CN208953948U - 一种基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统，创建相同可控一致的生产环境，可控地完成生产过程管理，减少劳动力使用数量，不用或少用农药，从而提高农产品的质量和产量。其技术方案为：本实用新型基于物联网技术实现在种植过程中水位调控，完成种植过程自动化，全程生长过程自动监视与调控。

Description

一种基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统

技术领域

本实用新型涉及种植装置，具体涉及基于物联网实现的结合物理隔离悬浮式的种植系统。

背景技术

植物生长种植过程中需要吸取自身生长所需的各种水分、养分，传统操作主要通过土壤中广泛的浇水、施肥完成，这会涉及大量的用工和土壤结构的改变，从而造成种植成本增加。

而且，在植物种植过程中也会遇到大量人工控制的对象和环节，用人工控制的手段进行植物种植，不仅会增加种植成本，也会让控制效果变得不够精确和稳定。

因此，如何开发一种自动化程度较高的种植系统，是目前亟待解决的问题之一。

实用新型内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供了一种基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统，创建相同可控一致的生产环境，可控地完成生产过程管理，减少劳动力使用数量，不用或少用农药，从而提高农产品的质量和产量。

本实用新型的技术方案为：本实用新型公开了一种基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统，系统包括控制中心模块、环境监测监控模块、悬浮槽模块、种植浮盘模块、植物生长监测监控模块；

控制中心模块和环境监测监控模块、悬浮槽模块、种植浮盘模块、植物生长监测模块分别建立通信，植物生长监测模块、环境监测监控模块、悬浮槽模块和种植浮盘模块之间也相互建立通信，其中：

控制中心模块，通过和各模块的通信，接收各模块上传的数据，向各模块发出调控信号，实现各模块之间的数据传输并对监测和调控所使用的物联网设备进行控制；

环境监测监控模块，用于通过传感器对种植槽及种植环境的参数进行测定和反馈，通过和控制中心模块的交互对种植环境的参数进行调控；

悬浮槽模块，通过和控制中心模块的交互对悬浮槽内的水位与养分进行监测和调整；

种植浮盘模块，通过和控制中心模块的交互对种植浮盘内的水分与养分进行监测和调整；

植物生长监测模块，采集种植的植物生长数据并上传到控制中心模块。

根据本实用新型的基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统的一实施例，种植环境的参数包括但不限于温度、湿度、光照、二氧化碳含量。

根据本实用新型的基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统的一实施例，悬浮槽模块包括悬浮槽以及与悬浮槽配套的测定设备，其中测定设备包括液位计、温度计和肥力仪。

根据本实用新型的基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统的一实施例，悬浮槽模块还包括与悬浮槽配套的调控设备，调控设备包括水循环及水位调控装置、水槽成分监测装置和浮盘水位监测装置。

根据本实用新型的基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统的一实施例，植物生长监测模块包括在悬浮槽四周安装的具有监视、监测功能的物联网遥感设备，物联网遥感设备包括基于无线网络的作物生长感知节点及配套摄像头。

根据本实用新型的基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统的一实施例，种植浮盘模块包括种植浮盘以及与种植浮盘配套的无线传感器装置，无线传感器装置安装在种植浮盘中心以测试温度、水分、肥力状况和植物生长状况。

根据本实用新型的基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统的一实施例，种植浮盘的内部是相互隔断的种植槽，种植槽底部通过一通孔与悬浮槽内的液体相通。

根据本实用新型的基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统的一实施例，种植槽内部进一步由相互隔断的内格构成。

本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型的种植系统基于物联网实现，具有自动化调控、操作简便、生长过程记录与调控的功能，且适合种植不同类别限根生长植物。本实用新型的种植系统能够实现在种植过程中水位高度自动调控，完成生产过程管理自动化，全程生长过程自动监视与调控。由此，本实用新型可以创建相同可控一致的生产环境，科学可控地完成生产过程管理，减少劳动力使用数量，不用或少用农药，提高农产品的质量和产量。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1示出了本实用新型的基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统的一实施例的原理图。

图2A示出了本实用新型的系统实施例中的悬浮槽模块的结构图。

图2B示出了本实用新型的系统实施例中的悬浮槽模块的原理图。

图3示出了本实用新型的系统实施例中的种植浮盘模块的结构图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本实用新型的保护范围进行任何限制。

图1示出了本实用新型的基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统的一实施例的原理。请参见图1，本实施例的种植系统包括以下几个模块：

控制中心模块、环境监测监控模块、悬浮槽模块、种植浮盘模块、植物生长监测监控模块。

控制中心模块和环境监测监控模块、悬浮槽模块、种植浮盘模块、植物生长监测模块分别建立通信。植物生长监测模块、环境监测监控模块、悬浮槽模块和种植浮盘模块之间也相互建立通信。

控制中心模块用于实现：通过环境监测监控模块实现种植环境(例如温度、湿度、二氧化碳含量等环境因素)的监测与调控；通过悬浮槽模块实现悬浮槽内水位与养分监测和调整；通过种植浮盘模块实现悬浮盘内水分及养分监测和调整；通过植物生长监测模块实现种植植物生长的数据采集和传输；实现各个模块之间的数据传输以及对监测和调控所使用的物联网设备的控制。各个模块上均安装有物联网设备，包括信息采集、信息控制、信息传输等功能的设备。

环境监测监控模块用于通过传感器对种植槽及种植环境中的温度、湿度、光照、二氧化碳含量进行测定和反馈。

植物生长监测模块包括在悬浮槽四周安装的具有监视、监测功能的物联网遥感设备，主要包括基于无线网络的作物生长感知节点及配套摄像头，这些遥感设备把观测到的植物生长数据最终传输到控制中心模块。

如图2A和2B所示，悬浮槽模块包括：悬浮槽以及与悬浮槽配套的测定设备和调控设备，其中测定设备包括液位计11、温度计12和肥力仪13。调控设备包括水循环及水位调控装置14、水槽成分监测装置和浮盘水位监测装置。

悬浮槽是一种长方形槽式结构，四周由坚固的不锈钢或者塑料等材料焊接或连接而成。悬浮槽内部装有种植植物生长必需的液体营养成分成分。液体可以保证种植浮盘浮动，悬浮槽底部能够承受灌注一定高度水位的重量。在悬浮槽的一侧装有液位计11、温度计12和肥力仪13。液位计11用于测定水位的高度及水槽底部承受压力与浮力。温度计12用于测定水槽内水温。肥力仪13用于测定水中PH值氮磷物质的肥力含量。

在悬浮槽的一端，由装有水泵以及水流循环系统管道构成的水循环及水位调控装置14。液位计11将浮盘重量与浮力信息传输到控制中心模块。控制中心模块通过控制水循环及水位调控装置14中的水泵开关与水流速度完成浮力调控。

水循环及水位调控装置14包括水管和水泵，液位计11将监测到的水位数值反馈到控制中心模块，控制中心模块按照种植需求启动水泵进行注水和泄水，调整到需要的水位高度。

水循环及水位调控装置14、水槽成分监测装置共同运作以调控水循环速度和水槽内成分的构成。浮盘水位装置则用于监控浮盘中水位的高低。

如图3所示，种植浮盘模块包括：种植浮盘以及与种植浮盘配套的无线传感器装置21。无线传感器装置21装在种植浮盘的中心，用于测试温度、水分 (湿度)、肥力状况(养分)、以及植物生长状况。

种植浮盘是一种盒状结构，位于悬浮槽内的液面上。种植浮盘由高浮力的材料制成，材料包括泡沫、塑料、不锈钢、木块、棉线、化学纤维材料以及各种高分子材料。种植浮盘的尺寸如下：长度10cm～100cm、宽度5cm～60cm、高度10cm～40cm。种植浮盘的内部是隔断的独立的种植槽(例如为方格槽)，方格底部通过通孔(例如圆孔)与外界相通，主要实现种植浮盘的方格槽内的种植植物能够从悬浮槽中获得水分与养分，满足植物生长需求。方格槽内部进一步由相互隔断的内格组成，其数量例如是1至99个。

植物生长监测模块包括在悬浮槽四周安装的具有监视、监测功能的物联网遥感设备31(如图2A中所示)，主要包括基于无线网络的作物生长感知节点及配套摄像头，这些遥感设备把观测到的植物生长数据最终传输到控制中心模块。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (8)

1.一种基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统，其特征在于，系统包括控制中心模块、环境监测监控模块、悬浮槽模块、种植浮盘模块、植物生长监测监控模块；

控制中心模块和环境监测监控模块、悬浮槽模块、种植浮盘模块、植物生长监测模块分别建立通信，植物生长监测模块、环境监测监控模块、悬浮槽模块和种植浮盘模块之间也相互建立通信，其中：

控制中心模块，通过和各模块的通信，接收各模块上传的数据，向各模块发出调控信号，实现各模块之间的数据传输并对监测和调控所使用的物联网设备进行控制；

环境监测监控模块，用于通过传感器对种植槽及种植环境的参数进行测定和反馈，通过和控制中心模块的交互对种植环境的参数进行调控；

悬浮槽模块，通过和控制中心模块的交互对悬浮槽内的水位与养分进行监测和调整；

种植浮盘模块，通过和控制中心模块的交互对种植浮盘内的水分与养分进行监测和调整；

植物生长监测模块，采集种植的植物生长数据并上传到控制中心模块。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统，其特征在于，种植环境的参数包括但不限于温度、湿度、光照、二氧化碳含量。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统，其特征在于，悬浮槽模块包括悬浮槽以及与悬浮槽配套的测定设备，其中测定设备包括液位计、温度计和肥力仪。

4.根据权利要求3所述的基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统，其特征在于，悬浮槽模块还包括与悬浮槽配套的调控设备，调控设备包括水循环及水位调控装置、水槽成分监测装置和浮盘水位监测装置。

5.根据权利要求3所述的基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统，其特征在于，植物生长监测模块包括在悬浮槽四周安装的具有监视、监测功能的物联网遥感设备，物联网遥感设备包括基于无线网络的作物生长感知节点及配套摄像头。

6.根据权利要求1所述的基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统，其特征在于，种植浮盘模块包括种植浮盘以及与种植浮盘配套的无线传感器装置，无线传感器装置安装在种植浮盘中心以测试温度、水分、肥力状况和植物生长状况。

7.根据权利要求6所述的基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统，其特征在于，种植浮盘的内部是相互隔断的种植槽，种植槽底部通过一通孔与悬浮槽内的液体相通。

8.根据权利要求7所述的基于物联网的物理隔离悬浮式种植系统，其特征在于，种植槽内部进一步由相互隔断的内格构成。