CN217283216U - 一种水培作物营养液信息采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水培作物营养液信息采集装置，包括：信息采集模块通过通信模块与交互显示模块连接，以展示所采集到的营养液信息；交互显示模块与控制模块连接，以根据用户的输入驱动控制模块控制营养液调控设备动作；交互显示模块将营养液信息上传至云平台。本实用新型通过实时监测用于无土栽培的营养液信息，在对营养液信息进行展示的用户可根据营养液信息与作物生长状况改变环境内的营养液调控设备的工作状态，为作物营造适宜的生长环境；并将其传至云平台进行存储，可供用户随时查看采集历史数据，当数据量积累到一定程度后，根据所采集的数据进行分析，可对后期的营养液补充作业起到指导作用，以便于更好的对无土栽培管理系统进行完善。

Description

一种水培作物营养液信息采集装置

技术领域

本实用新型涉及智能化装备技术领域，尤其涉及一种水培作物营养液信息采集装置。

背景技术

在当今时代土地资源越来越紧缺，但是人们对农作物的需求并未出现丝毫的减退，反而在不断地增加的情况下，就要求农业开发出新的栽培技术。无土栽培采用人工配置基质及营养液来代替土壤进行作物栽培，摆脱了作物对于土壤的依赖，克服了土壤连作障碍的影响，为高效培育优质作物奠定了基础。

封闭式无土栽培一般处于连续运行过程中，作物所需的一切养分都由营养液提供，营养液与空气接触、根系富营养环境和蔬菜根系分泌等积累的致病性因素会对植株产生负面作用。另外，由于日光温室中的光照度会对营养液产生影响，因此一般会将营养液存放在带有黑色涂层的容器中，故不便于直接观测。

现有的无土栽培营养液信息采集装置，缺少集成式的信息监测系统对封闭环境进行管理，一般需要人员定期检测。但由于影响营养液使用效果的因素众多，人工排查需要耗费大量时间，难以迅速聚焦营养液所出现的问题，并做出及时而有效地改善。

实用新型内容

本实用新型提供一种水培作物营养液信息采集装置，用以解决现有技术中对于营养液信息进行采集的技术空缺，能实现准确、实时、高效地信息自动化采集。

本实用新型提供一种水培作物营养液信息采集装置，包括：信息采集模块、交互显示模块、控制模块和通信模块；

所述信息采集模块通过所述通信模块与所述交互显示模块连接，以由所述交互显示模块展示由所述信息采集模块所采集到的营养液信息；

所述交互显示模块通过所述通信模块与所述控制模块连接，以由所述交互显示模块根据用户的输入，驱动所述控制模块控制营养液调控设备动作；

所述交互显示模块还通过所述通信模块连接至云平台，以将所述营养液信息上传至所述云平台。

根据本实用新型提供的一种营养液信息采集装置，所述信息采集模块与水位传感器、酸碱度传感器、集成式溶解氧传感器和集成式电导率传感器中的至少一种通信连接，以实现对于所述营养液信息的采集。

根据本实用新型提供的一种营养液信息采集装置，所述水位传感器用于检测营养液的水位；所述酸碱度传感器用于检测营养液的PH值；所述集成式溶解氧传感器用于检测营养液的含氧量、含氧饱和度和水温；所述集成式电导率传感器用于检测营养液的水体电导率、盐度和TDS值。

根据本实用新型提供的一种营养液信息采集装置，所述控制模块包括电源转换单元、开关量输入单元、继电器输出单元；

所述电源转换单元用于将输入的交流电压转换为直流电压，以为所述水培作物营养液信息采集装置供电；

所述开关量输入单元包括至少一路开关量输入端口，所述开关量输入端口通过所述通信模块与所述交互显示模块通信连接；

所述继电器输出单元包括至少一路开关量输出端口，每个所述开关量输出端口通过所述通信模块与任一所述营养液调控设备通信连接。

根据本实用新型提供的一种营养液信息采集装置，所述营养液调控设备包括环流风机、补光灯、侧风机和暖风机中的至少一种。

根据本实用新型提供的一种营养液信息采集装置，所述云平台与用户终端通信连接；

所述云平台通过所述用户终端对所述营养液信息进行展示。

根据本实用新型提供的一种营养液信息采集装置，所述云平台用于按照每个所述营养液信息的接收时间，存储所有所述营养液信息，以供用户通过所述用户终端对任一所述营养液信息的调用。

根据本实用新型提供的一种营养液信息采集装置，所述交互显示模块包括触控屏幕；

在所述触控屏幕的显示界面分区显示有每个所述营养液信息，并分区显示有与每个所述营养液调控设备对应的状态控制图标。

根据本实用新型提供的一种营养液信息采集装置，所述交互显示模块还包括计时单元；

所述计时单元按照预设周期对所述显示界面中所显示的所有所有营养液信息和状态控制图标的状态进行更新。

根据本实用新型提供的一种营养液信息采集装置，所述通信模块包括Modbus通信单元和无线通信单元；

所述交互显示模块通过Modbus通信单元分别与所述信息采集模块和所述控制模块通信连接；

所述交互显示模块通过所述无线通信单元与所述云平台通信连接。

本实用新型提供的水培作物营养液信息采集装置，通过实时监测用于无土栽培的营养液信息，在对营养液信息进行展示的用户可根据营养液信息与作物生长状况改变环境内的营养液调控设备的工作状态，为作物营造适宜的生长环境；并将其传至云平台进行存储，可供用户随时查看采集历史数据，当数据量积累到一定程度后，根据所采集的数据进行分析，可对后期的营养液补充作业起到指导作用，以便于更好的对无土栽培管理系统进行完善。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的水培作物营养液信息采集装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的信息采集模块与各传感器的连接示意图；

图3是本实用新型提供的营养液调控设备的组成示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

需要说明的是，在本实用新型实施例的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合图1-图3描述本实用新型实施例所提供的水培作物营养液信息采集装置。

图1是本实用新型提供的水培作物营养液信息采集装置的结构示意图，如图1所示，主要包括信息采集模块1、交互显示模块2、控制模块3和通信模块4，其中：

信息采集模块1通过通信模块4与交互显示模块2连接，以由交互显示模块2展示由信息采集模块1所采集到的营养液信息。

交互显示模块2通过通信模块4与控制模块3连接，以由交互显示模块2根据用户的输入，驱动控制模块3控制营养液调控设备6动作。

交互显示模块2还采用无线通信的方式连接至云平台5，以将营养液信息上传至所述云平台5。

在实际工作中，预先将用于采集营养液信息的各种传感器的检测端，按照各自的安装要求布设在待测的目标营养液中，并将所有的传感器的信号输出端连接至信息采集模块1，以通过信息采集模块1对各传感器所采集到的信息进行汇总，实时生成各检测时刻相关的营养液信息。

信息采集模块1与交互显示模块2之间采用Modbus通信协议进行通信，具体可以采用RS485总线相连接，以确保信息采集模块1实时的将所采集到的营养液信息发送给交互显示模块2。

交互显示模块2可以包括触控屏幕，触控屏幕的前端界面上不仅可以分区域展示有实时采集到的营养液信息，还分区域显示有每个所述营养液调控设备对应的状态控制图标。交互显示模块2在接收到用户在其前端界面输入的对状态控制图标的点击操作，将其作为用户的输入，以响应这一输入，控制对应的营养液调控设备动作。

例如：在用户根据所显示出的营养液信息，判断出需要调整环流风机的开关时，点击环流风机开关图标，则由交互显示模块响应这一操作指令切换布设于大棚内的环流风机的开关状态。

进一步地，交互显示模块2与云平台5之间可以通过无线通信的方式进行数据传输。

交互显示模块2在接收到相关营养液信息之后，将所有信息以可视化的方式形象的展示在前端界面上，同时将所有营养液信息打包上传至云平台5。

上述云平台5可以是阿里云平台，云平台5在接收到上述营养液信息之后可以通过可视化监测界面进行展示，并可以根据各营养液信息的传输时间进行保存，这样用户可根据日期查看所有历史数据。

本实用新型提供的营养液信息采集装置，通过实时监测用于无土栽培的营养液信息，在对营养液信息进行展示的用户可根据营养液信息与作物生长状况改变环境内的营养液调控设备的工作状态，以为作物营造适宜的生长环境；同时将其传至云平台进行存储，可供用户随时查看采集历史数据，当数据量积累到一定程度后，根据所采集的数据进行分析，可对后期的营养液补充作业起到指导作用，以便于更好的对无土栽培管理系统进行完善。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述信息采集模块1与水位传感器、酸碱度传感器、集成式溶解氧传感器和集成式电导率传感器中的至少一种通信连接，以实现对于所述营养液信息的采集。

对应地，所述水位传感器用于检测营养液的水位；所述酸碱度传感器用于检测营养液的PH值；所述集成式溶解氧传感器用于检测营养液的含氧量、含氧饱和度和水温；所述集成式电导率传感器用于检测营养液的水体电导率、盐度和TDS值。

图2是本实用新型提供的信息采集模块1与各传感器的连接示意图，作为一种可选实施例，如图2所示，所述信息采集模块1与水位传感器、酸碱度传感器、集成式溶解氧传感器和集成式电导率传感器通信连接，以实现对于所述营养液信息的采集；所述水位传感器用于检测营养液的水位；所述酸碱度传感器用于检测营养液的PH值；所述集成式溶解氧传感器用于检测营养液的含氧量、含氧饱和度和水温；所述集成式电导率传感器用于检测营养液的水体电导率、盐度和TDS值。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述控制模块3包括电源转换单元、开关量输入单元、继电器输出单元；

所述电源转换单元用于将输入的交流电压转换为直流电压，以为所述水培作物营养液的信息采集装置1供电；

所述开关量输入单元包括至少一路开关量输入端口，所述开关量输入端口通过所述通信模块与所述交互显示模块通信连接；

所述继电器输出单元包括至少一路开关量输出端口，每个所述开关量输出端口通过所述通信模块与任一所述营养液调控设备通信连接。

可选地，上述交互显示模块2的触控屏幕的尺寸可以设置为7寸，其与云平台进行无线通信可以采用4G或5G通信网络。控制模块3包括电源转换模块、开关量输入模块、继电器输出模块。

电源转换模块3主要用于将外部的交流电压转换为12V直流电压，为整个控制模块3以及其它需要电源驱动的模块提供电压。

其中开关量输入单元、继电器输出单元可以分别设置为8路开关量输入和8路继电器输出，8路继电器输出主要用于分别连接环流风机、补光灯、侧风机和暖风机等营养液调控设备的开关控制电路，以通过各路继电器的输出对应控制与其连接的营养液调控设备6的开关状态。

图3是本实用新型提供的营养液调控设备的组成示意图，如图3所示，营养液调控设备6主要包括环流风机、补光灯、侧风机和暖风机中的至少一种。

交互显示模块2的前端界面的上部分区域依次显示采集系统信息：水温、水位、溶解氧、饱和度、电导率、盐度、TSD值、电阻、PH值和含氧饱和度等营养液信息。可以在前端界面的下部分区域依次显示各个营养液调控设备6的状态控制图标，包括环流风机开关图标、补光灯开关图标、侧风机开关图标和暖风机开关图标等。

需要说明的是，也可以根据实际需要增加其它的调控设备，对此本实用新型不作具体的限定。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述云平台5与用户终端通信连接；所述云平台通过所述用户终端对所述营养液信息进行展示。

上述用户可以在前端界面上对所显示的目标营养液信息进行查看、删除、下载、修改等操作。

进一步地，通过了权限验证后的用户，还可以通过移动终端，如手机终端或者PC机终端等建立与云平台5的连接，用户通过浏览器即可访问、浏览和下载所需数据，即用户可以通过移动终端实现对云平台5中所存储的所有营养液信息的各项操作，相当于是能利用移动终端代替上述实施例中的交互显示模块的功能。

本实用新型提供的营养液信息采集装置，借助云平台实现对实时采集的营养液信息的管理，能满足各类用户的不同数据调用需求，同时也便于用户远程对于营养液信息的采集，同时可以实现对于营养液调控设备的远程控制。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述云平台5用于按照每个所述营养液信息的接收时间，存储所有所述营养液信息，以供用户通过所述用户终端对任一所述营养液信息的调用。

为便于对不同时刻所采集的诸多营养液信息的管理，云平台5在对每个营养液信息进行统一存储时，可以根据数据的接收时间，为每个营养液信息配置一个标签，该标签携带有接收时间信息。

通过了权限验证后的用户在需要对任一目标时刻所采集到的目标营养液信息进行查看时，可以通过点击交互显示模块的前端界面上相应的数据查询图标，并在弹出的对话框中输入接收时间，即可以从云平台调取出对应的目标营养液信息并显示在前端界面上。

上述用户可以在前端界面上对所显示的目标营养液信息进行查看、删除、下载、修改等操作。

进一步地，所述交互显示模块包括触控屏幕；在所述触控屏幕的显示界面分区显示有每个所述营养液信息，并分区显示有与每个所述营养液调控设备6对应的状态控制图标。

可以通过将各营养液信息和各个营养液调控设备6对应的状态控制图标，分区、可视化的形象展示在前端界面，便于用户直观的掌握营养液的实际状态和每个营养液调控设备的实际状态，为用户及时、快速的制定营养液调控设备6的调控策略提供依据。

同时，用户也可以直接通过对移动终端或者交互显示模块2的前端界面上各状态控制图标的点击操作，实现对相应的营养液调控设备6的远程控制。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述交互显示模块2还包括计时单元；

所述计时单元按照预设周期对所述显示界面中所显示的所有所有营养液信息和状态控制图标的状态进行更新。

在本实施例中，根据预设周期对前端界面中所显示的所有营养液信息和状态控制图标的状态进行更新，如每分钟更新一次，这样用户在前端界面中所查看的信息在任一时刻是稳定的。

其中，每次所显示的营养液信息可以是在上述预设周期时长内的平均数据信息，也可以是在预设周期时长内任一时刻的数据信息。

本实用新型提供的营养液信息采集装置，在每个预设周期对营养液信息和状态控制图标进行一次刷新展示，所展示的信息可信度更高，更利于用户决策的制定。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述通信模块4包括Modbus通信单元和无线通信单元；

所述交互显示模块2通过Modbus通信单元分别与所述信息采集模块1和所述控制模块通3信连接；

所述交互显示模块2通过所述无线通信单元与所述云平台5通信连接。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种水培作物营养液信息采集装置，其特征在于，包括：信息采集模块、交互显示模块、控制模块和通信模块；

所述信息采集模块与水位传感器、酸碱度传感器、集成式溶解氧传感器和集成式电导率传感器中的至少一种通信连接，以实现对于所述营养液信息的采集；

所述信息采集模块通过所述通信模块与所述交互显示模块连接，以由所述交互显示模块展示由所述信息采集模块所采集到的营养液信息；

所述交互显示模块通过所述通信模块与所述控制模块连接，以由所述交互显示模块根据用户的输入，驱动所述控制模块控制营养液调控设备动作；

所述控制模块包括电源转换单元、开关量输入单元、继电器输出单元；所述电源转换单元用于将输入的交流电压转换为直流电压，以为所述水培作物营养液信息采集装置供电；所述开关量输入单元包括至少一路开关量输入端口，所述开关量输入端口通过所述通信模块与所述交互显示模块通信连接；所述继电器输出单元包括至少一路开关量输出端口，每个所述开关量输出端口通过所述通信模块与任一所述营养液调控设备通信连接。

所述交互显示模块还通过所述通信模块连接至云平台，以将所述营养液信息上传至所述云平台。

2.根据权利要求1所述的水培作物营养液信息采集装置，其特征在于，所述水位传感器用于检测营养液的水位；所述酸碱度传感器用于检测营养液的PH值；所述集成式溶解氧传感器用于检测营养液的含氧量、含氧饱和度和水温；所述集成式电导率传感器用于检测营养液的水体电导率、盐度和TDS值。

3.根据权利要求1所述的水培作物营养液信息采集装置，其特征在于，所述营养液调控设备包括环流风机、补光灯、侧风机和暖风机中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的水培作物营养液信息采集装置，其特征在于，所述云平台与用户终端通信连接；

所述云平台通过所述用户终端对所述营养液信息进行展示。

5.根据权利要求1所述的水培作物营养液信息采集装置，其特征在于，所述交互显示模块包括触控屏幕；

在所述触控屏幕的显示界面分区显示有每个所述营养液信息，并分区显示有与每个所述营养液调控设备对应的状态控制图标。

6.根据权利要求5所述的水培作物营养液信息采集装置，其特征在于，所述交互显示模块还包括计时单元；

所述计时单元按照预设周期对所述显示界面中所显示的所有营养液信息和状态控制图标的状态进行更新。

7.根据权利要求1所述的水培作物营养液信息采集装置，其特征在于，所述通信模块包括Modbus通信单元和无线通信单元；

所述交互显示模块通过Modbus通信单元分别与所述信息采集模块和所述控制模块通信连接；

所述交互显示模块通过所述无线通信单元与所述云平台通信连接。

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