述立体装载池101内壁上设有用以固定供气管401的Y形固定夹402，所述供气管401的下端设有若干均匀分布的通气孔403，对植物土壤进行供气，气体穿过分隔过滤层103对上层土壤加气，同时与通气立柱104匹配作用，扩大土壤吸气的面积，改善土壤内的空气含量。
所述恒温控制机构2分为加热控温和降热控温两种工作状态，所述恒温控制机构2具体包括与控制器6的输入端通过电性连接的温度传感器201，所述控制器6的串口输出端连接有加热太阳灯202，加热控温主要用于夜晚和冬季使用，将大棚内的温度提高至恒温状态，从而提高植物的生长速度，温度传感器201实时检测大棚内的温度，若控制器6处理温度传感器201检测的信号后，大棚内的温度低于植物生长的最佳温度范围，则控制器6控制加热太阳灯202的开关，使其工作，将大棚内的温度提高至最佳温度范围，若控制器6通过处理温度传感器201检测的信号，大棚内的温度高于植物生长的最佳温度范围，则控制器6控制加热太阳灯202工作效率，将大棚内的温度保持在最佳温度范围。
需要补充说明的是，加热太阳灯202有若干个，且均匀分布在大棚内部，并且加热太阳灯202的加热功率可调。
所述降热控温包括通气降温法和灌溉降温法，降热控温主要集中在白天和夏季使用。
恒温控制机构2包括若干均匀铰接在大棚上的开关门203和设置在开关门203铰接侧的直线电机204，所述直线电机204的输出轴铰接有弯曲作用杆205，并且所述弯曲作用杆205与开关门203固定安装在一起，通气降温法是将开关门203打开，大棚与外部空气进行空气对流，从而降低大棚内的温度。
恒温控制机构2还包括设置在大棚顶部的浇水管道206，所述浇水管道206上设有若干均匀分布的灌溉花洒头207，所述浇水管道206连接有抽水泵208，所述抽水泵208连接有外接水源，灌溉降温法通过喷水对大棚内的空气进行降温。
如图7所示，所述控制器6的串口输出端与直线电机204电性连接，另外所述控制器6的串口输出端还与抽水泵208电性连接。
温度传感器201实时检测大棚内的温度，当大棚内的温度大于植物最佳生长温度时，控制器6控制加热太阳灯202停止工作，并且如果大棚内的温度持续升高时，控制器6控制直线电机204将开关门203打开将大棚与外部空气进行空气对流，温度传感器201检测大棚内的温度还未降低时，则控制器6控制抽水泵208供水，灌溉花洒头207对大棚内的整体环境进行喷水降温，从而将大棚内的温度控制在最佳生长的恒温状态，从而促进植物生长，缩短植物生长周期。
在本发明中，需要补充说明的是，控制器6具体为ARM9TDMI系列嵌入式处理器。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种基于人工智能的大棚植物恒温培育装置，包括设置在大棚内部的植物培育机构(1)，其特征在于：大棚内部还设有恒温控制机构(2)，在植物培育机构(1)的侧面还设有供液机构(3)，所述植物培育机构(1)的下方设有供气机构(4)；
所述植物培育机构(1)包括立体装载池(101)以及设置在立体装载池(101)下方的支撑架板(102)，所述立体装载池(101)的底部设有分隔过滤层(103)，所述分隔过滤层(103)的上表面设有若干均匀分布的通气立柱(104)，每个所述通气立柱(104)的侧曲面上设有若干均匀分布的出气孔(105)，所述分隔过滤层(103)下方的立体装载池(101)侧面还设有残液收集机构(5)，所述残液收集机构(5)包括若干均匀安装在立体装载池(101)侧面的L形分管(501)，所有的L形分管(501)共同连接有汇总长管道(502)，所述汇总长管道(502)的末端连接有收纳盒(503)，并且在所述立体装载池(101)侧面还设有支撑收纳盒(503)的支撑平板(504)。
2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的大棚植物恒温培育装置，其特征在于：所述立体装载池(101)的底部还设有若干均匀分布的漏斗形去污管(106)，所述漏斗形去污管(106)的下端连接有放置在地面上的集土盒(107)，所述漏斗形去污管(106)内还设有控制阀门(108)。
3.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的大棚植物恒温培育装置，其特征在于：所述供气机构(4)包括若干均匀设置在立体装载池(101)侧面上的供气管(401)，并且所述供气管(401)具体安装在分隔过滤层(103)下方的立体装载池(101)内壁上，所述立体装载池(101)内壁上设有用以固定供气管(401)的Y形固定夹(402)，所述供气管(401)的下端设有若干均匀分布的通气孔(403)。
4.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的大棚植物恒温培育装置，其特征在于：所述供液机构(3)包括动力智能机构和液体供应机构，所述液体供应机构包括设置在立体装载池(101)的侧支板(301)，以及两个设置在侧支板(301)两端的伺服电机(302)，两个所述伺服电机(302)之间设有传动链条(303)，所述传动链条(303)上安装有洒水箱体(304)，所述洒水箱体(304)的侧面还设有滑动板(305)，所述滑动板(305)上方的洒水箱体(304)连接有若干均匀分布的弯曲供液管(307)，所述弯曲供液管(307)的末端设有斜面出水孔板(308)。
5.根据权利要求4所述的一种基于人工智能的大棚植物恒温培育装置，其特征在于：所述动力智能机构包括控制供液时间间隔的定时器(309)和测量立体装载池(101)内土壤湿度的湿度传感器(3010)，所述定时器(309)和湿度传感器(3010)连接有用于处理信号并控制伺服电机(302)运行的控制器(6)，并且所述定时器(309)和湿度传感器(3010)安装在控制器(6)的串口输入端，所述控制器(6)的串口输出端与伺服电机(302)连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的大棚植物恒温培育装置，其特征在于：所述恒温控制机构(2)分为加热控温和降热控温两种工作状态，所述恒温控制机构(2)具体包括与控制器(6)的输入端通过电性连接的温度传感器(201)，所述控制器(6)的串口输出端连接有加热太阳灯(202)。
7.根据权利要求6所述的一种基于人工智能的大棚植物恒温培育装置，其特征在于：所述恒温控制机构(2)包括若干均匀铰接在大棚上的开关门(203)和设置在开关门(203)铰接侧的直线电机(204)，所述直线电机(204)的输出轴铰接有弯曲作用杆(205)，并且所述弯曲作用杆(205)与开关门(203)固定安装在一起。
8.根据权利要求7所述的一种基于人工智能的大棚植物恒温培育装置，其特征在于：所述恒温控制机构(2)还包括设置在大棚顶部的浇水管道(206)，所述浇水管道(206)上设有若干均匀分布的灌溉花洒头(207)，所述浇水管道(206)连接有抽水泵(208)，所述抽水泵(208)连接有外接水源。
9.根据权利要求6所述的一种基于人工智能的大棚植物恒温培育装置，其特征在于：所述直线电机(204)与控制器(6)的串口输出端电性连接，另外所述控制器(6)的串口输出端还与抽水泵(208)电性连接。
10.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的大棚植物恒温培育装置，其特征在于：所述收纳盒(503)的顶部设有螺纹安装头(505)，所述汇总长管道(502)的外表面也设有外螺纹段(506)，所述螺纹安装头(505)与外螺纹段(506)之间设有内螺纹固定件(507)。
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