CN208175670U - 一种基于图像识别的雾培装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于图像识别的雾培装置，包括：雾培载体及位于所述雾培载体内的控制模块、图像识别模块、调光模块和雾化模块，所述图像识别模块、调光模块和雾化模块均与所述控制模块连接，所述控制模块根据图像识别模块采集的植物生长图像信息确定植物的生长阶段，进而确定阶段的植物所需的光线信息和养分密度，再通过控制调光模块及雾化模块对光线的色彩、亮度以及养分的输出量进行调节。本实用新型通过控制模块结合植物生长情况对调光模块和雾化模块的控制，使植物获取恰当的养分和光照调节，保证了植物的生长需要，使得供给材料得到了有效的利用；该装置采用雾化模块对植物进行雾培，用于在潜艇或航空器中对植物的培养。

Description

一种基于图像识别的雾培装置

【技术领域】

本实用新型涉及自然科学器械领域，具体的说，是涉及一种基于图像识别的雾培装置。

【背景技术】

对于同种植物来说，其生长周期的不同阶段，所需要的光质是不同的，因此，结合植物的生长阶段，有针对性的对其进行补光，有利于提高植物的营养水平以及加速其生长速度。随着经济发展水平的提高，人们对蔬菜品质的要求也越来越高，用光质调控提高蔬菜品质的方式，具有经济环保的优点。

以莴苣为例，以蓝光对萌发较弱的莴苣品种的种子进行照射，种子出牙快且整齐。在莴苣发芽后，以红光照射后对比荧光灯照射，莴苣幼苗的株高明显增加，且叶绿素B含量增加。再以豌豆为例，在其幼苗时期，采用红光照射，可提高豌豆苗粗纤维的含量，而采用蓝光照射，则可明显促进氮代谢，提高蛋白质的含量。

然而，目前对植物的补光手段中，LED补光的使用越来越普遍，但仍以白光或全波长光源为主，对于不同植物来说，其所需要的光质各不相同，这就使得用户在进行补光选择时带来不便；对于同种植物来说，其生长周期的不同阶段主要吸收的光质也不完全相同，造成未被吸收的光段的浪费。

此外，部分植物的培养情景对整个植物培养装置的体积、重量及外部环境等方面的限制较为严苛，如：在潜艇、航空器中对植物进行培养试验时，为尽量减小潜艇、航空器等载体的负载量，要求植物培养体系具有尽量小的重量和体积；再如，对植物生长进行单一性对比试验时，应尽量减少除被试验量以外的因素对植物生长的影响，这就需要保证植物同样处于封闭环境中。

现有的植物培养系统中，尚不具有同时解决上述问题的植物培养装置，有鉴于此，有必要提供一种新的植培装置。

【发明内容】

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于图像识别的雾培装置，该装置通过控制模块结合植物生长情况对调光模块和雾化模块的控制，使植物获取恰当的养分和光照调节，保证了植物的生长需要，使得供给材料得到了有效的利用，避免了浪费；该装置采用雾化模块对植物进行雾培，无需土壤作为培养基质，重量轻，尤其适用于在潜艇或航空器中对植物的培养。

为实现上述目的，本实用新型具体方案如下：

一种基于图像识别的雾培装置，包括：雾培载体及位于所述雾培载体内的控制模块、图像识别模块、调光模块和雾化模块，所述图像识别模块、调光模块和雾化模块均与所述控制模块连接，所述控制模块根据图像识别模块采集的植物生长图像信息确定植物的生长阶段，进而确定阶段的植物所需的光线信息和养分密度，再通过控制调光模块及雾化模块对光线的色彩、亮度以及养分的输出量进行调节；

所述图像识别模块包括设置于雾培载体内用于实时采集植物生长图像信息的摄像头，所述摄像头将采集到的植物生长图像信息传输至控制模块，所述控制模块根据该植物生长图像信息对植物的生长情况进行判断；

所述调光模块包括波长可调的全彩LED灯；

所述雾化模块包括雾化汽出口，为植物的根部提供养分的雾化汽由所述雾化汽出口喷出。

通过控制模块结合图像识别模块采集到的植物生长图像信息确定植物的生长情况，再根据植物的生长情况对调光模块和雾化模块进行控制，使植物获取恰当的养分和光照调节，既保证了植物的生长需要，也使得供给材料得到了有效的利用，避免了浪费；此外，本装置采用雾化模块对植物进行雾培，无需土壤作为培养基质，明显减轻了装置的重量。

通过对全彩LED灯波长的调节，实现对光线色彩的选择，此外，所述调光模块还包括调压电路，通过对全彩LED灯供电电压的调节，实现对其发光亮度的调节，使植物在适宜的光强和色彩中生长。

作为一种优选的技术方案，所述雾培载体的内部由定植架隔开为两层：一层为植物生长区、另一层为雾培区。具体的，所述定植架的安装位置依据植物的生长高度确定，所述定植架上均匀分布有用于安置定植篮的圆孔，使得植物的根部位于雾培区，叶部位于植物生长区。

作为一种优选的技术方案，所述雾培区的底部设有水槽，所述水槽的底部均布有多个出气孔，所述雾化模块的雾化汽出口与所述水槽的底部相对，雾化汽由出气孔进入雾培区，为植物的根部提供养分。需要说明的是，雾化汽通过出气孔进入雾培区的水槽内，由于雾化汽的质量较空气大，因此，雾化汽主要在水槽内聚集，不会再雾培区分散开，在插种植物时，需要注意，使植物的根部插入水槽内，这就有利于植物根部吸收带有营养物质的雾化汽。

作为一种优选的技术方案，所述雾培载体内还配置有与所述控制模块连接的温度检测模块和温度调节模块，所述温度检测模块实时监测雾培载体内的温度，并将所检测到的温度信息传输至控制模块，控制模块结合植物的生长情况控制温度调节模块对雾培载体内的温度进行调节。所述温度调节模块包括加热装置、风扇及导风管，所述导风管的一端延伸至雾培区，且与位于雾培区的风扇相邻，另一端延伸至植物生长区，所述温度调节模块的工作原理为：利用加热装置进行加热，再通过风扇将热风通过两区之间的导风管吹至植物生长区，从而实现对整个雾培载体内温度的调节。优选的，所述加热装置包括水泥电阻，控制模块通过调节通过水泥电阻的电流的大小，对加热装置的加热程度进行调节。所述温度检测模块实时监测雾培载体内的温度，并将所检测到的温度信息反馈至控制模块，控制模块结合植物的生长情况控制温度调节模块对雾培载体内的温度进行调节，保证植物始终处于适宜的温度环境内。

作为一种优选的技术方案，本装置还包括显示模块，所述显示模块位于所述雾培载体的外部侧壁上，所述显示模块与所述控制模块连接，用以显示雾培载体内的环境参数，方便工作人员对雾培载体内的环境参数进行现场观测。

作为一种优选的技术方案，本装置还包括与控制模块连接的通信模块，所述通信模块为控制模块与外部控制终端之间提供信息交互通道，因而，该雾培装置可与远程/非远程的控制终端进行通信，便于对植物生长的远程控制与检测。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1)本实用新型通过控制模块结合植物生长情况对调光模块和雾化模块的控制，使植物获取恰当的养分和光照调节，既保证了植物的生长需要，也使得供给材料得到了有效的利用，避免了浪费；此外，本装置采用雾化模块对植物进行雾培，无需土壤作为培养基质，明显减轻了装置的重量，尤其适用于在潜艇或航空器中对植物的培养。

【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申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本实用新型的连接结构图。

其中，1-控制模块，2-雾化模块，3-图像采集模块，4-温度检测模块， 5-温度调节模块，6-显示模块，7-通信模块，8-调光模块。

【具体实施方式】

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1：

本实施例提供一种基于图像识别的雾培装置，包括：雾培载体及位于该雾培载体内的控制模块1、调光模块8、雾化模块2、图像识别模块3、温度检测模块4、温度调节模块5、显示模块6和通信模块7，具体的，调光模块8、雾化模块2、图像识别模块3、温度检测模块4、温度调节模块5、通信模块7以及位于雾培载体外壁上的显示模块6；

其中，调光模块8，用于对雾培载体内光线色彩和亮度的调节；

雾化模块2，用于为植物的生长提供雾化的养分；

温度检测模块4，实时监测雾培载体内的温度信息，并将该温度信息传送至控制模块；

图像识别模块3，采用的是Openmv摄像头，用于实时采集植物生长图像信息，控制模块1根据植物生长图像信息测算植物的生长高度、颜色以及叶子宽度等信息对植物的生长阶段进行判断，计算该阶段的植物所需要的养分密度、环境温度以及光照的色彩和亮度，并根据计算结果，输出控制命令；

温度调节模块5，根据控制模块1输出的温度控制命令，对雾培载体内的温度进行调节，使雾培载体内的室温适宜植物现阶段的成长；

调光模块8，包括全彩LED灯，具体型号为WS2812B，根据控制模块 1输出的调光命令，对全彩LED灯输出的光线波长进行调整，使之适宜植物现阶段的成长；

显示模块6，采用的是USART HMI触摸屏，用于实时显示雾培载体内的环境参数，方便工作人员对植物的生长情况进行观测；

通信模块7，采用的是NEIOT模块，用于控制模块1与外界控制终端的通信或大规模集成控制；

在本实施例中，雾培载体由定植架分为两个区域：植物生长区和雾培区。其中，定植架用来放置植株，该定植架通过卡扣安装于雾培载体的内部，且定植架上均匀分布有用于安置定植篮的圆孔；植株的插种原则为：根部位于雾培区，其他喜光部位位于植物生长区。

植物生长区和雾培区之间通过导管连接，温度调节模块安装于雾培区内，温度调节模块实现其功能的过程为：通过控制水泥电阻加热，再利用风扇将热风通过两区之间的导管吹至植物生长区，从而实现对整个雾培载体内温度的调节。温度检测模块实时监测雾培载体内的温度，并将所检测到的温度信息传输至控制模块，控制模块结合植物的生长情况控制温度调节模块对雾培载体内的温度进行调节，保证植物始终处于适宜的温度环境内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种基于图像识别的雾培装置，其特征在于，包括：雾培载体及位于所述雾培载体内的控制模块、图像识别模块、调光模块和雾化模块，所述图像识别模块、调光模块和雾化模块均与所述控制模块连接，所述控制模块根据图像识别模块采集的植物生长图像信息确定植物的生长阶段，进而确定阶段的植物所需的光线信息和养分密度，再通过控制调光模块及雾化模块对光线的色彩、亮度以及养分的输出量进行调节；

所述图像识别模块包括设置于雾培载体内用于实时采集植物生长图像信息的摄像头，所述摄像头将采集到的植物生长图像信息传输至控制模块，所述控制模块根据该植物生长图像信息对植物的生长情况进行判断；

所述调光模块包括波长可调的全彩LED灯；

所述雾化模块包括雾化汽出口，为植物的根部提供养分的雾化汽由所述雾化汽出口喷出。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的雾培装置，其特征在于，所述雾培载体的内部由定植架隔开为两层：一层为植物生长区、另一层为雾培区。

3.根据权利要求2所述的一种基于图像识别的雾培装置，其特征在于，所述雾培区的底部设有水槽，所述水槽的底部均布有多个出气孔，所述雾化模块的雾化汽出口与所述水槽的底部相对，雾化汽由出气孔进入雾培区，为植物的根部提供养分。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的雾培装置，其特征在于，所述雾培载体内还配置有与所述控制模块连接的温度检测模块和温度调节模块，所述温度检测模块实时监测雾培载体内的温度，并将所检测到的温度信息传输至控制模块，控制模块结合植物的生长情况控制温度调节模块对雾培载体内的温度进行调节。

5.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的雾培装置，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块位于所述雾培载体的外部侧壁上，所述显示模块与所述控制模块连接，以显示雾培载体内的环境参数。

6.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的雾培装置，其特征在于，还包括与控制模块连接的通信模块，所述通信模块为控制模块与外部控制终端之间提供信息交互通道。