CN207557798U - 植物工厂智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种植物工厂智能控制系统，包括控制器以及与控制器相连接的温度控制系统，湿度控制系统和营养液浓度控制系统。采用以上技术方案的智能植物工厂内部环境控制系统，可以在集装箱等封闭的空间内人工创造一个有利于植物生长的环境，从而可以减轻繁重的农业劳动，将农业种植进化为自动化植物工厂种植。该系统与外界环境相对独立，不受外界影响。通过该系统可以将土地利用率提高100‑200倍，节约用水量至土地种植的五十分之一，不仅减去了繁重的翻地、浇水、除草、施肥、打药等繁重的劳动工序，而且实现了单体劳动力的50亩地的年种植量，且远离雾霾、农药、远离虫害，进而实现安全、绿色、营养、美味的食品蔬菜工厂化种植。

Description

植物工厂智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及现代化农业技术，特别涉及一种植物工厂智能控制系统。

背景技术

目前，我国的土地利用面积逐渐减少，要满足自给自足的情况下，种植业正面临严峻的挑战，农业技术人员只能通过无土栽培缓解土地紧张的压力。

现有的植物水培技术基本上都是室外种植，河流种植，湖泊种植等，也能保证植物的正常生长，但是阳光的正常光照时间8小时左右是远远不够的，而且都是依靠自然环境实现，因此环境的掌控方面很难确定，植物或蔬菜的生长期还是不能够得到有效的缩短。

将自动化的理念应用于农业蔬菜种植，将繁重的农业劳动进化成现代化的工厂自动化生产形式，且彻底解决虫害农残问题，为未来现代化农业种植树立新的标杆。

但是，现有技术中的无土栽培技术在运行过程中仍然存在诸多不足：

1)对空间利用率不高，仍然需要较大的占地面积；

2)一般采用统一种植和统一收获的模式，对整个空间内环境要素的一致性要求比较高，而且无法实现栽培产品，尤其是蔬菜的持续供给；

3)补光系统采用直接照射，光照时间、波长等不能精确控制，导致其在栽种不同植物时，无法营造出最合适的光照条件；

4)缺乏相应的风循环系统，无法模拟自然界中的风吹效果，从而使得植物在生长过程中叶子不会摇摆，影响其蒸腾效果，不利于其生长；

因此，迫切需要一种能够解决上述问题的植物工厂系统，以便于大规模、工业化的对植物进行种植，以减缓对土地的压力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种植物工厂智能控制系统。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种植物工厂智能控制系统，包括控制器以及与控制器相连接的：

温度控制系统，包括温度传感器和空调，温度传感器与控制器相连接，用于检测内部环境温度，空调与控制器信号连接并由其控制开关状态，控制器通过温度传感器监测内部环境温度，当温度传感器返回的温度数值高于预先设定的范围时，控制器向空调发出开启信号，空调开启以降低内部环境的温度，温度传感器同步监测空调开启过程中内部环境温度，在温度数值达到预先设定的范围时，控制器向空调输出关闭信号，空调关闭，内部环境温度维持稳定；

湿度控制系统，包括湿度传感器和除湿器，湿度传感器与控制器相连接，用于检测内部环境湿度，除湿器与控制器信号连接并由其控制开关状态，控制器通过湿度传感器监测内部环境湿度，当湿度传感器返回的湿度数值高于预先设定的范围时，控制器向除湿器发出开启信号，除湿器开启以降低内部环境的湿度，湿度传感器同步监测除湿器开启过程中内部环境湿度，在湿度数值达到预先设定的范围时，控制器向除湿器输出关闭信号，除湿器关闭，内部环境湿度维持稳定；

营养液浓度控制系统，包括电导率传感器和输液泵或者电子阀门，电导率传感器设于营养液池内，储存浓缩营养液的储罐通过管道与营养液池相连接，输液泵或者电子阀门串联在管道上，输液泵或者电子阀门以及电导率传感器分别与控制器相连接，控制器通过电导率传感器监测营养液池中的营养液的浓度，当电导率传感器返回的一种或者多种营养元素的浓度数值低于预先设定的范围时，控制器向输液泵或者电子阀门发出开启信号，输液泵或者电子阀门开启并将存储在储罐中的浓缩营养液通过管道输入营养液池中，营养液池中的营养元素的浓度逐渐上升，电导率传感器同步检测输液调整过程中营养元素的浓度数值，在浓度数值达到预先设定的范围时，控制器向输液泵或者电子阀门输出关闭信号，输液泵或者电子阀门关闭，营养液的浓度维持稳定。

采用以上技术方案的智能植物工厂内部环境控制系统，可以在集装箱等封闭的空间内人工创造一个有利于植物生长的环境，从而可以减轻繁重的农业劳动，将农业种植进化为自动化植物工厂种植。该系统与外界环境相对独立，不受外界影响。通过该系统可以将土地利用率提高100-200倍，节约用水量至土地种植的五十分之一，不仅减去了繁重的翻地、浇水、除草、施肥、打药等繁重的劳动工序，而且实现了单体劳动力的50亩地的年种植量，且远离雾霾、农药、远离虫害，进而实现安全、绿色、营养、美味的食品蔬菜工厂化种植。

在一些实施方式中，还包括由二氧化碳检测器和二氧化碳压缩罐构成的气肥控制系统，控制器通过二氧化碳检测器监测内部环境中二氧化碳的浓度，当二氧化碳检测器返回的二氧化碳的浓度数值低于预先设定的范围时，控制器向二氧化碳压缩罐发出开启信号，二氧化碳压缩罐开启以增加内部环境的二氧化碳浓度，二氧化碳检测器同步监测二氧化碳压缩罐开启过程中内部环境中二氧化碳的浓度，在浓度数值达到预先设定的范围时，控制器向二氧化碳压缩罐输出关闭信号，二氧化碳压缩罐关闭，内部环境中二氧化碳的浓度维持稳定。

在一些实施方式中，控制器设有人机界面，通过人机界面可以对控制器中预先设定的各项参数进行输入和修改。

在一些实施方式中，控制器还设有显示屏，显示屏用于显示各项参数的具体数值。

在一些实施方式中，控制器还设有摄像头。

在一些实施方式中，控制器还设有网络通讯模块，网络通讯模块通过无线信号与智能设备相连接，或者通过网络与远程终端相连接，智能设备或者远程终端能够通过网络通讯模块调整控制器的参数设定，或者通过网络通讯模块接收内部环境的各项实时监测数据。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式的植物工厂智能控制系统的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图1示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的植物工厂智能控制系统。如图所示，该装置包括控制器1以及与控制器相连接的温度控制系统，湿度控制系统，营养液浓度控制系统和气肥控制系统。

其中，温度控制系统包括温度传感器2和空调3。

温度传感器2与控制器1的输入端相连接，用于检测内部环境温度。

空调3与控制器1信号连接并由其控制开关状态。

控制器1通过温度传感器2监测内部环境温度，当温度传感器2返回的温度数值高于预先设定的范围时，控制器1向空调3发出开启信号，空调3开启以降低内部环境的温度，温度传感器2同步监测空调3开启过程中内部环境温度，在温度数值达到预先设定的范围时，控制器1向空调3输出关闭信号，空调3关闭，内部环境温度维持稳定。

湿度控制系统包括湿度传感器4和除湿器5。

湿度传感器4与控制器1相连接，用于检测内部环境湿度。

除湿器5与控制器1信号连接并由其控制开关状态。

控制器1通过湿度传感器4监测内部环境湿度，当湿度传感器4返回的湿度数值高于预先设定的范围时，控制器1向除湿器5发出开启信号，除湿器5开启以降低内部环境的湿度，湿度传感器4同步监测除湿器5开启过程中内部环境湿度，在湿度数值达到预先设定的范围时，控制器1向除湿器5输出关闭信号，除湿器5关闭，内部环境湿度维持稳定。

在其他的实施例中，温度控制系统还可以包括加热器，湿度控制系统还可以包括加湿器。

营养液浓度控制系统包括电导率传感器6和输液泵7。

电导率传感器6设于营养液池内。

储存浓缩营养液的储罐通过管道与营养液池相连接，输液泵7串联在管道上。

输液泵7以及电导率传感器6分别与控制器1相连接。

控制器1通过电导率传感器6监测营养液池中的营养液的浓度，当电导率传感器6返回的一种或者多种营养元素的浓度数值低于预先设定的范围时，控制器1向输液泵7发出开启信号，输液泵7开启并将存储在储罐中的浓缩营养液通过管道输入营养液池中，营养液池中的营养元素的浓度逐渐上升，电导率传感器6同步检测输液调整过程中营养元素的浓度数值，在浓度数值达到预先设定的范围时，控制器1向输液泵7输出关闭信号，输液泵7关闭，营养液的浓度维持稳定。

气肥控制系统由二氧化碳检测器8和二氧化碳压缩罐9构成的。

控制器1通过二氧化碳检测器8监测内部环境中二氧化碳的浓度，当二氧化碳检测器8返回的二氧化碳的浓度数值低于预先设定的范围时，控制器1向二氧化碳压缩罐9发出开启信号，二氧化碳压缩罐9开启以增加内部环境的二氧化碳浓度，二氧化碳检测器8同步监测二氧化碳压缩罐9开启过程中内部环境中二氧化碳的浓度，在浓度数值达到预先设定的范围时，控制器1向二氧化碳压缩罐9输出关闭信号，二氧化碳压缩罐9关闭，内部环境中二氧化碳的浓度维持稳定。

在本实施例中，控制器1设有人机界面10。

通过人机界面10可以对控制器1中预先设定的各项参数进行输入和修改。

控制器1还设有显示屏11。

显示屏11用于显示各项参数的具体数值。

控制器1还设有摄像头12。

控制器1还设有网络通讯模块13。

网络通讯模块13通过无线信号与智能设备相连接，或者通过网络与远程终端相连接，智能设备或者远程终端能够通过网络通讯模块13调整控制器1的参数设定，或者通过网络通讯模块13接收内部环境的各项实时监测数据。

采用以上技术方案的智能植物工厂内部环境控制系统，可以在集装箱等封闭的空间内人工创造一个有利于植物生长的环境，从而可以减轻繁重的农业劳动，将农业种植进化为自动化植物工厂种植。该系统与外界环境相对独立，不受外界影响。通过该系统可以将土地利用率提高100-200倍，节约用水量至土地种植的五十分之一，不仅减去了繁重的翻地、浇水、除草、施肥、打药等繁重的劳动工序，而且实现了单体劳动力的50亩地的年种植量，且远离雾霾、农药、远离虫害，进而实现安全、绿色、营养、美味的食品蔬菜工厂化种植。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.植物工厂智能控制系统，包括控制器以及与控制器相连接的：

温度控制系统，包括温度传感器和空调，温度传感器与控制器相连接，用于检测内部环境温度，所述空调与所述控制器信号连接并由其控制开关状态，所述控制器通过温度传感器监测内部环境温度，当温度传感器返回的温度数值高于预先设定的范围时，控制器向空调发出开启信号，空调开启以降低内部环境的温度，温度传感器同步监测空调开启过程中内部环境温度，在温度数值达到预先设定的范围时，控制器向空调输出关闭信号，空调关闭，内部环境温度维持稳定；

湿度控制系统，包括湿度传感器和除湿器，湿度传感器与控制器相连接，用于检测内部环境湿度，所述除湿器与所述控制器信号连接并由其控制开关状态，所述控制器通过湿度传感器监测内部环境湿度，当湿度传感器返回的湿度数值高于预先设定的范围时，控制器向除湿器发出开启信号，除湿器开启以降低内部环境的湿度，湿度传感器同步监测除湿器开启过程中内部环境湿度，在湿度数值达到预先设定的范围时，控制器向除湿器输出关闭信号，除湿器关闭，内部环境湿度维持稳定；

营养液浓度控制系统，包括电导率传感器和输液泵或者电子阀门，电导率传感器设于营养液池内，储存浓缩营养液的储罐通过管道与营养液池相连接，输液泵或者电子阀门串联在管道上，输液泵或者电子阀门以及电导率传感器分别与控制器相连接，控制器通过电导率传感器监测营养液池中的营养液的浓度，当电导率传感器返回的一种或者多种营养元素的浓度数值低于预先设定的范围时，控制器向输液泵或者电子阀门发出开启信号，输液泵或者电子阀门开启并将存储在储罐中的浓缩营养液通过管道输入营养液池中，营养液池中的营养元素的浓度逐渐上升，电导率传感器同步检测输液调整过程中营养元素的浓度数值，在浓度数值达到预先设定的范围时，控制器向输液泵或者电子阀门输出关闭信号，输液泵或者电子阀门关闭，营养液的浓度维持稳定。

2.根据权利要求1所述的植物工厂智能控制系统，其特征在于，还包括由二氧化碳检测器和二氧化碳压缩罐构成的气肥控制系统，所述控制器通过二氧化碳检测器监测内部环境中二氧化碳的浓度，当二氧化碳检测器返回的二氧化碳的浓度数值低于预先设定的范围时，控制器向二氧化碳压缩罐发出开启信号，二氧化碳压缩罐开启以增加内部环境的二氧化碳浓度，二氧化碳检测器同步监测二氧化碳压缩罐开启过程中内部环境中二氧化碳的浓度，在浓度数值达到预先设定的范围时，控制器向二氧化碳压缩罐输出关闭信号，二氧化碳压缩罐关闭，内部环境中二氧化碳的浓度维持稳定。

3.根据权利要求1所述的植物工厂智能控制系统，其特征在于，控制器设有人机界面，通过人机界面对控制器中预先设定的各项参数进行输入和修改。

4.根据权利要求1所述的植物工厂智能控制系统，其特征在于，控制器还设有显示屏，显示屏用于显示各项参数的具体数值。

5.根据权利要求1所述的植物工厂智能控制系统，其特征在于，控制器还设有摄像头。

6.根据权利要求1所述的植物工厂智能控制系统，其特征在于，控制器还设有网络通讯模块，所述网络通讯模块通过无线信号与智能设备相连接，或者通过网络与远程终端相连接，所述智能设备或者所述远程终端能够通过所述网络通讯模块调整控制器的参数设定，或者通过所述网络通讯模块接收内部环境的各项实时监测数据。