CN210202467U - 一种自动给水施肥的种植系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动给水施肥的种植系统，包括：盆栽、储水储肥装置、输水输肥装置、控制阀、多个不同种类的环境传感器以及控制器；储水储肥装置安装在盆栽上方，且其内部存储有水或液体肥；输水输肥装置一端与储水储肥装置连通，另一端插入盆栽的土壤中；控制阀安装在输水输肥装置的输送管路上，其用于导通或阻止水肥流通；环境传感器安装在盆栽内部或其周边，至少采集光照强度、环境温度和土壤湿度三种环境信息；控制器分别与控制阀和环境传感器电性连接，并根据环境传感器所采集的环境信息，控制控制阀的开闭状态。本实用新型能够根据植株的生长参数和环境参数，科学、定时、定量地自动为植株进行浇水施肥，极大地方便了室内种植，并能保证种植效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及家庭种植技术领域，更具体的说是涉及一种自动给水施肥的种植系统及其控制方法。
背景技术
为了美化居室，同时给生活增添情趣，越来越多的人开始在居室内种植绿植，不仅能够净化环境，还能够带来视觉享受。其中，大部分人为了吃上健康蔬菜，选择在阳台上种植蔬菜。但是，蔬菜种植需要一定的专业知识和必备的器具与物料，还需要定时定量对蔬菜进行浇水施肥，现实情况是，由于人们的忙碌，往往会忘记对蔬菜进行浇水施肥，尤其是对于新手而言，照顾不周或方法不当，很容易造成蔬菜的生长不良、引来飞虫、甚至死亡的情况发生。
因此，如何提供一种能够根据环境情况以及植株的生长参数自动给水施肥的种植系统，是本领域技术人员亟需解决的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种自动给水施肥的种植系统，能够根据植株的生长参数和环境参数，科学、定时、定量地自动为植株进行浇水施肥，极大地方便了室内种植，并能保证种植效果。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种自动给水施肥的种植系统，其安装在盆栽种植区域，包括：
储水储肥装置，所述储水储肥装置安装在高于所述盆栽的土壤表面的位置处；
输水输肥装置，所述输水输肥装置一端通过输送管路与所述储水储肥装置连通，另一端的输出口插入所述盆栽的土壤中；
控制阀，所述控制阀安装在所述输送管路上，其用于导通或阻止水肥流通；
多个不同种类的环境传感器，所述环境传感器安装在所述盆栽内部或其周边，至少采集光照强度、环境温度和土壤湿度三种环境信息；以及
控制器，所述控制器分别与所述控制阀和所述环境传感器电性连接，并根据所述环境传感器所采集的环境信息，控制所述控制阀的开闭状态。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型通过环境传感器采集光照强度、环境温度和土壤湿度等环境信息，并实时传输至控制器，控制器根据环境信息控制控制阀的开闭状态，通过输水输肥装置将储水储肥装置中的水肥定时、定量地引入盆栽中，实现科学、自动浇水施肥的目的，极大方便了种植人员的工作强度，即使因忙碌疏忽，也不会出现植株干旱、营养缺乏的情况发生。
优选的，在上述一种自动给水施肥的种植系统中，所述输水输肥装置为滴箭。通过滴箭给水，能够确保出水的均匀性。
优选的，在上述一种自动给水施肥的种植系统中，所述输水输肥装置远离所述储水储肥装置的一端距所述盆栽的植株根部4-6cm处，并朝向所述盆栽的植株根部方向倾斜10°-20°插入土壤中，且其插入土壤的深度不小于5cm。输水输肥装置的出水口相对于植株根部的位置关系，能够确保水分快速被植株根部吸收，且插入土壤的深度不小于5cm，一方面能精准地对植株根部进行水分供给，另一方面，能够基本保持土壤表面的干燥，干燥的土壤对于土传病害具有抑制作用，尤其是对家庭种植经常出现的一种叫做小黑飞的小飞虫的抑制作用非常明显。
优选的，在上述一种自动给水施肥的种植系统中，所述盆栽所采用的种植容器为控根器。控根器作为栽种容器，一般为圆柱形，其侧壁布满凹凸相间的锥形结构，向外凸出的锥体顶端具有透气孔，向内凹进的锥体不透气，该结构通风透气，利于植物生长。
优选的，在上述一种自动给水施肥的种植系统中，所述控制器为PLC控制器，其具有WiFi接口和多个485接口；所述控制器通过所述WiFi接口与用户终端通讯连接，并通过所述485接口与所述环境传感器通讯连接。控制器通过WiFi接口与用户终端进行通讯，通过在用户终端下载控制程序或种植参数，并传输至控制器，方便用户对该种植系统的控制。
优选的，在上述一种自动给水施肥的种植系统中，所述环境传感器包括光照传感器、温度传感器和湿度传感器；其中，所述光照传感器靠近所述盆栽顶部设置，与所述盆栽所处的光照环境相同；所述温度传感器安装在避免阳光直射的位置处，且靠近所述盆栽设置；所述湿度传感器埋设在所述盆栽的土壤中。各环境传感器的位置设置，能够确保采集最佳、最精确的环境数据，以便确定更科学的给水方式。
优选的，在上述一种自动给水施肥的种植系统中，所述湿度传感器埋设在距所述盆栽的盆底8-12cm的位置处。
优选的，在上述一种自动给水施肥的种植系统中，所述储水储肥装置安装在高于所述盆栽的土壤表面25-35cm的位置处。储水储肥装置的位置设置能够保证水肥顺利流出。
本实用新型还提供一种自动给水施肥的控制方法，其用于上述的一种自动给水施肥的种植系统，包括以下步骤：
S10，获取环境传感器所采集的环境参数，并根据下式计算盆栽在预设时间段内的给水总量；
Q＝a0×f0(x0)+a1×f1(x1)+a2×f2(x2)+a3×f3(x3)；
式中，Q表示给水总量，x0表示盆栽植物的定植天数，f0(x0)表示标准条件下，以定植天数为参量的给水曲线；x1表示环境温度，f1(x1)表示以实时环境温度为参量的给水曲线；x2表示光照强度，f2(x2)表示以实时光照强度为参量的给水曲线；x3表示土壤湿度，f3(x3)表示以实时土壤湿度为参量的给水曲线，a0、a1、a2和a3均表示修正系数；
S20，计算输水输肥装置单位时间的给水量；
S30，根据盆栽预设时间段内的给水总量和输水输肥装置单位时间的给水量，确定控制阀的启动间隔、启动次数和启动时间。
经由上述技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型根据环境参数和植株的自身参数，确定一定时间段内的给水总量，再根据输水输肥装置单位时间内的给水量，确定给水方式，即控制控制阀的启动次数、启动间隔和启动时间，实现科学、定时、定量的给水方式。
优选的，在上述一种自动给水施肥的控制方法中，S10中，根据不同的植物品种，f0(x0)、f1(x1)、f2(x2)和f3(x3)的给水曲线设置为不同。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本实用新型提供的一种自动给水施肥的种植系统的结构示意图；
图2附图为本实用新型提供的一种自动给水施肥的种植系统的工作原理图；
图3附图为本实用新型提供的一种自动给水施肥的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-图2所示，本实用新型实施例公开了一种自动给水施肥的种植系统，其安装在居室的阳台位置处，阳台上摆放有盆栽1；包括：储水储肥装置2、输水输肥装置3、控制阀4，多个不同种类的环境传感器5以及控制器6。
盆栽1所采用的种植容器为控根器。控根器作为栽种容器，一般为圆柱形，其侧壁布满凹凸相间的锥形结构，向外凸出的锥体顶端具有透气孔，向内凹进的锥体不透气，该结构通风透气，利于植物生长。
储水储肥装置2安装在高于盆栽1土壤表面的位置处，且其内部存储有水或液体肥。
输水输肥装置3一端通过输送管路与储水储肥装置2连通，另一端为输出口，且其输出口插入盆栽1的土壤中。
控制阀4安装在输送管路上，其用于导通或阻止水肥流通。
环境传感器5安装在盆栽1内部或其周边，至少采集光照强度、环境温度和土壤湿度三种环境信息。具体的，环境传感器5包括光照传感器51、温度传感器52和湿度传感器53；其中，光照传感器51靠近盆栽顶部设置，与盆栽1所处的光照环境相同，确保其采集的光照强度与盆栽1中的植物所采集的光照强度相同；温度传感器52安装在避免阳光直射的位置处，且靠近盆栽1设置；湿度传感器53埋设在盆栽1的土壤中。
控制器6分别与控制阀4和环境传感器5电性连接，并根据环境传感器5所采集的环境信息，控制控制阀4的开闭状态。具体的，控制器6选用北京英泰吉科技有限公司生产的PM系列工业级PLC设备，其具有WiFi接口61和多个485接口62；控制器6通过WiFi接口61与用户终端7通讯连接，并通过485接口62与环境传感器5通讯连接。
本实用新型通过合理布置光照传感器51、温度传感器52和湿度传感器53的位置，实时采集光照强度、环境温度和土壤湿度等环境信息，并实时传输至控制器6，控制器6根据环境信息控制控制阀4的开闭状态，通过输水输肥装置3将储水储肥装置2中的水肥定时、定量地引入盆栽1中，实现科学、自动浇水施肥的目的，极大方便了种植人员的工作强度，即使因忙碌疏忽，也不会出现植株干旱、营养缺乏的情况发生。
更有利的，输水输肥装置3的输出口距盆栽1的植株根部4-6cm处，并朝向盆栽1的植株根部方向倾斜10°-20°插入土壤中，且其插入土壤的深度不小于5cm。输水输肥装置3的朝向植株根部的最佳倾斜角度为15°。输水输肥装置3的出水口相对于植株根部的位置关系，能够确保水分快速被植株根部吸收，且插入土壤的深度不小于5cm，一方面能精准地对植株根部进行水分供给，另一方面，能够基本保持土壤表面的干燥，干燥的土壤对于土传病害具有抑制作用，尤其是对家庭种植经常出现的一种叫做小黑飞的小飞虫的抑制作用非常明显。
在一个实施例中，湿度传感器53埋设在距盆栽1的盆底10cm的位置处，其他实施例可以采用8-12cm。该位置的设计能够确保温度传感器53所采集的信息的准确性。
在另一个实施例中，储水储肥装置2安装在高于盆栽1的土壤表面25-35cm的位置处。
更有利的，储水储肥装置2底部具有多个出水口，分别对应连接有多个输水输肥装置3，每个输水输肥装置3的输送管路上均安装有控制阀4，且每个输水输肥装置3的输出端口分别伸入不同的盆栽1中。控制器6根据各个盆栽1的环境信息控制相应的控制阀的开启或关闭。通过在控制器6中设定相应的控制程序，使其能够同时控制管理多个盆栽1的浇水施肥，科学、且便于管理。
如图3所示，本实用新型实施例还提供一种自动给水施肥的控制方法，其用于上述的一种自动给水施肥的种植系统，包括以下步骤：
S10，获取环境传感器5所采集的环境参数，并根据下式计算盆栽1在预设时间段内的给水总量；
Q＝a0×f0(x0)+a1×f1(x1)+a2×f2(x2)+a3×f3(x3)；
式中，Q表示给水总量，x0表示盆栽植物的定植天数，f0(x0)表示标准条件下，以定植天数为参量的给水曲线；x1表示环境温度，f1(x1)表示以实时环境温度为参量的给水曲线；x2表示光照强度，f2(x2)表示以实时光照强度为参量的给水曲线；x3表示土壤湿度，f3(x3)表示以实时土壤湿度为参量的给水曲线，a0、a1、a2和a3均表示修正系数；
S20，计算输水输肥装置3单位时间的给水量；
S30，根据盆栽1预设时间段内的给水总量和输水输肥装置3单位时间的给水量，确定控制阀4的启动间隔、启动次数和启动时间。
步骤S10中，控制器6根据环境传感器5所采集的环境信息，确定一定时间的总给水量。间隔预设时间段后，根据环境传感器5采集的实时环境信息重新计算下一预设时间段内的总给水量，根据该时间段内的总给水量，定义给水次数、每次给水时间以及相邻两次给水的间隔时间。
更有利的，根据不同的植物品种，f0(x0)、f1(x1)、f2(x2)和f3(x3)的给水曲线设置为不同。这样能够保证更科学、更合理的给水方式。
以上实施例适用于阳台或露天的种植环境。
当本实用新型应用于温室大棚中时，因其温、湿度环境比较稳定，不易发生改变，此时，给水方式可以进行相应调整。该环境下，给水方式可以根据不同的植株品种，无需参考环境传感器5所采集的参数信息，分别定义白天给水量和晚上给水量，确定了总给水量后，再分成多次给水。例如，白天1000毫升给水总量，折算3600秒给水时间，每次给水6秒，可分600次完成，若按白天12小时计，则每小时50次，即72秒间隔启动1次。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种自动给水施肥的种植系统，其安装在盆栽(1)种植区域，其特征在于，包括：
储水储肥装置(2)，所述储水储肥装置(2)安装在高于所述盆栽(1)的土壤表面的位置处；
输水输肥装置(3)，所述输水输肥装置(3)一端通过输送管路与所述储水储肥装置(2)连通，另一端的输出口插入所述盆栽(1)的土壤中；
控制阀(4)，所述控制阀(4)安装在所述输送管路上，其用于导通或阻止水肥流通；
多个不同种类的环境传感器(5)，所述环境传感器(5)安装在所述盆栽(1)内部或其周边，至少采集光照强度、环境温度和土壤湿度三种环境信息；以及
控制器(6)，所述控制器(6)分别与所述控制阀(4)和所述环境传感器(5)电性连接，并根据所述环境传感器(5)所采集的环境信息，控制所述控制阀(4)的开闭状态。
2.根据权利要求1所述的一种自动给水施肥的种植系统，其特征在于，所述输水输肥装置(3)为滴箭。
3.根据权利要求1或2所述的一种自动给水施肥的种植系统，其特征在于，所述输水输肥装置(3)的输出口距所述盆栽(1)的植株根部4-6cm处，并朝向所述盆栽(1)的植株根部方向倾斜10°-20°插入土壤中，且其插入土壤的深度不小于5cm。
4.根据权利要求1所述的一种自动给水施肥的种植系统，其特征在于，所述盆栽(1)所采用的种植容器为控根器。
5.根据权利要求1所述的一种自动给水施肥的种植系统，其特征在于，所述控制器(6)为PLC控制器，其具有WiFi接口(61)和多个485接口(62)；所述控制器(6)通过所述WiFi接口(61)与用户终端(7)通讯连接，并通过所述485接口(62)与所述环境传感器(5)通讯连接。
6.根据权利要求1所述的一种自动给水施肥的种植系统，其特征在于，所述环境传感器(5)包括光照传感器(51)、温度传感器(52)和湿度传感器(53)；其中，所述光照传感器(51)靠近所述盆栽(1)顶部设置，与所述盆栽(1)所处的光照环境相同；所述温度传感器(52)安装在避免阳光直射的位置处，且靠近所述盆栽(1)设置；所述湿度传感器(53)埋设在所述盆栽(1)的土壤中。
7.根据权利要求6所述的一种自动给水施肥的种植系统，其特征在于，所述湿度传感器(53)埋设在距所述盆栽(1)的盆底8-12cm的位置处。
8.根据权利要求1所述的一种自动给水施肥的种植系统，其特征在于，所述储水储肥装置(2)安装在高于所述盆栽(1)的土壤表面25-35cm的位置处。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201920776009.XU CN210202467U (zh) | 2019-05-27 | 2019-05-27 | 一种自动给水施肥的种植系统 |
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| CN201920776009.XU CN210202467U (zh) | 2019-05-27 | 2019-05-27 | 一种自动给水施肥的种植系统 |
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| CN201920776009.XU Active CN210202467U (zh) | 2019-05-27 | 2019-05-27 | 一种自动给水施肥的种植系统 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN210202467U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110122027A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-08-16 | 北京甜圆农业科技有限公司 | 一种自动给水施肥的种植系统及其控制方法 |
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2019
- 2019-05-27 CN CN201920776009.XU patent/CN210202467U/zh active Active
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| CN110122027A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-08-16 | 北京甜圆农业科技有限公司 | 一种自动给水施肥的种植系统及其控制方法 |
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