CN206178512U - 一种用于植物工厂气候数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于植物工厂气候数据采集系统，包括用于检测植物工厂中光照强度的光照度传感器，检测湿度的湿度传感器，检测温度的温度传感器，检测二氧化碳浓度的二氧化碳浓度传感器，检测营养液浓度的液体浓度传感器，A/D转换模块，处理器，控制中心。能够对植物工厂的生长环境的参数进行时刻的监控，了解是否满足最优的生长环境，同时可以根据箱体内环境的情况，随时可以对箱体内的蔬菜的生长环境进行改变，使箱体内的生长环境达到蔬菜的最佳生长环境，提供蔬菜的周期，为人们提供方便绿色的蔬菜。

Description

一种用于植物工厂气候数据采集系统

技术领域

本实用新型属于植物工厂技术领域，尤其涉及一种用于植物工厂气候数据采集系统。

背景技术

由于人口快速增长、耕地日益减少、资源短缺、环境恶化、农药滥用等问题使得传统粮食作物生产在产量与安全上面临着巨大的挑战。植物工厂利用环境自动控制技术、电子技术、生物技术和新材料等在设施内连续高效生产粮食作物，同时植物工厂不使用农药，培育出作物绿色无污染。植物工厂的这些特征能够有效解决传统农业的上述问题，是当今设施农业发展的终极方向。但当前，一方面植物工厂结构系统复杂、维护繁琐，能源消耗过大，营养液供给不方便同时存营养液污染和在一定程度的浪费，这使得作物的生产成本过高；另一方植物工厂规模过大、种植品种单一，这往往造成产品积压，物流成本增加。上述两个方面缺陷限制植物工厂的推广应用。将植物工厂系统结构简单化，提高能源利用效率，能够有效降低生产成本；而将植物工厂化、种植品种多样化，能够灵活地实现产销平衡。植物工厂不仅可应用于超市、餐厅自产自销，增加环境的绿色景观；亦可应用于高原、沙漠、地下、南北极和空间基地等特殊环境条件下，满足特殊环境下长期活动人员的植物性食物连续供给、空气净化、心理慰藉等需求；还可用于家庭自主生产新鲜蔬菜。目前的生物工厂都不能够及时的对工厂中种植的环境进行检测，使种植的人能够及时了解到植物工厂中植物生长的环境，是否满足植物的最佳生长环境，不能对植物工厂中植物的生长进行监控，达不到提高植物的生长效率。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种能够对种植植物的环境进行时刻的监控，了解植物的生长环境的参数是否满足最优的生长环境的一种用于植物工厂气候数据采集系统。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案，一种用于植物工厂气候数据采集系统，包括用于检测植物工厂中光照强度的光照度传感器，检测湿度的湿度传感器，检测温度的温度传感器，检测二氧化碳浓度的二氧化碳浓度传感器，检测营养液浓度的液体浓度传感器，A/D转换模块，处理器，控制中心；所述的光照度传感器、湿度传感器、温度传感器、二氧化碳浓度传感器、液体浓度传感器的输出端分别与A/D转化模块的输入端连接，所述的A/D转化模块的输出端与处理器的输入端连接，所述的处理器与控制中心双向连接。

所述的处理器还双向连接有通讯模块，该通讯模块双向连接有远程客户端。

所述的光照度传感器用于检测箱体内LED灯的光照强度，所述的湿度传感器用于检测箱体内设有的养殖柜的湿度，所述的温度传感器用于检测箱体内的温度，所述的二氧化碳浓度传感器用于检测养殖柜中二氧化碳的浓度，所述的液体浓度传感器用于检测养殖柜中养殖槽内营养液的浓度；所述的光照度传感器、湿度传感器、温度传感器、二氧化碳浓度传感器和液体浓度传感器将检测到的信号传送给A/D转换模块进行信号的转换，A/D转换模块将转后的信号传送给处理器进行处理，处理器将处理后的信息发送给控制中心进行信息采集记录，或处理器将处理后的信息发送给通信模块，并通过通信模块发送给远程客户端进行数据的监控。

所述的处理模块的输出端分别连接有第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、LED灯、加热风扇；所述的第一电磁阀设在箱体中二氧化碳储存罐与养殖柜侧边设有的二氧化碳喷头之间的管线上，所述的第二电磁阀设在箱体中营养液储存罐与养殖槽侧边营养液入口连通的管线上，所述的第三电磁阀设在营养液储存罐上方水储存罐与养殖槽顶部设有的喷头之间的连接管线上，所述的加热风扇设在箱体的两侧，所述的LED灯设在箱体的顶部。

所述的二氧化碳储存罐位于箱体的一侧，营养液储存罐和水储存罐位于箱体的另一侧。

所述的二氧化碳喷头是由钢管和钢管周向上设有与钢管内腔相同的气孔制成。

所述的处理模块的输出端还连接储存模块。

本实用新型的有益效果是：能够对植物工厂的生长环境的参数进行时刻的监控，了解是否满足最优的生长环境，并通过在箱体内设有的LED灯为培养的蔬菜提供光照，储水罐用于提供蔬菜生长的所需的水分和保持箱体内的湿度，设有的二氧化碳储存罐中的二氧化碳用于蔬菜的光合作用，营养液储存罐中的营养液为种植的蔬菜提供所需的营养和微量元素，避免了实用农药的缺陷，同时可以根据箱体内环境的情况，随时可以对箱体内的蔬菜的生长环境进行改变，使箱体内的生长环境达到蔬菜的最佳生长环境，提供蔬菜的周期，为人们提供方便绿色的蔬菜。

附图说明

图1是本实用新型的数据采集系统框图；

图2是本实用新型中植物工厂的结构示意图。

图中：1.箱体；2. 养殖柜；3.养殖槽；4. 二氧化碳喷头；5. 二氧化碳储存罐；6.营养液储存罐；7. 水储存罐；8.加热风扇；9.喷头；10.第一电磁阀；11. 营养液入口；12.第二电磁阀；13.第三电磁阀；14.LED灯。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

实施例1

如图1所示的一种用于植物工厂气候数据采集系统，包括用于检测植物工厂中光照强度的光照度传感器，检测湿度的湿度传感器，检测温度的温度传感器，检测二氧化碳浓度的二氧化碳浓度传感器，检测营养液浓度的液体浓度传感器，A/D转换模块，处理器，控制中心；所述的光照度传感器、湿度传感器、温度传感器、二氧化碳浓度传感器、液体浓度传感器的输出端分别与A/D转化模块的输入端连接，所述的A/D转化模块的输出端与处理器的输入端连接，所述的处理器与控制中心双向连接，光照度传感器、湿度传感器、温度传感器、二氧化碳浓度传感器和液体浓度传感器分别检测出植物工厂中植物生长的生长所需的环境参数，并将检测到的数据发送给A/D转换模块，对其信号进行转后，A/D转换模块将转换后的信号发送给处理器进行处理，处理器将接收到的信号处理后发送给控制中心，控制中心通过电脑将接收到的信号进行显示，使种植人员能够及时的了解到植物工厂中植物的生长环境，当植物生长的环境不满足最优生长环境时，可以通过对植物工厂中的环境进行改变来达到左右的生长环境，进而来提高植物的生长环境，提高植物的生长效率，为了更加方便对植物工厂中的环境进行监控，所述的处理器还双向连接有通讯模块，该通讯模块双向连接有远程客户端，可以通过通讯模块将检测到的信号发送给远程客户端（如手机客户端）可以通过远程客户端随时的了解植物工厂的生长环境。

实施例2

如图1、2所示的所述的光照度传感器用于检测箱体1内LED灯14的光照强度，所述的湿度传感器用于检测箱体1内设有的养殖柜2的湿度，所述的温度传感器用于检测箱体1内的温度，所述的二氧化碳浓度传感器用于检测养殖柜2中二氧化碳的浓度，所述的液体浓度传感器用于检测养殖柜2中养殖槽3内营养液的浓度；所述的光照度传感器、湿度传感器、温度传感器、二氧化碳浓度传感器和液体浓度传感器将检测到的信号传送给A/D转换模块进行信号的转换，A/D转换模块将转后的信号传送给处理器进行处理，处理器将处理后的信息发送给控制中心进行信息采集记录，或处理器将处理后的信息发送给通信模块，并通过通信模块发送给远程客户端进行数据的监控。

所述的处理模块的输出端分别连接有第一电磁阀10、第二电磁阀12、第三电磁阀13、LED灯14、加热风扇8；所述的第一电磁阀10设在箱体1中二氧化碳储存罐5与养殖柜2侧边设有的二氧化碳喷头4之间的管线上，所述的第二电磁阀12设在箱体1中营养液储存罐6与养殖槽3侧边营养液入口11连通的管线上，所述的第三电磁阀13设在营养液储存罐6上方水储存罐7与养殖槽3顶部设有的喷头9之间的连接管线上，所述的加热风扇8设在箱体1的两侧，所述的LED灯14设在箱体1的顶部。

采用箱体1作为整个工厂的整体外形，有利于移动，并且占地空间比较小，在箱体1内设有的养殖柜2用于培养蔬菜等植物，二氧化碳储存罐5用于储存二氧化碳，当箱体内的二氧化碳浓度过低时，可以通过二氧化碳储存罐5中的二氧化碳进行补给，营养液储存罐6中的营养液为蔬菜或植物提供生长所需的营养，水储存罐7用于为蔬菜和植物提供水资源，同时用于改变箱体1内的湿度，LED灯14用于提供蔬菜或植物光合作用所需的光照，营养液入口11设在养殖槽3的侧边，在补充营养液时，营养液可以直接进入到养殖槽3中与蔬菜或植物的根部接触，被其直接吸收，避免了营养液的浪费，喷头9位于养殖槽3的顶部，可以直接对养殖槽3中养殖的蔬菜或植物进行喷洒水进行水分的补充和湿度的控制，二氧化碳喷头4位于养殖柜2的两侧，可以直接为养殖柜2中的植物进行二氧化碳的补充，避免整个箱体1内二氧化碳过大，氧气浓度过低，造成操作人员氧气缺少的情况发生，进一步的为了节省整个植物工厂的成本，二氧化碳喷头4是由钢管和钢管周向上设有与钢管内腔相同的气孔制成，在使用的过程中，该钢管的一段堵住，另一端与连通二氧化碳储存罐5的管线连接，当二氧化碳进入到钢管中，从气孔排除，实现为养殖柜进行二氧化碳的补充，进一步的为了能够实现对箱体内的温度进行控制，进一步的来能够控制箱体1内植物生长的环境，在所述的箱体1的两侧设有控制箱体1内部温度的加热风扇8，加热风扇8可以为为箱体1内加热保证箱体1内的温度保持在植物或蔬菜生长的温度，提高植物或蔬菜生长的周期；

进一步的为了，减少箱体的体积，一次所述的二氧化碳储存罐5位于箱体1的一侧，营养液储存罐6和水储存罐7位于箱体的另一侧，且水储存罐7设在营养液储存罐6的正上方，养殖柜位于中部，可以有效的利用箱体的体积，减少了箱体1的占地面积；

在工作的过程中，LED灯14与二氧化碳为养殖柜3中的植物或蔬菜提供光合作用，水位养殖柜中的植物或蔬菜提供水分并且能够改变养殖柜3中的湿度，营养液可以植物或蔬菜提供营养，当箱体1内的温度低于植物生长的时，打开加热风扇8，加热风扇8位箱体1进行加热，使其温度达到最适合的生长温度，当养殖柜3中的水分过少或湿度过低时，打开喷头9，就可以为养殖柜中的植物进行水分的补充和湿度的改变，当箱体1内植物的光合作用的速率降低时，通过调节LED灯14的光照和二氧化碳喷头4的开合来增加光合作用的速率，通过上述可以看出，本植物工厂可以有效的控制蔬菜的生长周期，为人们提供方便，绿色的蔬菜。

实施例3

在实施例1的基础上，如图1、2所述的水储存罐7与喷头9连接的管线上设有第三电磁阀13，所述二氧化碳储存罐5与二氧化碳喷头4的连接管线上设有第一电磁阀10，所述营养液储存罐6与营养液入口11连接的管线上设有第二电磁阀12。

还包括一环境控制系统，该环境控制系统包括用于检测LED灯14的光照强度的光照传感器、检测箱体1内温度的温度传感器和湿度传感器、检测养殖柜2内二氧化碳浓度的二氧化碳浓度传感器、检测养殖槽3内培养液浓度的液体浓度传感器、处理模块、A/D转换模块；所述的光照传感器、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和液体浓度传感器分别与A/D转换模块电连接，所述的A/D转换模块与处理模块电连接，所述的处理模块分别与第一电磁阀10、第二电磁阀12、第三电磁阀13、LED灯14和加热风扇8电连接。

第一电磁阀10、第二电磁阀12、第三电磁阀13用于分别控制二氧化碳、水、营养液的输出；光照传感器、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和液体浓度传感器分别检测箱体内的光照情况，温湿度情况，二氧化碳的浓度情况及营养液的浓度情况，并将其检测到的信号传送给A/D转换模块进行信号的转好，A/D转化模块将转换后的信号传送给处理模块进行数据处理，处理模块将收到的信号与预设箱体中环境的参数进行对比，当光照传感器、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和液体浓度传感器检测到的信号的参数低于预设的数据时，处理模块控制第一电磁阀10、第二电磁阀12、第三电磁阀13的开合度来控制二氧化碳、水分、营养液的供给，同时控制LED灯14的光照强度和加热风扇8的工作，来改变箱体内的温度，光合作用强度，水分的增加和营养液的增加，是箱体中植物的生长环境达到最适合的环境，来使植物的生长周期简短。

进一步的为了对检测到箱体内的环境参数进行记录和保存，并且可以反馈给远端的移动端，进行实时的对环境的监控，为了实现此目的，所述的处理模块的输出端还连接有通信模块和储存模块，储存模块用于将处理模块处理后的数据进行保存记录，通讯模块将处理模块处理后的数据出送给远端的客户端，可以通过远端的客户端直接对其实行监控，保证箱体的环境处在适合植物生长的环境之类。

上述实施例中的光照传感器、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、液体浓度传感器、A/D转换模块、处理模块、通讯模块、储存模块，控制中心、远程客户端都是本技术领域的公知常识或市场上常见的模块，在这里不再一一描述。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于植物工厂气候数据采集系统，其特征在于：包括用于检测植物工厂中光照强度的光照度传感器，检测湿度的湿度传感器，检测温度的温度传感器，检测二氧化碳浓度的二氧化碳浓度传感器，检测营养液浓度的液体浓度传感器，A/D转换模块，处理器，控制中心；所述的光照度传感器、湿度传感器、温度传感器、二氧化碳浓度传感器、液体浓度传感器的输出端分别与A/D转化模块的输入端连接，所述的A/D转化模块的输出端与处理器的输入端连接，所述的处理器与控制中心双向连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于植物工厂气候数据采集系统，其特征在于：所述的处理器还双向连接有通讯模块，该通讯模块双向连接有远程客户端。

3.根据权利要求2所述的一种用于植物工厂气候数据采集系统，其特征在于：所述的光照度传感器用于检测箱体（1）内LED灯（14）的光照强度，所述的湿度传感器用于检测箱体（1）内设有的养殖柜（2）的湿度，所述的温度传感器用于检测箱体（1）内的温度，所述的二氧化碳浓度传感器用于检测养殖柜（2）中二氧化碳的浓度，所述的液体浓度传感器用于检测养殖柜（2）中养殖槽（3）内营养液的浓度；所述的光照度传感器、湿度传感器、温度传感器、二氧化碳浓度传感器和液体浓度传感器将检测到的信号传送给A/D转换模块进行信号的转换，A/D转换模块将转后的信号传送给处理器进行处理，处理器将处理后的信息发送给控制中心进行信息采集记录，或处理器将处理后的信息发送给通信模块，并通过通信模块发送给远程客户端进行数据的监控。

4.根据权利要求3所述的一种用于植物工厂气候数据采集系统，其特征在于，所述的处理模块的输出端分别连接有第一电磁阀（10）、第二电磁阀（12）、第三电磁阀（13）、LED灯（14）、加热风扇（8）；所述的第一电磁阀（10）设在箱体（1）中二氧化碳储存罐（5）与养殖柜（2）侧边设有的二氧化碳喷头（4）之间的管线上，所述的第二电磁阀（12）设在箱体（1）中营养液储存罐（6）与养殖槽（3）侧边营养液入口（11）连通的管线上，所述的第三电磁阀（13）设在营养液储存罐（6）上方水储存罐（7）与养殖槽（3）顶部设有的喷头（9）之间的连接管线上，所述的加热风扇（8）设在箱体（1）的两侧，所述的LED灯（14）设在箱体（1）的顶部。

5.根据权利要求4所述的一种用于植物工厂气候数据采集系统，其特征在于，所述的二氧化碳储存罐（5）位于箱体（1）的一侧，营养液储存罐（6）和水储存罐（7）位于箱体的另一侧。

6.根据权利要求4所述的一种用于植物工厂气候数据采集系统，其特征在于：所述的二氧化碳喷头（4）是由钢管和钢管周向上设有与钢管内腔相同的气孔制成。

7.根据权利要求1所述的一种用于植物工厂气候数据采集系统，其特征在于：所述的处理模块的输出端还连接储存模块。