CN109413995A - 用于植物在内部和外部环境中的气培法生长的具有自动式数字控制和监测系统的模块化电子瓶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种呈可拆卸的模块化瓶形式的用于通过气培法使植物生长的装置，所述可拆卸的模块化瓶由通过连接环(2)连结且由密封盖(1)或(21)覆盖的叠加模块(4)构成。所述模块具有在角位置处对称地分布的多个衔嘴(5)，向其中引入附件，例如生根篮(6)；微型温室(22)；呈泡沫立方体形式以供发芽的种子囊(23)；支撑盘(24)、(26)或(27)；杆(28)和格栅(29)。呈两个部分(32)和(33)形式的罐形成所述装置的底部且包括检测和供应盖(7)、保护性格栅(8)、开/关开关(9)、用于动力电缆的连接件(10)、辊(30)、支撑腿(31)和电子面板(11)，其显示关于电部件和电子电路的营养物溶液水平、温度、湿度、计时器控制和自动致动功能的信息。装置致动的部件与浮体(15)一起容纳在内部，所述浮体存储营养物溶液纳米粒子的迷你生成器(16)、具有空气软管(18)的通风泵(17)、消音囊(19)和具有水平传感器的标尺(20)。

Description

用于植物在内部和外部环境中的气培法生长的具有自动式数 字控制和监测系统的模块化电子瓶

本发明涉及呈可拆卸的瓶形式的电子装置，其用于使用根部悬挂在空气中-水耕法和气培法-而不使用土壤(泥土)的培养方法培养多种植物(绿叶蔬菜、花卉、草本植物、果实、蔬菜、幼苗、插枝等等)。其适用于家用和商用且出于教育和社会用途用于农村或城市区域中，包括室内和室外。所述电子装置在低电压电气系统中操作，或在没有电力的情况下可连接到外部电池或光伏能量板(如果适用)。其提供了仅以一个步骤使植物从种子发芽直到收获的生长的可能性。“标准”模型可容纳40株植物。由于添加了更多个生长模块，因此有可能减小或增大培养量；建议每个系统种植至多80株植物。所有部件和组合附件形成独特的一组植物生长自身可管理系统，其包含：光合作用照明系统、分布在角位置处的与若干插口整合的生长模块、微型温室、支撑托盘、用于植物悬置的杆和支撑盘、生根篮、储存器，以及具有数字显示器、Wi-Fi、可编程计时器的电子面板，其能够设定时间且控制营养物溶液的气流和充氧、通风系统、温度控制；通过数字显示器上的内建式传感器实时监测水分、Ph、TDS/EC水平、Wi-Fi、UV-C光、加热、冷却、抗真菌系统和水位跟踪系统；迷你生成器，其安装在浮动浮标上且部分地浸没在富含有机营养物和/或矿物的溶液中，且通过以几秒形成通过富含营养物的溶液的微粒子和纳米粒子形成的粒子薄雾而在生长模块中产生自动灌溉，所述生长模块直接应用于在暗气室内部悬置于空气中的植物根部，所述暗气室通过接合所有生长模块和储存器而形成，其中富含营养物的溶液(普通水、维生素和营养物)停留在底部且所有电子和电部分停留在顶部。这一系统不需要真空泵(气压或液压)也不需要手动灌溉、持续水补充或液压连接。由于适合置于地板和平坦表面上，其使得植物培养更简单且更快，从而节约水、能量和空间。其呈不同颜色且具有功能设计。本发明容易通过接入任何智能电话、智能手表、平板电脑或等效产品经由应用程序或网络平台控制。

目前，大部分农业培养通过主要使用土壤的传统种植方法完成。尤其在城市中，以更为淳朴的方式在家中用盆、瓶、盒、块、有利于生态的袋、屋顶、水平基床、竖直壁、筛网、装饰性切块(花砖(cobogós))、PVC管道甚至用塑料瓶种植蔬菜和花卉是很常见的。自产型植物培养的低生产率仅勉强满足家庭需要且仍然需要关注，植物之间的较大距离、充分间隔、阳光充足的区域、植物轮换、持续清洁和维护(实际上对于一些类型的植物每天一次)以及花卉或蔬菜园艺种植必需的时间量会令许多人泄气，尽管当今社会、尤其在城市中心对于有机地种植自己的食物、香料、草本植物或花卉的需求呈新月形增长。在小型、中型或大型农村地区中，农作物生产需要大量消耗水，使用大量农药(其在土壤中丢失或被雨水污染的河流带走等等)，需要农民大量劳动力和不断的体力耗费，且由于相当大的损耗而导致最终产品成本相对高。除运输成本更高之外，产品还会在路上受到污染，浪费极大，且大部分农业生产基地远离城市。农作物的附加价值较低，且农民面临着与害虫、火灾、气候变化以及水和土壤质量相关的种种困难，这些困难会因全球每个区域而不同。这些困难引起其它间接问题，如家庭农业的经济困难；城市农村人口的迁移；食物短缺；森林砍伐；对植物群和动物群的环境破坏；维生素和营养物摄入量低的转基因食品，尽管看起来一样且外观和大小能吸引消费者，但科学研究已使许多人相信这些转基因食品中的一些可能与疾病和营养失衡相关。对于大量摄入工业化食品的人来说，情况会更糟。

在较小范围内，还进行使用水耕培养方法培养植物且将其视为农业中的现代技术。水耕法是一种用于温室内部而不使用土壤的植物培养系统。水和其它基底用于湿润和培育植物。另一方面，这些系统更为针对农村生产者，因为它需要对技术的更好理解，以及更精确地控制NPK营养物(氮气、磷和钾)的混合物，NPK营养物也被称为用于肥料组合物的大量营养素，其稀释于持续灌溉所述区域的水中。其需要投资相当大的结构(温室、培养床、遮光布等等)，需要较高电能消耗且不一定意味着并不使用肥料。相反，在许多情况下，肥料的使用更胜于传统的种植方法或偏离有机培养，最终导致食品价格上涨且导致低生产率和缺乏选择，将无法保证安全性和来源的食品投放市场。在大多数情况下，存在一些例外，产品不具有任何类型的官方证明，如：有机。这对于并不自己种植食品的消费者来说导致许多不确定性。其它商业上已知的技术要么不显著要么在生产者与比以往更为清醒且更为苛刻的消费者之间并未非常良好地进行传播。当今社会正寻找替代方案以在世界范围内增强食品生产，减少农用化学品、农药、激素和有毒物质的使用，特别是主要在更接近于城市中心的地区节省水。世界上大部分可用水都用于灌溉系统。-“联合国(UN)揭露，世界上约70％的所有水资源用于农业灌溉”，在巴西，此指标为72％。灌溉为世界食品供应的必需部分，且对于生命来说非常重要的资源的最奢侈投入就是水。根据对UN发布的最新报告的分析，耗水量已经以高于上个世纪人口增长速率两倍的速率增大。以此速率，到2025年，发展中国家的耗水量将增加高达50％；且发达国家占18％。如今，仍然有7.8亿人无法获取饮用水，且许多人没有基本卫生设施。出于此原因，关于水安全性的讨论必须得到重视，以确保在将来水可供用于食品生产、发电、运输和对至关重要的生态系统的保护。在3月22日庆祝世界水日，且每年，在这一天，UN会发布关于食品生产和自然资源的保护的警告。关于水浪费的另一事实强调需要节约用水。到2025年，预期约两百万人将生活在严重缺水的地区中。农业被国际组织视为水控制政策的优先目标。根据联合国粮食与农业组织(Food and AgricultureOrganization of the United Nations，FAO)，灌溉项目中约60％的用水被如蒸发等现象浪费。根据该组织，减少10％的水浪费将足以供应当今世界人口量的两倍的人数。巴西国家水利部门- Nacional de (ANA)报道，估计巴西29.6公顷适合于灌溉。更少量、更健康且营养的饮食直接关系到整体上更健康。每天，我们都会看到寻求更为可持续且更为生态性的解决方案的倡议，超出农业，且甚至是在想象不到的领域，如：建筑、设计、工业、工程改造、消费型产品制造等等。

最后，我们拥有了气培法培养方法，一种源自水耕法且如同水耕法，并不需要使用土壤的被视为相对较新的技术。在气培法中，不需要使用许多基底，且所述技术优先考虑空间优化(重点)，同时实现更高生产率。通过在空气中悬置植物-气培法，通过茎干固定或固定在篮内部而完成培养过程。显然，世界上有数十亿人无数尝试开发项目和产品，但无论在商业上或甚至在美观性上，没有一个带来了任何切实可行的结果以使得普通公民，尤其巴西人、亚洲人、拉丁美洲人或来自任何欠发达的国家的普通公民有可能在家以有限空间自己种植菜园，且使得足以通过健康且可信的食品供给整个家庭或团体的主要需求。在发达国家，对更健康的习惯和更为可持续的生活方式更为鼓励、更为自觉且更为欣赏。存在试图使用此技术或等效技术的植物培养系统的许多其它方法、研究和想法，其中一些甚至添加了具有鱼类的水族箱(养耕共生)或在海下移动的漂浮结构，但其仍然有缺陷且成本使其变得不切实际。然而，通常，所有这些都是持续供应能量且使用用水和营养物填充的形状和大小可不同的容器。此容器可为盒、盆、壶、罐、筒、井、碗、连接到软管的吊桶、连接到水泵的PVC管路(通常在水族箱中使用相同类型)，其通过将水滴注到室中或使用通过电泵(低或高压)产生的喷洒而将水传导到植物。在一些情况下，视需要，有可能使用以薄雾形式将水分递送到根部的一个或多个喷雾器、格栅或装置(在吸入器、装饰性喷泉、烟雾器、加湿器和其它等效装置中使用的相同类型)。一般来说，其未完成，在结构上使用易碎部件，需要额外保护，对于户外环境无足够抵抗性，不便于使用，不能容纳大量植物，一些需要大空间，通过市场上找到的简单材料制造，如PVC管道、用作组织器或吊桶的塑料容器，其用途受限且仅特定于一些类型的植物和种植方法，且其在培养过程的许多阶段直到收获都取决于特定底土和某些种植能力。在许多国家，还在不当地且非法地使用所述装置以用于非法培养大麻。其利用复杂排气系统、传统制冷机、舱或帐篷。其呈各种形状和型号：竖直、梯形、水平壁式结构等等，但其对于许多人来说在经济上或在技术上并不可行也不具有许多不同功能。不可能有效地优化其成本效益且使其在美观性上有吸引力。其操作起来复杂且操控起来困难，其洒水器常常堵塞和氧化，遭受真菌和细菌的增殖，且并不提供一组基本附件以用于适当的维护和种植。在许多情况下，其为低效的且对于日常使用来说并不实用，极少数型号支持Wi-Fi，在现代生活中支持Wi-Fi是一个重要项，且大多数并不提供在线数字监测，迫使消费者获取其它软件或硬件、装置、给料器、电力电缆、具有各种形状和大小的神秘结构以及种植所必需的且不具有成本效益的其它部分，由于许多部分可能是分开获取而添加到种植者的成本的，因此不仅造成经济损失，而且对于经验较不丰富或不知情的消费者会带来挫折感。

在了解之前提及的问题的情况下，且通过辨别植物培养的每种方法的最佳方法且知晓与结合使用最新可用技术的研究结果相关联的更为先进的植物培养管理技术，我们旨在解决此种不便且提议一种可获取的解决方案，所述方案能够通过以更为天然、安全、连续性且简化的方式在最大生产率下供应家庭食品消耗的能力满足城市和农村地区的很多人的需求，而且节约水、能量和空间。通过研发本发明，我们想要提供同时且在同一结构中培养多种植物的可能性，相对最为重要的是：莴苣、芝麻菜、蕃茄、草莓、甜菜根、甜椒、细香葱、豆瓣菜、花椰菜、椰菜、迷迭香、欧芹、菠菜、辣胡椒、堇菜、笋瓜、马铃薯、林木种苗、精致香草、药用草本植物、芳族草本植物和无限多种植物。根据本发明的结构由互连的生长模块构成且可根据可在有限空间中生长的植物数目而扩展，由于其结构在底部处小于60cm，因此10×小于商业上已知的系统，且其高度可延长，范围介于1.10m(2个生长模块)到2.20m(4个生长模块)。每个模块平均具有使20种不同植物生长的能力。相较于传统的方法，本发明可通过零浪费节约大致99％的用水，由于其使用密闭腔室内部富含营养物的纳米粒子，可使用来自任何水槽的自来水或其它重复使用的水源，例如雨，100％排除使用土壤(泥土)的需要，从而在与水耕法培养方法相比时节约95％的能量。植物的生长率可归因于用于控制和监测的更为精确且干净得多的系统取决于种植的种类而加快至多46％。这促进体力耗费的90％的减少，由于其人体工学结构极少需要用户的维护。其完全不含农药，且甚至因此通过使得能够在同一结构中种植天然杀虫剂而在培养有机的色拉用绿叶蔬菜时减少至多85％的害虫攻击。本发明在使用最佳可用技术的同时获取成本低，从而使得城市居民或乡下农民都可获取。此模型简化从种子发芽到收获的种植过程，且并不需要计划传送或其它形式的重新种植。其将所有步骤组合成一个步骤，排除周围环境交换和看护、使用温室的需要，且还可不需要天然日光，由于其包含使得能够在室内环境中在缺乏通风或日光的情况下实现植物生长的人工照明系统。主要结构由再循环硬塑料构成且其设计是独特且现代的。其可用于可适应于任何环境(室内或室外)或位置(城市或农村)的若干样式和结构组合中。不同于大部分人已经发现的所有事物，其对于专家来说是一个惊喜且吸引最朴素的人，提升幸福感，激发对烹饪的兴趣且吸引自然爱好者和健康生活方式爱好者。将应用于本发明的研究、科学和技术汇集成操作简单、易于组装且较不需要维护的用户友好模型。其基本部件便宜，易于放置在一起且在美观性上很漂亮(时髦)，可适合于任何装饰或景观美化计划，同时保持此先进技术。

本发明是轻、可拆卸、安静、坚固、便携式的，较不需要维护且可通过允许访问数据和通过电路板(硬件)和程序(软件)调节的功能的数字显示器自动地控制，且其具有计时器，产生富含营养物的纳米粒子的均匀薄雾，所述薄雾由水、有机矿物元素和其它营养物的基本混合物构成，这会强化和增强植物的生长，使植物更健康且味道更好。本发明引入提升液体溶液的充氧和所述室中氧气的持续革新的独特系统，其中植物根部悬置，且在不存在自然光的情况下，其可通过在位于顶部生长模块的上部部分处的装置的密封帽上安装三个灯的套件而模仿波长约为420nm到730nm的光谱，其中可选地或作为替代方案，可安装太阳能光伏面板以保证其连续操作。

本发明准备好投入使用，且包含静止生物化学传感器以控制水质，以及量规、稀释器、种子、篮、微型温室等等。其可由没有经验的消费者和在植物培养方面不具有任何知识或经验的任何人使用。其可在所有类型的空间中使用，如：公寓、阳台、住宅、餐馆、学校、托儿所、共管公寓、超市、办公室、大农场、花园、车库、地下室、工棚、商店、移动住宅、船，且甚至可用作家庭的收入来源或在技术学校和农业实验室中用于实践和获能。此装置可组装为一个单元，或其可组合到其它单元以增大其生产量。视需要，一个或多个装置也可依序互连以提高生产率。在极端条件下或在土壤贫瘠地区使用是合适的。本发明几乎全年都允许植物培养和收获。其可根据每种植物的特性、气候或用户的偏好进行编程。其适合于冷或热的地区，混凝土地面上或地面干燥、多沙或多石的地区中，而不需要特殊基底。焦点是在城市中的使用，因此使得任何人都能够在室内拥有充满花卉或蔬菜的园子。除其与普通花园以相同的方式生产蔬菜、色拉用绿叶蔬菜和其它有机食品的主要功能之外，此系统还可用作可置于房屋的任何拐角或空间的装饰性项目或观赏性花园，而不需要支撑于墙壁上或使用电线、绳索、卡钩、链、木桩或罩盖。本发明也是教育产品，由于其在研究领域中可具有扩展用途，或甚至被称作治疗剂(归因于其改善反应、抗压力、耐心、和更为令人愉快的工作程序或爱好的感觉的能力)。其为有差别的产品，在第一时间鼓动起人们的好奇心且为更健康的生活方式提供更为可持续的方式，这有助于总体的幸福感觉且更快乐的生活。这是用于大量花卉、仙人掌、蘑菇和芳族草本植物的植物培养的吸引人的系统，且可固持例如林木种苗。所提及的另一重要益处是此系统防止埃及伊蚊，一种携载登革热和其它疾病的蚊类的传播，因其完全密封。其提供继续教育和学习的可能性，因其是直接与植物生命和生理机能相关的产品且收获时间可根据地区、气候、种子或出芽质量、对监测和分析方法的控制以及对种类的操控而改变。植物(活生物体)(其种类和情况可通过仅调节用于气培法植物培养的此种植系统的设置在任何时间根据种植的位置和时间而改变)生长的行为会产生愉快、家庭融合、现代化生活的满足感觉，且对于其中一些，会产生在家拥有美食园的满足感。本发明还会带来较高社会价值，使得最终可基于家庭农场产生收入且认为可用于对抗贫穷的方案中。其组装起来安全，制造材料坚固，体积不大且并不需要任何特殊组装工具。其快速闭合配件连接起来简单且快速。本发明的技术概念简单：设置、种植和收获：如此简单。

“标准”模型由具有40株植物的种植容量的2个生长模块构成。生长模块由多个间杂开孔构成，所述开孔以特定角度个别地倾斜，具有适合于支撑、照明和安全种植的标准化尺寸和比例距离；本发明的底部由三角形以及圆形边缘的储水器和圆锥形室构成，所述储水器通过红细胞叠连三角(Rouleaux's Triangle)受到启发，所述圆锥形室经密封且包括两个部分：一个部分存储保存在系统(瓶)内部的富含营养物的溶液，另一部分具有空气泵以用于富含营养物的溶液的充氧和流动，空气泵配备有空气软管和微型降噪囊、防止真菌和细菌传播的UV LED灯、固持纳米粒子的压电迷你生成器的浮动浮标，其与计时器一起工作，计时器通过装置的控制系统自动地触发以形成能够将0.225I/h与1.975I/h之间的富含营养物的纳米粒子直接喷洒到定位于暗室内部的植物的悬置根部中的空气弥散薄雾。纳米粒子的产生可根据根据植物数目而确定的装置的迷你生成器的类型而改变。完整系统通过接合所有模块而形成，且存在用于监测模块底部中位于2-部分式储存器内部的水的传感器。在储存器顶部存在用于水检测和供应的盖、电子盒、通过Wi-Fi通信的数字显示器、指示水平指标的LED灯、用于系统内部的空气循环的防水微型风扇、用于双电压动力电缆(电力)的内建式连接件。所述系统在侧面上具有双重紧固和/或快速闭合配合套件，所述侧面通过压力或替代地使用磁体和电接触附接所有模块；具有顶部密封盖(有或无太阳能板)或3LED灯泡灯具，其可调整且适合于植物生长和发育。

应注意，90％的此植物培养系统内置有UV保护塑料和经塑胶处理覆盖物，8％的电线、连接件和电气部件以及2％的金属部分，其经遮蔽以抵抗腐蚀、水分、氧化和电击。

种植可商购的供应产品的此方法的一部分是在此类型的系统中吸入数字工具，用于检查pH水平(氢电位)、总溶解固体(Total Dissolved Solid，TDS)和/或电导性(Electroconductivity，EC)；简单的用钩子钩住的旋转轮；较大植物的支撑格栅；pH平衡套件；稳定剂；缓冲溶液；液体生物化学营养物(有机物、合成物或矿物)的平衡配制物；通过种子起始种植的套件；具有标记用于识别的塑料标签(紧邻植物生长杯放置的个性化链或线的标签以识别每种植物)；用于植物生长杯的迷你温室；生根篮；管、由竹子或经橡胶处理电线制成的植物导引杆；呈泡沫立方体的种子囊：酚类化合物、岩棉、可生物降解的聚氨基甲酸酯以及与抗真菌剂、叶面药剂和常量营养物与微量营养物一起浸泡的特殊海绵，其开放单元刺激根部中的空气循环以直接促进囊中的种子发芽；以及最后，呈经标准化用于培养的所有大小、应用、尺寸和规格的支撑盘。所述支撑盘为实际盘，其以气培法将植物固持在空气中且配合到植物生长杯中或空的生根篮中，从而将种子发芽海绵、种子荚和种子囊紧固在适当位置。

所有这些附件已经研发出且尤其适合于对本发明的排他性使用。由上文所提及的互补项目，重要的是突出显示：支撑盘，其可以若干颜色制造，植物生长杯的形状和直径根据所要植物的大小定制，而不会对其使用造成损害，且可用于以下4个类型：I)密封杯-用于密封任何未用的植物生长杯；II)以十字形式切割的接合杯-用于幼苗和植物切割；III)发芽杯-用于种植种子囊、泡沫立方体、酚类化合物、石棉和种植的所有其它构件，如在水耕法中更为传统地且广泛地使用的构件；IV)特殊海绵杯-用于较小植物的发芽和培养。支撑盘模型I、II和Ill由软、覆盖橡胶、无毒、可洗且耐高温的材料制成。模型IV由聚氨基甲酸酯泡沫制成且与经橡胶处理模型维持相同尺寸。每当需要时，都可将植物导引杆插入到经橡胶处理支撑盘中的任一者中以固持中等大小植物的茎干。对于较大植物和藤本植物，将半圆形格栅放置在植物生长杯下以支撑分支和果实。

通过迷你生成器产生的灌溉方法与朝露形成相同效果，但仅针对植物生长杯内部悬置于空气中的根部，从而使得温度和湿度水平保持在控制下。此过程防止植物应力且促进溶液的更高利用率，从而提高生产率且产生更强壮且营养物更丰富的植物。取决于位置和天气，有可能经由智能电话仅通过几个手动动作自然地、迅速地且容易地控制程序，以增大或减小灌溉时间，接收关于水位和营养物质量的警示。交错式灌溉过程连同经控制照明和充氧的其它必要因素致使植物在其根部中出现微毛细管且适应用于最大性能的系统。

当系统正在运作时，用户能够通过软件使周期性报告、气候信息视觉化；访问技术术语词典，关于植物类型、最佳种植时间等等的提示的库；且回答问答测试。还有可能共享经验、图片和视频且通过访问应用程序、网络平台或在线论坛与其它用户进行交互。

在相较于水耕和/或传统的气培法方法时有可能节约至多50％的营养物，由于通常由肥料制造商提供的指令并不具有关于通过富含营养物的纳米粒子进行灌溉的数据，归因于由此发明产生的粒子的大小以及理想的充氧和照明条件，所述纳米粒子更容易吸收，从而准予更好的植物质量和常量营养物和微量营养物的更多保留。因此，我们的指令遵循可用的当前和发展中的研究，且我们提供更为适合于此电子瓶中所应用的气培法培养的生物化学产品和种子囊的生产线。

为了知晓何时添加水和营养物，仅检查水平指示符LED灯，且在使用适当容器的情况下，通过去除检测和供应盖直接将水添加到储存器中。储存器保存15L与90L之间的有机或无机的富含营养物的溶液，但摄入将取决于设置。自灌溉的自主性可持续再30天。

通过使用由产品供应的工具或通过检查内建式传感器每周监测富含营养物的溶液的pH、EC和TDS水平以获得更好的生产结果是合理的。

为了从发芽阶段的种植，用户必须将水和营养物添加到储存器，选择所要植物种类，将种子囊插入到支撑盘内部的泡沫立方体，且将所述盘置于植物生长杯中的任一者中，或根据偏好置于生根篮中，打开自动式系统，将其塞到出口或其它适合的电源中，并且在建议时间之后，收获植物。

在可根据需要消耗植物时的培养过程结束时完成收获，从而避免浪费，经修剪植物可保存在系统中以供再生长或新植物可使用可用的植物生长杯进行种植。因此，在回转循环中，始终存在可供收获和处于不同生长阶段的植物。

为了更好地理解，我们在以下图式中描述和说明了作为用于植物生长的此自动式电子瓶的部分的所有项，且最后我们提出了对系统的可能替代方案的描述。注意：

图1：概述

图2：俯视图

图3：附件放置的正视图

图4：储存器和其部件的内部视图

图5：组装的主要序列的视图

图6：储存器的详细视图(上部和下部)

图7：模块和其它附件的详细视图

图8：支撑盘、植物导引杆和种子囊的详细视图

图9：具有20、40、60和80株植物的模块的图示。

基于如图1所说明的概述，我们识别安装在顶部上的密封帽(1)的位置，以闭合生长模块(4)的顶部区段。每个生长模块大致25cm高且包含附接到上部部分的坚固接合环(2)、20株植物的生长杯(5)，其相对于生长模块的73cm圆柱形主体以约33°的倾角安装在右侧，所述倾角对于植物的平衡、配合、支撑、间隔和发育且对于光(自然或人造)的俘获来说是理想角度。植物生长杯(5)连接在生长模块(4)中，且跨越生长模块的全长呈关于中心轴以大致36°的角度交替的四(4)个五重结构对称分配。所有物均由高质量、UV稳定、有色、抗真菌塑料制成。生长模块可通过使用具有双搭扣闭合件的紧固安装夹具(3)互连到其它生长模块(4)和底部，所述紧固安装夹具由不锈钢或等效物制成，在生长模块(4)的适合且经加固区域中栓接到上部部分(阴)面和下部部分(阳)面。可将若干附件和其它部件添加到植物生长杯(5)。图1展示附接到珠链或线的可定制的塑料标签和识别标签(34)(TAG)，其显示种植日期、植物种类和对第一次收获的天数的预测。植物生长杯的大小设定成与生根篮(6)完美配合，所述生根篮由用于携载植物根部和支撑盘(24)、(25)、(26)和(27)的韧性且无毒塑料制成，在图3、图7和图8中展示。支撑盘负责使植物根部支撑和固持在空气中。其具有由柔性、经橡胶处理、抗性、无毒、可洗且耐高温材料制成的三(3)个主要样式和由先前为种子发芽和种植植物准备的海绵状材料制成的一个额外样式(24)。支撑盘(24)、(25)、(26)和(27)可以与生根篮(6)结合使用或直接用于植物生长杯(5)中，这基于待生长的植物的类型和用户的偏好来确定。经橡胶处理的支撑盘(25)和(27)可与植物导引杆(28)结合使用，所述植物导引杆的主要功能是导引和维持茎干，且如果使用的话，与呈酚醛海绵或等效物的种子囊(23)一起用于植物的播种和发芽。种植生长杯(5)-图1的其它附件包含由韧性且透明塑料制成的微型温室(22)-图3和图7，其仅用于一些植物发芽的前些日子或用于保护较小幼苗。

图1进一步展示由硬塑料制成的位于本发明底部的储水器(33)-图5的顶部处的用于水检测和供应的盖(7)，其可经去除以用于添加停留在储存器(32)-图5底部的水或营养物溶液和/或用于允许通过手动使用适合的测量仪器或传感器，如pH和EC/TDS计量器而周期性地对营养物溶液进行维护、质量控制。此概述还展示通风系统保护性格栅(8)，其使得空气进入通过微型风扇(13)引导的内部管道(12)，所述微型风扇在内部管道(12)的末端处对角地定位，在图6中详细展示。微型风扇(13)具有充足的CFM气流，防水且用于植物根部中的空气循环和空气交换、冷却和氧的最大化。此设置构成通风系统，其还负责富含营养物的纳米粒子薄雾的扩展和传导，其连同内部平台(14)-图4处的开孔和生长模块(4)一起形成暗室，在此处进行容纳在生长模块(4)中且通过支撑盘(24)、(25)、(26)和(27)中的一个悬置的植物根部的灌溉。

接下来，电力开关(9)启动或中断系统和其电力部分的操作。在其正下方是结合双重控制变压器的电力输入(10)与动力电缆(电功率)的连接件，以及塞和标准三脚插头(3-销)，包含在所述系统中。

图2展示从上方查看的3(三个)主要侧面和储存器(32)和(33)的主要存取和控制项目的位置，从而突出显示通风系统的空气入口的保护性格栅(8)；电力输入(10)的连接件；用于水检测和供应的盖(7)和电子面板显示器(11)。应注意倒三角形圆锥形瓶的底部的轻微三角形扭曲和圆形边缘、其精炼设计和经抛光表面工艺处理。经设计用于培养的扩展圆柱形部分(暗气室)通过结合生长模块(4)与彼此重叠的植物生长杯(5)的全方位分布以及可固持三向照明系统(21)的密封帽而构成。照明系统由用于植物发育，被布置成覆盖储存器的所有侧面的3(三个)柔性且可移动灯具、保护性锥体和LED灯具组成。然而，以人工方式，在形成相同日光效果时，此项目(21)建议用于无自然光入射的区域，且必须遵循灯制造商的所有建议。应注意图2、图3和图5中照明系统套件的细节。

密封帽(1)可视需要被具有灯(21)的密封帽取代，或反之亦然。位于内部部分中的电力和连接电缆防水且防尘以在与水接触时避免电击的风险。尽管如此，整个系统以最大12v到24v的低电压工作，因此其对人类(成人和儿童)以及家畜是无害的。整个装置受保护，且根据ABNT标准经由动力电缆变压器(最小长度2.0m)进行电功率转化，所述动力电缆变压器在安全区域中紧邻出口安装。在动力电缆与出口或电源断开连接的情况下，建议在操控装置时且在可能情况下将电力开关(9)转向断开位置且保证总体安全性。将关于使用和安全性的注意事项附加到装置。

本发明的另外的项目为：由塑料覆盖结构制成的半圆形支撑托盘(29)，其主要功能是支撑较大植物、灌木、果实、蔬菜或藤本植物或蕃茄。半圆形支撑托盘(29)为任选的且可根据用户的偏好而放置或去除。将其放置在植物生长杯(5)或接合环(2)上且定位于生长模块(4)之间，从而如图3中所示停留在系统的侧面上；在本发明的底部，存在图3和图6中所示的三(3)个旋转轮(30)，其是任选的且可迅速附接或从营养物储存器底部(32)去除。通过去除所有这3(三个)旋转轮(30)，本发明的支撑转换成分布在营养物储存器底部(32)的边界处的支撑脚(31)以达到整个装置的更高稳定性。

位于储存器顶盖(33)的中间和初级生长模块(4)的正下方的是图3中展示的通过Wi-Fi通信，具有有色LED灯的具有数字菜单的电子面板显示器(11)，所述有色LED灯指示水和/或富含营养物的溶液的水平、室温、相对空气湿度(内部)，控制计时器以根据所要指南或基于传感器‘读数改变灌溉时间和中断、本地气候和图4中显示在内部的部件的自动触发功能，所述部件完成“标准”模型系统的组合：具有篮的浮动浮标(15)存储迷你生成器(16)，所述迷你生成器能够产生直接喷射到植物根部的0.225I/h与1.975I/h之间的富含营养物的纳米粒子薄雾。这会防止溶液破坏根部，从而自动地将温度和湿度保持控制在10℃与35℃之间。可根据用户需要施加其它设置。增加规划引起充氧且提供营养物溶液的循环的通气泵(17)，安装到空气软管(18)，由硅酮或韧性塑料制成，插入到在上部部分中具有小孔以供抽吸空气的降噪囊(19)中，从而在整个内部系统中确保操作无振动和噪声，所述内部系统浸没、紧固且密封在储存器(32)和(33)内部，安置于图4内。水平传感器的测量器(20)在内部平台(14)上通过滑动配合安装在平坦、固体且较薄的塑料底部上，其中防锈的水平传感器附接到呈红色(较低水平)、黄色(正常水平)、绿色(较高水平)的有色LED灯，所述有色LED灯插入到电子面板显示器(11)中，所述显示器经由Wi-Fi信号将关于活动的警示和关于控制和监测的报告直接发送到网络，从而使得需要可用的因特网连接和装置之间的兼容性。

用于植物培养的此电子装置的培养系统可连接到其它生长模块(4)，因此在不需要扩展底部的情况下增大其竖直生产量。您可以按需要添加更多个生长模块(4)，提议的量最小为1且最大为4，加上2-部分式储存器(32)和(33)-图9，如图8中所示。通过植物生长杯的最大生长容量而对各模型进行分类，因此模型(A)支持20株植物，被视为“标准”且用于说明此计划的模型(B)支持40株植物，模型(C)支持60株植物且模型(D)支持80株植物。应注意，作为批注，模型(A)和(B)使用纳米粒子的1型低功率迷你生成器(15)且模型(C)和(D)使用纳米粒子的3型高功率迷你生成器，且这些模型不需要旋转轮(30)也不需要具有灯(21)的密封帽来维持其结构稳定性且保持其高质量、人体工程学和安全性。

本发明总体可定制且可适应大多数使用条件和情况。之前提及的生长模块(4)、植物生长杯(5)和接合环(2)共同组装或构造在单个单元中，且具有扭曲底部的呈三角形的储水器由顶盖(33)和营养物底部(32)构成，其通过快速闭合配件连接且具有特定形状、大小、技术细节以及本发明、其具体实施方式所特有的部件与附件之间的互连。

然而，应注意，在以下方面尝试通过第三方提出替代选项是众人皆知的、可理解的且易受影响的：为了将通过部分(32)和(33)连接的储存器的形状改变为圆形、正方形、梯形、细长形、圆锥形、星形、半球形、六边形、矩形以及其它形状，只要将其密封在具有开孔的顶部处以配合生长模块(4)，保持其功能和与所述生长模块的整合可在植物生长杯(5)的大小、外部圆柱形主体、数目、布局和布置方面进行变化，所述植物生长杯是细长形，位于外部且以20°与45°之间的角度整合到生长模块中且含有电子数字面板作为重要部分，理想倾角为33°，所述电子数字面板具有Wi-Fi连接件且包含所有系统和传感器且根据本发明与电气装置具有相同功能性而不会将本发明的功能性、操作、应用程序、使用指令、性能或基本原理改变为利用通过接合生长模块形成的用于气培法培养的暗室内部营养物纳米粒子薄雾的产生和分布，无论是通过夹具、扣环、压力夹具、搭扣、配件栓接等等连接还是由此专利申请人、他的继承人或在为发明人建立的主管机构授权编写、恰当地批准和适当地记载的任何人/公司改善制造技术。

为了说明其中的设计替代方案的实例，仅重新定位和维持相同部件-生长模块、储存器和附件，表示为典型瓶，然而，有可能通过由可用于存储营养物溶液的可商购的托盆或其它已知防水的瓶或容器替换营养物储存器(32)来改变营养物溶液储存器的形状，可根据偏好在颜色、形状、品牌、型号、和以升为单位的容量方面进行变化。此新替代方案先前必须已经密封在底部，通过盖闭合且靠近顶部边缘具有一孔，所述孔在水位上方，用作控制和监测系统的所有电缆和连接件的电缆出口；且可不超过通过无缝内部平台底部规定的高度限制，从而使设计和尺寸尽可能接近于初始计划，无论比例如何。配备有计时器、Wi-Fi、风扇、传感器和定位于植物生长杯或生长模块之间的水平灯的具有数字显示器的电子面板(11)应保持在模块底部或储存器底部处。通过结合生长模块(4)形成的经扩展圆柱形区段(暗气室)被插入到任何密封防水容器的塑料托盆(瓶)部分的中间部分中且抵靠其部分浸没内部平台而支撑。

为了闭合，可使用位于上部部分上，与每种类型的容器的上部开孔切割成相同形状的盖，取代储存器顶盖(33)。具有适当厚度的任何刚性或经橡胶处理材料均可用于密封。此盖可含有略微水平定位的附接微型风扇(13)与检测和供应盖。

“简化”模型的这些替代方案应直接用于底层上，且不必使用具有旋转轮或等效物的支撑件以达到稳定性和结构平衡，这是因为在水位为满时其变得更为稳定。

所有其它部件和附件的功能保持不变，具体来说，直接应用于植物生长杯(5)和在储存器内在内部使用的先前提及的部件和附件的功能。

为了总结本发明所呈现的解决方案，突出显示用于气培法植物培养中的功能性、通用性、设计、电子件和一组技术指标连同整合在主要用于城市农业的多种单装置解决方案中的特有功能性是至关重要的，使得人们能够以更简单、更安全且成本更低、更为动态化、更为舒适、更有技术性、更为现代且更为智能的方式进行种植，系统被称作：“用于植物在内部和外部环境中的气培法生长的具有自动式控制、数字控制和监测系统的模块化电子瓶”，由经指定以用于城市培养的水耕法和气培法的先进技术所启发，且以防额外问题，本发明人可对可能产生的任何后续澄清或信息负责。

Claims (1)

1.“用于植物在内部和外部环境中的气培法生长的具有自动式数字控制和监测系统的模块化电子瓶”，其中顶部外部部分具有密封帽(1)和/或帽(21)，其包含适合于植物生长的具有三个灯具的照明套组、可堆叠生长模块(4)、接合环(2)、多个植物生长杯(5)，以一定角度对称地定位，其中附接若干附件，例如生根篮(6)、微型温室(22)、用于发芽的泡沫立方体种子囊(23)、支撑盘(24)、(25)、(26)和(27)，植物导引杆(28)、支撑托盘(29)以及识别标签(34)，通过划分成两个部分(32)和(33)的储水器完成。水检测和供应盖(7)、保护性格栅(8)、开/关电力开关(9)、用于动力电缆的电力输入(10)、旋转轮(30)、支撑腿(31)以及具体地具有数字显示器(11)的电子面板，其显示关于如图4中所呈现的部件的营养物溶液水平、温度、湿度、计时器控制和自动致动功能的信息，其中所有电部件和电子电路的动力电缆受保护且连同浮动浮标(15)一起容纳在内部，在此部分中，所述浮动浮标保存富含营养物的溶液纳米粒子的迷你生成器(16)、具有空气软管(18)的通气泵(17)和降噪囊(19)、传感器水平标尺(20)。此电子装置的空气培养系统可连接到其它生长模块(4)，因此增大其竖直生产量而不需要扩展底部，如图8中所呈现。本发明能够定制、能够调整且呈现不同颜色。将上文所提及的所述生长模块(4)与植物生长杯(5)和接合环(2)焊接或构造在一个片件中且连接到两件式储存器，通过快速配合的紧固安装夹具(3)附连。如在说明书中所提及，设计具有特定形状、大小、关于本发明唯一的部件与附件之间的互连的技术细节。设备能够编程，通过Wi-Fi通信经由应用程序或网络平台将警示和报告发送到智能电话或类似设备。其随时能够投入使用，进一步包含：pH、TDS/EC传感器，以及待用于此城市植物培养系统的特定软件(固件)和硬件(电路系统)组装的标准配件。