CN112568116A - 一种智能化的多层组合式垂直雾培系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能化的多层组合式垂直雾培系统及控制方法，雾培系统包括雾培支架，为多层组合式垂直结构，若干小型雾培装置，放置在雾培支架的支撑横梁上，每个小型雾培装置均包括雾培箱、种植板、超声波起雾器、箱体进水管、箱体出水管、以及电磁开关阀；营养液供应单元，包括存储营养液的混液罐、混液罐出水管、以及施肥泵和流量计，流量计和电磁开关阀用于控制每个雾培箱内营养液的输入输出量。通过模块化设计提供小型雾培装置，提升雾培空间利用率，降低安装难度；针对不同植物所需营养液成分各不相同，以及同种植物其生长周期的不同阶段主要吸收的营养液浓度不完全相同的特点，实现植物分层雾培、差异化水肥投放。

Description

一种智能化的多层组合式垂直雾培系统及控制方法

技术领域

本发明涉及雾培种植技术领域，具体涉及一种智能化的多层组合式垂直雾培系统及控制方法。

背景技术

当今无土栽培已成为农业发展的重要方向之一，而雾培是目前最前沿的无土栽培技术。它与水培相比可以节约大量的能源与更少的水分及营养液的外排浪费，并且使病害蔓延能得到控制。

现有的雾培种植装置存在的问题有：1)平面种植，设备生产灵活性不高；2)雾培种植装置功能单一，种植作物种类受限；3)栽培结束后残余营养液一般被作为废水处理，营养液浪费严重；4)采用电网供电不利于节能，难以应对短时间停电情况。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种智能化的多层组合式垂直雾培系统及控制方法，以解决现有技术中雾培种植功能单一、营养液浪费严重等问题。

为此，本发明提出了一种智能化的多层组合式垂直雾培系统，包括：多层雾培支架，为组合式垂直结构；若干小型雾培装置，以阵列方式排布在每层所述雾培支架上，每个所述小型雾培装置均包括雾培箱、种植板、超声波起雾器、箱体进水管、箱体出水管、以及安装在箱体进水管和箱体出水管上的电磁开关阀；营养液供应单元，包括存储营养液的混液罐、混液罐出水管、以及设置在混液罐出水管上的施肥泵和流量计，其中，所述箱体进水管均与所述混液罐出水管连通，所述箱体出水管均与所述混液罐连通，其中，所述流量计和所述电磁开关阀用于控制每个所述雾培箱内营养液的输入输出量。

进一步，同一层小型雾培装置的多个所述箱体进水管连接至主进水管，且不同层的所述主进水管连接至总进水管；所述总进水管与所述混液罐出水管连通，且所述流量计设置在两者之间；同一层小型雾培装置的多个所述箱体出水管连接至主出水管，且不同层的所述主出水管连接至总出水管，而所述总出水管另一端与所述混液罐连通，且所述总进水管、总出水管、以及混液罐出水管上均设有止水阀。

进一步，所述营养液供应单元还包括母液罐和设置在母液罐内部的营养液混合泵一，所述营养液混合泵一通过管道与混液罐连通。

进一步，所述混液罐内设有EC传感器和用于搅拌营养液的营养液混合泵二。

进一步，所述混液罐通过管道连接有水泵，用于稀释所述混液罐内的高浓度营养液。

进一步，所述混液罐内设有用于检测营养液液位的液位传感器。

进一步，还包括数据采集单元，所述数据采集单元包括采集栽培植株的环境因子信息的环境温度传感器、环境湿度传感器、环境CO2传感器、环境光照传感器、EC传感器、液位传感器和流量计，还包括PLC控制单元，所述PLC控制单元与水泵、施肥泵、营养液混合泵一和电磁开关阀信号连接。

本发明提出了一种智能化的多层组合式垂直雾培系统的控制方法：

启动前系统检查步骤：系统运行前检查系统各部分的连接和接线情况；

PLC控制单元启动步骤：启动PLC控制单元读取各传感器的检测值及各电磁阀的运行状态，并对其运行状态进行控制；

投放参数设定步骤：设定每个已编号的小型雾培装置中栽培植株所需的营养液投放量、投放时长和营养液EC值；

营养液投放执行步骤：通过PLC控制单元开启营养液投放任务，按任务编号顺序依次执行；以及

营养液投放日志保存步骤：按给定格式生成营养液投放日志进行保存。

进一步，所述营养液投放执行步骤包括：

步骤401：将栽培植株所需营养液EC值进行排序；

步骤402：通过控制营养液混合泵一和水泵的开闭，在混液罐内调配出容量和EC值略大于栽培植株所需的营养液最大投放量和最大EC值的营养液；

步骤403：通过控制营养液混合泵二的转速，使混液罐液面和底部的两个EC值的差值绝对值在给定阈值内；

步骤404：通过控制水泵或营养液混合泵一的开闭，将混液罐中任一EC值调整至当前执行任务中设定的EC值给定误差范围内；

步骤405：通过控制电磁阀执行当前任务，使营养液供应单元提供的营养液达到当前执行任务中设定的营养液投放量范围内；以及

步骤406：按任务编号顺序重复步骤403～步骤405，直至完成全部任务。

进一步，所述投放参数设定步骤包括：所述PLC控制单元获取所述数据采集单元内各传感器数据，输入到所述栽培植株作物生长模型，得出每个所述小型雾培装置中栽培植株的当前环境因子和生长发育信息下的营养液投放量和EC值。

与现有技术相比，本发明的智能化的多层组合式垂直雾培系统具有以下有益效果：通过模块化设计提供小型雾培装置且可以组合小型雾培装置的多功能雾培系统，提升雾培空间利用率，降低安装难度；针对不同植物所需营养液成分各不相同，以及同种植物其生长周期的不同阶段主要吸收的营养液浓度也不完全相同的特点，可以根据植物的生长状态给出水肥相应的投放策略，实现植物分层雾培、差异化水肥投放，提供满足生长环境条件要求的水分雾气或养分雾的浓度，节约大量的能源与更少的水分及营养液的外排浪费。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的智能化的多层组合式垂直雾培装置的主视结构示意图；

图2为本发明的智能化的多层组合式垂直雾培装置的局部放大图；

图3为本发明的智能化的多层组合式垂直雾培装置的俯视结构示意图；

图4为本发明的智能化的多层组合式垂直雾培装置中小型雾培装置的结构图；

图5为本发明的智能化的多层组合式垂直雾培装置中营养液供应单元的结构图；

图6为本发明的智能化的多层组合式垂直雾培方法的流程图；以及

图7为本发明的智能化的多层组合式垂直雾培系统中营养液投放执行的流程图。

附图标记说明

1、雾培支架；2、小型雾培装置；3、营养液供应单元；11、支撑立柱；12、短纵梁；13、支撑横梁；14、灯管安装横梁；15、导轨式升降机；16、LED灯管；

21、雾培箱；22、种植板；23、超声波起雾器；24、箱体进水管；25、箱体出水管；26、电磁开关阀；27、栽培植株；28、营养液；29、主进水管；210、主出水管；211、总进水管；212、总出水管；

31、母液罐；32、混液罐；33、混液罐出水管；34、混液罐排废管；35、止水阀；36、流量计；37、施肥泵；38、液位传感器；39、EC传感器；310、水泵；311、营养液混合泵一；312、营养液混合泵二。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1示出了根据本发明的一些实施例。

如图1所示，本发明的智能化的多层组合式垂直雾培系统，包括雾培支架1、小型雾培装置2、营养液供应单元3、数据采集单元和PLC控制单元。

具体地，所述雾培支架1用于放置所述小型雾培装置2，为立式多层结构，雾培支架1包括位于雾陪支架左右两端的支撑立柱11、设置在左右两根支撑立柱之间的若干层支撑横梁13、以及前后两根支撑立柱之间设置的若干短纵梁12。

其中，支撑立柱、支撑横梁、短纵梁三者之间通过边角隐藏式连接件、直角内置连接件、直角外置连接件三者之一连接，并通过螺丝进行固定，通过将各层支架组装即可得到立式多层结构的雾培支架1。

同一层的支撑横梁13之间设有短纵梁12，两者组成水平支架，用于放置小型雾培装置中的雾培箱21，放置雾培箱21的水平支架上方设置有沿长度方向延伸的灯管安装横梁14，灯管安装横梁14下端安装有LED灯管16，用于给雾培箱21内的栽培植株27光源。

在用于放置雾培箱21的支撑框架中，前侧的支撑横梁13和后侧的支撑横梁13下端分别设置有导轨式升降机15，导轨式升降机15作为摄像机的载体实现对摄像机上下、左右位置的移动，从而获取高质量的雾培作物图像。

其中，最底层支撑框架下侧不再放置小型雾培装置2，无需再安装导轨式升降机15，同时其下方未设置LED灯管16；同时，最顶层支撑框架上侧不放置小型雾培装置2，最顶层支撑框架中的支撑横梁13主要起到为导轨式升降机15提供移动轨道的作用，同时还能起到增强整个雾培支架结构强度的作用。

具体地，若干个可独立工作的小型雾培装置，形成立式多层、每层沿直线分布的布局；每个小型雾培装置能够与同层的其他小型雾培装置组合，连接形成中型雾培装置；不同层的中型雾培装置能够相互连接形成大型雾培装置，从而形成一个多层组合式垂直雾培装置。

其中，所述小型雾培装置2用于放置栽培植株27，包含雾培箱21、种植板22、超声波起雾器23、箱体进水管24、箱体出水管25和电磁开关阀26。

其中，雾培箱21为一体化注塑而成的长方体结构，用于盛放营养液28；种植板22可用硬质塑料板或泡沫塑料板制成，内部竖向开有若干腔道作为种植槽固植，腔道的形状和大小要考虑栽培植株27根系特点进行加工。

超声波起雾器23安装在雾培箱21内底部，用于在常温下把雾培箱21内的营养液28雾化成微小雾粒，通过种植板22与雾培箱21形成的密闭空间将雾气扩散至栽培植株27的根系吸收。

箱体进水管24安装在雾培箱21偏上部位置，用于营养液28的注入；箱体出水管25安装在雾培箱偏下部位置，用于营养液的排放；箱体进水管24和箱体出水管25分别通过活接头与每层的主进水管29和主出水管210连接；而每层的主进水管29与总进水管211连通，每层的主出水管210与总出水管212连通。

电磁开关阀26连接在箱体进水管24和每层的主进水管29之间，以及箱体出水管25和每层的主出水管210之间，用于控制营养液流入和流出的开关。

具体地，所述营养液供应单元用于营养液投放和循环利用，包括母液罐31、混液罐32、混液罐出水管33、止水阀35、流量计36、施肥泵37、EC传感器39(ElectricalConductivity)、液位传感器38、水泵310、营养液混合泵一311和营养液混合泵二312。EC传感器39用于测量EC值，EC值是用来测量溶液中可溶性盐浓度的，也可以用来测量液体肥料或种植介质中的可溶性离子浓度。EC值的单位用mS/cm或mmhos/cm表示，测量温度通常为25℃。

其中，母液罐31用于存放调配好的高浓度营养液，高浓度营养液通过营养液混合泵一311和水泵310施加的水一起注入到混液罐32中进行稀释调配。

施肥泵37通过混液罐出水管33将调配好的营养液流入到总进水管211中，流经连接在总进水管上的各层主进水管29，通过电磁开关阀26控制实现雾培箱栽培植株的营养液需求响应；再经过各层主出水管210和总出水管212回流到混液罐32，实现营养液循环利用。

营养液混合泵一311安放在母液罐内，用于将母液罐31内的高浓度营养液注入到混液罐32，营养液混合泵二312安放在混液罐32内，用于加快混液罐32内营养液的混合，保证营养液成分的均匀性和稳定性，其中，营养液混合泵一311和营养液混合泵二312可选用型号为森森HJ-1100的小型循环过滤泵。

其中，营养液供应单元中各部件的主要安装方式为：混液罐出水管33一端安装在混液罐内偏下部位置(与箱体进水管安装方式不同，此处为放置在混液罐内靠近底部，而不是通过箱体开孔的方式进行安装)，混液罐出水管33另一端连接到施肥泵37；施肥泵37另一端通过水管与止水阀35和流量计36连接，并最终连接到总进水管211。

总出水管212一端通过止水阀35连接到各层主出水管210，总出水管212另一端安装在混液罐内偏上部位置，混液罐排废管34一端安装在混液罐底部位置，另一端通过止水阀连接到营养液排放管道，用于废液排放。

其中，EC传感器39和液位传感器38安装在混液罐32内，分别用于测量EC值和液位判断，所述液位判断包括：高液位、正常液位、低液位，实现缺液保护和防溢提醒。母液罐内也安装了液位传感器38，实现缺液告警。

具体地，所述数据采集单元用于采集栽培植株的环境因子信息和生长发育信息。其中，用于采集环境因子信息的传感器包括环境温度传感器、环境湿度传感器、环境CO2传感器、环境光照传感器、EC传感器、液位传感器和流量计。

其中，环境温度传感器、环境湿度传感器、环境光照传感器和环境CO2传感器安装在栽培植株所处的温室内，用于将温室温度、湿度、光照和CO2浓度物理信息转换为电信息，输入到数据采集单元之中。

其中，EC传感器和液位传感器安装在混液罐内，分别用于进行液位判断和检测营养液的EC值；流量计用于检测营养液投放量。所述EC传感器可分别在距离混液罐液面和底部一定距离处各安装1个，用于获得此两个位置处的EC值，通过其差值比较，可以判断营养液混合的均匀程度，从而调节营养液混合泵所需的转速。

其中，用于采集生长发育信息的传感器为安装在所述雾培支架各层支撑横梁13底部导轨式升降机15上的前、后两个摄像机，获取包括叶片纹理、叶片颜色、根系形态信息在内的栽培植株图像。特别要注意的是，为了获得根系形态信息，所述雾培箱需选用透明材质。

具体地，所述PLC控制单元通过触摸屏进行操作，用于接收所述数据采集单元的信息，通过将其输入到内置的栽培植株作物生长模型中，综合分析处理后对水泵、施肥泵、营养液混合泵和电磁阀进行控制。

其中，所述栽培植株作物生长模型用于描述栽培植株生长状态与灌水量、施肥量的定量关系，给出当前环境因子和生长发育信息下的营养液投放量和EC值。

为进一步提升系统智能化水平，可在所述PLC控制单元设定时间周期(比如1天)，自动周期性重复所述工作步骤。

为进一步提升系统经济性，本发明的智能化的多层组合式垂直雾培系统还设置有储能单元，所述PLC控制单元还可连接国网电力公司的专业系统获取每日用电阶梯价格，在谷值电价时段对储能单元进行充电，在峰值电价通过储能单元对所述LED灯管进行供电，降低用电成本。

如图6所示，本发明的智能化的多层组合式垂直雾培系统的控制方法，包括以下步骤：

启动前系统检查步骤：系统运行前检查系统各部分的连接和接线情况。

在系统运行前，需检查系统各部分的连接和接线情况，保证连接到总进水管和总出水管的止水阀处于开启状态，连接到混液罐排废管的止水阀处于关闭状态。

PLC控制单元启动步骤；启动PLC控制单元读取各传感器的检测值及各电磁阀的运行状态，并对其运行状态进行控制。

一切就绪后，通电启动PLC控制单元，通过触摸屏检查所述数据采集单元内各传感器及电磁阀的运行情况，读取各传感器的检测值、液位感应器的水位监测状态及各电磁阀的运行状态，保证各传感器正常工作、各电磁阀处于关闭状态。根据栽培植株经验和专家知识，人工进行高浓度营养液的配制并存放到母液罐内。

投放参数设定步骤；设定每个已编号的小型雾培装置中栽培植株所需的营养液投放量、投放时长和营养液EC值。

在营养液投放前，需要通过触摸屏(PLC控制单元)设定每个已编号的所述小型雾培装置中栽培植株所需的营养液投放量、投放时长和营养液EC值，营养液投放量和营养液EC值可自动设定，并可手动微调。

所述自动设定的方式为：所述PLC控制单元获取所述数据采集单元内各传感器数据，输入到所述栽培植株作物生长模型，给出每个所述小型雾培装置中栽培植株的当前环境因子和生长发育信息下的营养液投放量和EC值。

营养液投放执行步骤：通过PLC控制单元开启营养液投放任务，按任务编号顺序依次执行。

具体地，如图7所示，上述营养液投放任务具体执行方式包括如下步骤：

步骤401：将栽培植株所需营养液EC值进行排序；将设定好的每个所述小型雾培装置中栽培植株所需营养液EC值按从大到小顺序进行排序，给出任务编号顺序。

步骤402：通过营养液混合泵一和水泵的开闭，在混液罐内调配出容量和EC值略大于栽培植株所需的营养液最大投放量和最大EC值的营养液。

开启母液罐内的营养液混合泵一将母液罐内的高浓度营养液注入到混液罐，通过液位传感器检测液位，当低液位检测信号首次消失时关闭母液罐内的营养液混合泵；开启水泵将水注入到混液罐，当正常液位检测信号首次出现时关闭水泵，此时混液罐内的营养液量和EC值应略大于所述小型雾培装置中栽培植株所需的营养液最大投放量和最大EC值。

为了保证此时混液罐内的营养液量和EC值略大于所述小型雾培装置中栽培植株所需的营养液最大投放量和最大EC值，事先人工反复调整低液位检测信号首次消失、正常液位检测信号首次出现时的液位高度，以及混液罐的尺寸大小，给出液位传感器安装位置和混液罐选型。

步骤403：通过控制营养液混合泵二的转速，使混液罐液面和底部的两个EC值的差值绝对值在给定阈值内。

开启混液罐内的营养液混合泵二，比较混液罐液面和底部EC传感器测得的两个EC值，若测得的两个EC值的差值绝对值大于等于给定阈值，则逐步增大营养液混合泵二转速，直至两个EC值的差值绝对值小于给定阈值时再逐步减小调整至默认转速。

步骤404：通过控制水泵或营养液混合泵一的开闭，将混液罐中任一EC值调整至当前执行任务中设定的EC值给定误差范围内；

将测到的两个EC值控制在给定误差范围内，然后与当前执行任务中设定的EC值进行比较：若均大于当前执行任务中设定的EC值，则开启水泵将水注入到混液罐，直至有任一个测得的EC值在当前执行任务中设定的EC值给定误差范围内，此时关闭水泵；

若均小于当前执行任务中设定的EC值，则开启母液罐内的营养液混合泵一将母液罐内的高浓度营养液注入到混液罐，直至有任一个测得的EC值在当前执行任务中设定的EC值给定误差范围内，此时关闭母液罐内的营养液混合泵；

若任一个测得的EC值在当前执行任务中设定的EC值给定误差范围内，则通过混液罐内的营养液混合泵调整两个EC值的差值绝对值小于给定阈值；

重复上述EC值调节步骤，直至满足任一个测得的EC值在当前执行任务中设定的EC值给定误差范围内，且两个EC值的差值绝对值小于给定阈值。

步骤405：通过控制对应电磁阀的开闭执行当前任务，使营养液的投放量达到当前执行任务中设定的营养液投放量范围内；

开启当前执行任务中的小型雾培装置中的电磁阀，关闭当前非执行任务中的小型雾培装置中的电磁阀，投放的营养液依靠自重回流至混液罐内，实现营养液的循环利用，提升EC值调控精度。

同步开启所述PLC控制单元内的定时器，通过流量计计算给出营养液投放量，通过定时器计算给出投放时长。在给定误差范围内，与当前执行任务中设定的营养液投放量和投放时长进行比较：

若得出的营养液投放量在当前执行任务中设定的营养液投放量给定误差范围内，但得出的营养液投放时长小于等于给定误差范围内的当前执行任务中设定的营养液投放时长，则认为当前任务完成执行，自动开启任务编号顺序中的下一任务；

若得出的营养液投放时长在当前执行任务中设定的营养液投放时长给定误差范围内，但得出的营养液投放量小于当前执行任务中设定的营养液投放量给定误差范围内，则在触摸屏进行弹窗提醒，由用户确认是按当前执行任务中设定的营养液投放量继续投放，还是停止当前任务开启任务编号顺序中的下一任务。

若在一定时长内，比如15秒内用户无确认，则默认停止当前任务开启任务编号顺序中的下一任务。

所述流量计和定时器采用累加计量方式，全部任务开启前会进行清零，第一个任务可直接读取得到实际的营养液投放量和投放时长，下一个任务的实际营养液投放量和投放时长通过读取当前流量计和定时器累加值减去上一个任务的流量计和定时器累加值计算得到。

步骤406：重复步骤403～步骤405直至完成任务编号顺序中的全部任务。

在任务执行过程中，若出现包括母液罐缺液告警、混液罐防溢提醒在内的异常情况，则停止任务执行，在触摸屏进行弹窗告警，并支持将告警信息通过微信公众号、微信小程序和手机短信的方式告知用户及时处理。

步骤5：营养液投放日志保存步骤：

按给定格式生成营养液投放日志进行保存。所述给定格式为：营养液投放序号、投放日期、每个所述小型雾培装置编号、投放开始时间、投放结束时间、投放量实际值、EC实际值、投放时长实际值、投放量设定值、EC设定值、投放时长设定值。所述营养液投放序号为每开启和关闭一次营养液投放任务，序号+1，默认起始序号为1。

本发明的技术方案与现有相比，其显著的有益效果在于：

1.本发明所述的雾培支架可进行灵活组装，设计的小型雾培装置可独立工作，也可与其同层的其他小型雾培装置组合，连接形成中型雾培装置；不同层的中型雾培装置能够相互连接形成大型雾培装置，从而形成一个多层组合式垂直雾培装置，占地空间小，设备生产灵活性高。

2.本发明所述的前、后两个摄像机可独立工作实现高效率获取植株图像，也可同时拍摄同一植株实现植株较为立体全面的图像采集。

3.本发明所述的PLC控制单元可根据所述数据采集单元传感器的监测信息，给出当前环境因子和生长发育信息下的各个小型雾培装置栽培植株所需的营养液投放量和EC值，综合分析处理后对水泵、施肥泵、营养液混合泵和电磁阀进行控制，投放的营养液依靠自重回流至混液罐内，实现营养液的少用少配、按需补给和循环利用，提升EC值调控精度，保证营养液的稳定性和节约性，减少营养液的浪费。

4.本发明所述的储能单元可应对短时间停电情况，实现在谷值电价时段对储能单元进行充电，在峰值电价通过储能单元对所述LED灯管进行供电，降低用电成本，进一步提升系统经济性。

5、每个雾培箱可以单独调控EC值，调控方式为按EC值从大至小进行任务排序，混液罐内两个EC传感器加上这个回流，可以建立反馈机制保证雾培箱内的EC值更稳定。同样的，也可以按每层统一参数将每层雾培箱内营养液调成一样的EC值，也可以将所有层全部调成一样的EC值。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能化的多层组合式垂直雾培系统，其特征在于，包括：

多层雾培支架(1)，为组合式垂直结构；

若干小型雾培装置(2)，以阵列方式排布在每层所述雾培支架(1)上，每个所述小型雾培装置(2)均包括雾培箱(21)、种植板(22)、超声波起雾器(23)、箱体进水管(24)、箱体出水管(25)、以及安装在箱体进水管(24)和箱体出水管(25)上的电磁开关阀(26)；

营养液供应单元(3)，包括存储营养液(28)的混液罐(32)、混液罐出水管(33)、以及设置在混液罐出水管(33)上的施肥泵(37)和流量计(36)，

其中，所述箱体进水管(24)均与所述混液罐出水管(33)连通，所述箱体出水管(25)均与所述混液罐(32)连通，

其中，所述流量计(36)和所述电磁开关阀(26)用于控制每个所述雾培箱(21)内营养液(28)的输入输出量。

2.根据权利要求1所述的智能化的多层组合式垂直雾培系统，其特征在于，同一层小型雾培装置(2)的多个所述箱体进水管(24)连接至主进水管(29)，且不同层的所述主进水管(29)连接至总进水管(211)；所述总进水管(211)与所述混液罐出水管(33)连通，且所述流量计(36)设置在两者之间；同一层小型雾培装置(2)的多个所述箱体出水管(25)连接至主出水管(210)，且不同层的所述主出水管(210)连接至总出水管(212)，而所述总出水管(212)另一端与所述混液罐(32)连通，且所述总进水管(211)、总出水管(212)、以及混液罐出水管(33)上均设有止水阀(35)。

3.根据权利要求1所述的智能化的多层组合式垂直雾培系统，其特征在于，所述营养液供应单元(3)还包括母液罐(31)和设置在母液罐(31)内部的营养液混合泵一(311)，所述营养液混合泵一(311)通过管道与混液罐(32)连通。

4.根据权利要求1所述的智能化的多层组合式垂直雾培系统，其特征在于，所述混液罐(32)内设有EC传感器(39)和用于搅拌营养液的营养液混合泵二(312)。

5.根据权利要求1所述的智能化的多层组合式垂直雾培系统，其特征在于，所述混液罐(32)通过管道连接有水泵(310)，用于稀释所述混液罐(32)内的高浓度营养液。

6.根据权利要求1所述的智能化的多层组合式垂直雾培系统，其特征在于，所述混液罐(32)内设有用于检测营养液液位的液位传感器(38)。

7.根据权利要求1所述的智能化的多层组合式垂直雾培系统，其特征在于，还包括数据采集单元，所述数据采集单元包括采集栽培植株的环境因子信息的环境温度传感器、环境湿度传感器、环境CO2传感器、环境光照传感器、EC传感器、液位传感器和流量计，还包括PLC控制单元，所述PLC控制单元与水泵(310)、施肥泵(37)、营养液混合泵一(311)和电磁开关阀(26)信号连接。

8.根据权利要求7所述的智能化的多层组合式垂直雾培系统，其特征在于，用于执行以下控制方法：

启动前系统检查步骤：系统运行前检查系统各部分的连接和接线情况；

PLC控制单元启动步骤：启动PLC控制单元读取各传感器的检测值及各电磁阀的运行状态，并对其运行状态进行控制；

投放参数设定步骤：设定每个已编号的小型雾培装置中栽培植株所需的营养液投放量、投放时长和营养液EC值；

营养液投放执行步骤：通过PLC控制单元开启营养液投放任务，按任务编号顺序依次执行；以及

营养液投放日志保存步骤：按给定格式生成营养液投放日志进行保存。

9.根据权利要求8所述的智能化的多层组合式垂直雾培系统，其特征在于，所述营养液投放执行步骤包括：

步骤401：将栽培植株所需营养液EC值进行排序；

步骤402：通过控制营养液混合泵一和水泵的开闭，在混液罐内调配出容量和EC值略大于栽培植株所需的营养液最大投放量和最大EC值的营养液；

步骤403：通过控制营养液混合泵二的转速，使混液罐液面和底部的两个EC值的差值绝对值在给定阈值内；

步骤404：通过控制水泵或营养液混合泵一的开闭，将混液罐中任一EC值调整至当前执行任务中设定的EC值给定误差范围内；

步骤405：通过控制电磁阀执行当前任务，使营养液供应单元提供的营养液达到当前执行任务中设定的营养液投放量范围内；以及

步骤406：按任务编号顺序重复步骤403～步骤405，直至完成全部任务。

10.根据权利要求8所述的智能化的多层组合式垂直雾培系统，其特征在于，所述投放参数设定步骤包括：所述PLC控制单元获取所述数据采集单元内各传感器数据，输入到所述栽培植株作物生长模型，得出每个所述小型雾培装置中栽培植株的当前环境因子和生长发育信息下的营养液投放量和EC值。

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