CN212436791U - 基于物联网的马铃薯无土栽培培养室 - Google Patents

Abstract

本实用型新型提供一种基于物联网的马铃薯无土栽培培养室，包括栽培室主体、温度调节装置、物联网监控装置、栽培床、移动喷淋装置和遮光装置，温度调节装置和物联网监控装置配装在栽培室主体的外部，栽培室主体内部底板上固定若干栽培床，移动喷淋装置和遮光装置架设在栽培室主体内部，且遮光装置位于移动喷淋装置的上方，温度调节装置伸入栽培室主体内，温度调节装置、移动喷淋装置和遮光装置与物联网监控装置通信连接，物联网监控装置与监控终端通信连接，在物联网监控终端的大数据分析下，能根据马铃薯的生长周期和生长要求，及时补充营养物质和控制合理的光照强度。

Description

基于物联网的马铃薯无土栽培培养室

技术领域：

本实用新型涉及马铃薯无土栽培技术领域，特别涉及一种基于物联网的马铃薯无土栽培培养室。

背景技术：

无土栽培(soilless culture)是指不用天然土壤而用基质或仅育苗时用基质，在定植以后用营养液进行灌溉的栽培方法。由于无土栽培可人工创造良好的根际环境以取代土壤环境，有效防止土壤连作病害及土壤盐分积累造成的生理障碍，充分满足作物对矿质营养、水分、气体等环境条件的需要，栽培用的基本材料又可以循环利用，因此具有省水、省肥、省工、高产优质等特点。我国无土栽培在生产上应用的历史较短，有些人不了解用基质栽培也是无土栽培，只知道水培是无土栽培，或者认为水培是“高一级的无土栽培”，而对于用基质，尤其是采用有颜色的基质的“有机生态型”无土栽培。

目前，无土栽培技术尚未成熟，且无土栽培中营养液成分不易于控制，尤其是对于宁夏等高原地区，昼夜温差大，在光照、温度等控制方面还存在困难。

实用新型内容：

有鉴于此，有必要提供一种基于物联网的马铃薯无土栽培培养室。

一种基于物联网的马铃薯无土栽培培养室，包括栽培室主体、温度调节装置、物联网监控装置、栽培床、移动喷淋装置和遮光装置，温度调节装置和物联网监控装置配装在栽培室主体的外部，栽培室主体内部底板上固定若干栽培床，移动喷淋装置和遮光装置架设在栽培室主体内部，且遮光装置位于移动喷淋装置的上方，温度调节装置伸入栽培室主体内，温度调节装置、移动喷淋装置和遮光装置与物联网监控装置通信连接，物联网监控装置与监控终端通信连接。

优选的，栽培室主体包括底板、前支撑壁、后支撑壁、左支撑壁、右支撑壁、弧形架、第一纵向导轨和第二纵向导轨，底板上固定连接前支撑壁、后支撑壁、左支撑壁和右支撑壁，弧形架左右两端分别固定在左支撑壁和右支撑壁上，前支撑壁和后支撑壁之间架设若干第一纵向导轨和第二纵向导轨，且第一纵向导轨位于第二纵向导轨下方，第一纵向导轨与移动喷淋装置配装，第二纵向导轨与遮光装置配装。

优选的，温度调节装置包括风机、加热器、第一接收器和输送管，风机配装在加热器的一侧，且加热器上配装第一接收器，加热器输出端连接输送管的一端，输送管的另一端伸入栽培室主体内，第一接收器与物联网监控装置通信连接。

优选的，物联网监控装置包括PLC控制器、物联网交换器、信号接收器、信号发射器和数据采集器，数据采集器固定在温室内，且数据采集器与物联网交换器电性连接，PLC控制器与物联网交换器电性连接，物联网交换器分别与信号接收器和信号发射器电性连接，信号发射器与第一接收器通信连接。

优选的，栽培床包括支撑柱、栽培床体和保温薄膜，支撑柱固定在栽培床体的底部，栽培床体上配装保温薄膜。

优选的，移动喷淋装置包括支撑架、驱动电机、滚轮、控制箱、第二接收器、喷淋管和雾化喷头，支撑架上配装控制箱，控制箱内设置控制器和第二接收器，控制箱上端固定驱动电机，驱动电机的输出端配装滚轮，第二接收器与信号发射器连接，且第二接收器与控制器连接，控制器与驱动电机电性连接，支撑架底部配装喷淋管，喷淋管与外接营养罐连接，喷淋管上配装若干雾化喷头，滚轮配装在第一纵向导轨上，第二接收器与物联网监控装置的信号发射器连接。

优选的，遮光装置包括遮光板、壳体、第三接收器、支撑座、电机和行走轮，遮光板固定配装在壳体上，壳体内设置第三接收器，第三接收器与电机电性连接，支撑座固定在壳体两内侧，且左支撑座内设置电机，电机的输出端与行走轮连接，行走轮配装在第二纵向导轨上，第三接收器与物联网监控装置的信号发射器连接。

采用本实用新型提供的一种基于物联网的马铃薯无土栽培培养室，栽培室主体内部配装栽培床、移动喷淋装置和遮光装置，栽培床用于进行无土栽培，且栽培床上铺设栽培基质，温度调节装置、移动喷淋装置和遮光装置在物联网监控装置的控制下智能控制喷淋的时间及遮阴的时间，在物联网监控终端的大数据分析下，能根据马铃薯的生长周期和生长要求，及时补充营养物质和控制合理的光照强度。

附图说明：

图1为一种一种基于物联网的马铃薯无土栽培培养室的三维结构示意图；

图2为一种一种基于物联网的马铃薯无土栽培培养室的俯视结构示意图；

图3为一种一种基于物联网的马铃薯无土栽培培养室的纵向剖视结构示意图；

图4为移动喷淋装置的结构示意图；

图5为遮光装置的结构示意图；

图中：栽培室主体1、温度调节装置2、物联网监控装置3、栽培床4、移动喷淋装置5、遮光装置6、底板10、前支撑壁11、后支撑壁12、左支撑壁13、右支撑壁14、弧形架15、第一纵向导轨16、第二纵向导轨17、风机20、加热器21、第一接收器22、输送管23、 PLC控制器30、物联网交换器31、信号接收器32、信号发射器33、支撑柱40、栽培床体41、保温薄膜42、支撑架50、驱动电机51、滚轮52、控制箱53、第二接收器54、喷淋管55、雾化喷头56、遮光板60、壳体61、第三接收器64、支撑座62、电机63行走轮65。

具体实施方式：

除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本实用新型所属领域技术人员普遍理解的相同含义，下面结合实施例来详细说明本实用新型。

请结合图1、图2、图3、图4和图5，一种基于物联网的马铃薯无土栽培培养室，包括栽培室主体1、温度调节装置2、物联网监控装置3、栽培床4、移动喷淋装置5和遮光装置6，温度调节装置2 和物联网监控装置3配装在栽培室主体1的外部，栽培室主体1内部底板上固定若干栽培床4，移动喷淋装置5和遮光装置6架设在栽培室主体1内部，且遮光装置6位于移动喷淋装置5的上方，温度调节装置2伸入栽培室主体1内，温度调节装置2、移动喷淋装置5和遮光装置6与物联网监控装置3通信连接，物联网监控装置3与监控终端通信连接，监控终端将接收到的信号进行数据处理，并发送相关信息至各接收器，各接收器根据信息指令执行相关操作，实现了智能化控制。

栽培室主体1包括底板10、前支撑壁11、后支撑壁12、左支撑壁13、右支撑壁14、弧形架15、第一纵向导轨16和第二纵向导轨 17，底板10上固定连接前支撑壁11、后支撑壁12、左支撑壁13和右支撑壁14，弧形架15左右两端分别固定在左支撑壁13和右支撑壁14上，弧形架15上配装包膜能起到保温和增加光线强度的作用，前支撑壁11和后支撑壁12之间架设若干第一纵向导轨16和第二纵向导轨17，且第一纵向导轨16位于第二纵向导轨17下方，第一纵向导轨16与移动喷淋装置5配装，第二纵向导轨17与遮光装置6配装。

温度调节装置2包括风机20、加热器21、第一接收器22和输送管23，风机20配装在加热器21的一侧，且加热器21上配装第一接收器22，加热器21输出端连接输送管23的一端，输送管23的另一端伸入栽培室主体1内，第一接收器22与物联网监控装置3通信连接，主要起调节栽培室内温度的作用。

物联网监控装置3包括PLC控制器30、物联网交换器31、信号接收器32、信号发射器33和数据采集器，数据采集器固定在温室内，且数据采集器与物联网交换器31电性连接，PLC控制器30与物联网交换器31电性连接，物联网交换器31分别信号接收器32和信号发射器33电性连接，物联网交换器31将数据采集器采集到信息进行转换传送至PLC控制器30，PLC控制器30的中央处理器将接收到的信号与监控终端发出的信号进行整合处理，并产生指令信号，中央处理器将指令信号发送至物联网交换器31，物联网交换器31在将转化的指令信号输送至信号发射器33，信号发射器33与第一接收器22通信连接,控制温度调节结构进行温度控制。

栽培床4包括支撑柱40、栽培床体41和保温薄膜42，支撑柱 40的底部固定在底板10上，上端固定在栽培床体41的底部，栽培床体41上配装保温薄膜42。

移动喷淋装置5包括支撑架50、驱动电机51、滚轮52、控制箱53、第二接收器54、喷淋管55和雾化喷头56，支撑架50上配装控制箱53，控制箱53内设置控制器和第二接收器54，控制箱53上端固定驱动电机51，驱动电机51的输出端配装滚轮52，第二接收器 54与信号发射器33连接，且第二接收器54与控制器连接，控制器与驱动电机51电性连接，支撑架50底部配装喷淋管55，喷淋管55 与外接营养罐连接，喷淋管55上配装若干雾化喷头56，滚轮52配装在第一纵向导轨16上，第二接收器54)与物联网监控装置3的信号发射器33通信连接，喷淋管55与外接水肥营养罐连接。

遮光装置6包括遮光板60、壳体61、第三接收器64、支撑座62、电机63和行走轮65，遮光板60固定配装在壳体61上，壳体61内设置第三接收器65，第三接收器64与电机63电性连接，支撑座62 固定在壳体61两内侧，且左支撑座62内设置电机63，电机63的输出端与行走轮65配装，行走轮65配装在第二纵向导轨17上，第三接收器64与物联网监控装置3的信号发射器33通信连接。

实施例1，采用一种基于物联网的马铃薯无土栽培培养室的栽培方法包括以下步骤：

S1，栽培准备：清理前茬马铃薯残枝残根以及栽培基质，对栽培床4进行杀菌，杀菌时选择甲醛高锰酸钾熏蒸，其中按照重量百分比为甲醛30％，高锰酸钾20％的比例与水混合，使用蒸发器加热甲醛高锰酸钾与水的混合物，并将蒸汽引入栽培室主体1内。

S2，栽培基质培养：选用玉米芯、羊粪、稻壳、椰糠、鱼骨、活性炭粉的一种或多种混合物进行发酵，发酵温度为18℃，然后将所述发酵后的混合物进行烘干，烘干温度为设定为85℃，将烘干的混合物进行含水率检测，含水率为8％～10％为合格，将检测合格的栽培基质铺设至栽培床体41上，且铺设厚度为8cm。

S3，切块栽种：将每个种薯切成块，将切后的种薯块用10mg/kg 赤霉素加水15kg浸泡种薯块6min或用10mg/kg赤霉素兑水65kg喷洒种薯块，将处理后的种薯块每隔7cm栽种至栽培基质上，然后在种薯块上铺设2cm栽培基质。

S4，营养液配制：营养液组成包括硫酸亚铁、硫酸镁、硫酸锌、硝酸钙、磷酸二氢钾、钼酸钠和水的一种或多种混合物，其中各组分重量占比分别为硫酸亚铁为0.005L/g、硫酸镁0.075L/g、硫酸锌 0.00075L/g、硝酸钙0.0425L/g、磷酸二氢钾0.1L/g、钼酸钠0.000125L/g，营养液的EC值应保持在2500μs/cm左右，将配制好的营养液通过移动喷淋装置输5送在雾化喷头56，每5天灌溉一次，每次灌溉时间为12分钟。

S5，生长管理：物联网监控装置3实时监控光照强度，并控制遮光装置6在光照强度大于900lx时进行遮荫。

采用实施例1提供的一种基于物联网的马铃薯无土栽培培养室的栽培方法培育的马铃薯具有良好的色泽和品质，果实大小均匀且每株至少有4个果实，该马铃薯果实的淀粉含量不低于30％，而且富含大量微量元素。

实施例2，一种采用基于物联网的马铃薯无土栽培培养室的栽培方法，包括以下步骤：

S1，栽培准备：清理前茬马铃薯残枝残根以及栽培基质，对栽培床4进行杀菌，杀菌时选择甲醛高锰酸钾熏蒸，其中按照重量百分比为甲醛20％，高锰酸钾15％的比例与水混合，使用蒸发器加热甲醛高锰酸钾与水的混合物，并将蒸汽引入栽培室主体1内。

S2，栽培基质培养：选用玉米芯、羊粪、稻壳、椰糠、鱼骨、活性炭粉的一种或多种混合物进行发酵，发酵温度为20℃，然后将所述发酵后的混合物进行烘干，烘干温度为设定为80℃，将烘干的混合物进行含水率检测，含水率为8％～10％为合格，将检测合格的栽培基质铺设至栽培床体41上，且铺设厚度为9cm。

S3，切块栽种：将每个种薯切成块，将切后的种薯块用10mg/kg 赤霉素加水15kg浸泡种薯块6min或用10mg/kg赤霉素兑水65kg喷洒种薯块，将处理后的种薯块每隔7cm栽种至栽培基质上，然后在种薯块上铺设2cm栽培基质。

S4，营养液配制：营养液组成包括硫酸亚铁、硫酸镁、硫酸锌、硝酸钙、磷酸二氢钾、钼酸钠和水的一种或多种混合物，其中各组分重量占比分别为硫酸亚铁为0.007L/g、硫酸镁0.005L/g、硫酸锌 0.00075L/g、硝酸钙0.0425L/g、磷酸二氢钾0.09L/g、钼酸钠0.000125L/g，营养液的EC值应保持在2500μs/cm左右，将配制好的营养液通过移动喷淋装置输5送在雾化喷头56，每5天灌溉一次，每次灌溉时间为12分钟。

S5，生长管理：物联网监控装置3实时监控光照强度，并控制遮光装置6在光照强度大于750lx时进行遮荫。

采用实施例2提供的一种基于物联网的马铃薯无土栽培培养室的栽培方法培育的马铃薯比实施例1中获得的马铃薯具有明显不同，首先果每株至少不低于6个果实，在大小形状上没有实施例1中获得的均匀，但是在该马铃薯果实的淀粉含量不低于43.25％，而且微量元素的含量也高出1％。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换, 凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于物联网的马铃薯无土栽培培养室，其特征在于：基于物联网的马铃薯无土栽培室包括栽培室主体(1)、温度调节装置(2)、物联网监控装置(3)、栽培床(4)、移动喷淋装置(5)和遮光装置(6)，温度调节装置(2)和物联网监控装置(3)配装在栽培室主体(1)的外部，栽培室主体(1)内部底板上固定若干栽培床(4)，移动喷淋装置(5)和遮光装置(6)架设在栽培室主体(1)内部，且遮光装置(6)位于移动喷淋装置(5)的上方，温度调节装置(2)伸入栽培室主体(1)内，温度调节装置(2)、移动喷淋装置(5)和遮光装置(6)与物联网监控装置(3)通信连接，物联网监控装置(3)与监控终端通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的马铃薯无土栽培培养室，其特征在于：栽培室主体(1)包括底板(10)、前支撑壁(11)、后支撑壁(12)、左支撑壁(13)、右支撑壁(14)、弧形架(15)、第一纵向导轨(16)和第二纵向导轨(17)，底板(10)上固定连接前支撑壁(11)、后支撑壁(12)、左支撑壁(13)和右支撑壁(14)，弧形架(15)左右两端分别固定在左支撑壁(13)和右支撑壁(14)上，前支撑壁(11)和后支撑壁(12)之间架设若干第一纵向导轨(16)和第二纵向导轨(17)，且第一纵向导轨(16)位于第二纵向导轨(17)下方，第一纵向导轨(16)与移动喷淋装置(5)配装，第二纵向导轨(17)与遮光装置(6)配装。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的马铃薯无土栽培培养室，其特征在于：温度调节装置(2)包括风机(20)、加热器(21)、第一接收器(22)和输送管(23)，风机(20)配装在加热器(21)的一侧，且加热器(21)上配装第一接收器(22)，加热器(21)输出端连接输送管(23)的一端，输送管(23)的另一端伸入栽培室主体(1)内，第一接收器(22)与物联网监控装置(3)通信连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的马铃薯无土栽培培养室，其特征在于：物联网监控装置(3)包括PLC控制器(30)、物联网交换器(31)、信号接收器(32)、信号发射器(33)和数据采集器，数据采集器固定在温室内，且数据采集器与物联网交换器(31)电性连接，PLC控制器(30)与物联网交换器(31)电性连接，物联网交换器(31)分别信号接收器(32)和信号发射器(33)电性连接，信号发射器(33)与第一接收器(22)通信连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的马铃薯无土栽培培养室，其特征在于：栽培床(4)包括支撑柱(40)、栽培床体(41)和保温薄膜(42)，支撑柱(40)的底部固定在底板(10)上，上端固定在栽培床体(41)的底部，栽培床体(41)上配装保温薄膜(42)。

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的马铃薯无土栽培培养室，其特征在于：移动喷淋装置(5)包括支撑架(50)、驱动电机(51)、滚轮(52)、控制箱(53)、第二接收器(54)、喷淋管(55)和雾化喷头(56)，支撑架(50)上配装控制箱(53)，控制箱(53)内设置控制器和第二接收器(54)，控制箱(53)上端固定驱动电机(51)，驱动电机(51)的输出端配装滚轮(52)，第二接收器(54)与信号发射器(33)连接，且第二接收器(54)与控制器连接，控制器与驱动电机(51)电性连接，支撑架(50)底部配装喷淋管(55)，喷淋管(55)与外接营养罐连接，喷淋管(55)上配装若干雾化喷头(56)，滚轮(52)配装在第一纵向导轨(16)上，第二接收器(54)与物联网监控装置(3)的信号发射器(33)通信连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的马铃薯无土栽培培养室，其特征在于：遮光装置(6)包括遮光板(60)、壳体(61)、第三接收器(64)、支撑座(62)、电机(63)和行走轮(65)，遮光板(60)固定配装在壳体(61)上，壳体(61)内设置第三接收器(64)，第三接收器(64)与电机(63)电性连接，支撑座(62)固定在壳体(61)内侧，且左支撑座(62)内设置电机(63)，电机(63)的输出端与行走轮(65)配装，行走轮(65)配装在第二纵向导轨(17)上，第三接收器(64)与物联网监控装置(3)的信号发射器(33)通信连接。

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