TWI666982B - 智能環控管控系統 - Google Patents

Abstract

一種智能環控管控系統，用以解決習知溫室能耗成本過高，以及無法在同一溫室內種植數種不同植物等問題。係包含：一溫感元件，用以感測一溫室之外側氣溫，以產生一溫度值；數個環感模組，分別用以感測取得該溫室的數個種植區域的一環境參數組；及一處理元件，依據該溫度值調整該溫室內空調溫度，分析各該種植區域的環境參數組是否與各自種植的植物一生長限制參數組相符合，若分析結果為否，則啟動不符合的至少一種植區域之一補償模組，使對該至少一種植區域的環境因子進行補償。

Description

智能環控管控系統

本發明係關於一種智能環控管控系統，尤其是一種能夠依據溫室外氣溫調整溫室的空調溫度，及於該溫室內同時種植數種不同植物，並分別調整各該植物之種植區域的環境參數的智能環控管控系統。

習知溫室植栽系統係藉由一感應模組感測取得一溫室內之一溫濕度值及一照度值。該習知溫室植栽系統輸入最適合一植物生長的環境參數組至一伺服器，該伺服器分析該溫濕度值及該照度值是否符合該環境參數組的界定，若分析結果為否，則使一控制單元依據該環境參數組調整種植該植物的溫室內的環境參數，讓溫室內環境維持在該植物最適合生長的條件。類似於該習知溫室植栽系統已揭露於中華民國公告第M468893號「溫室植栽系統」專利案當中。

惟，上述習知溫室植栽系統僅能在同一溫室中種植相同種類或相似生長環境的植物，無法在同一溫室中同時提供不同種類植物各自的生長環境。再且，習知的溫室系統為了使溫室內溫度，能夠迅速達到符合植物生長環境的需求，通常係直接將空調設備的冷氣或暖氣的強度設定為最大，因此造成溫室的能耗成本高居不下。

有鑑於此，習知溫室植栽系統確實仍有加以改善之必要。

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種智能環控管控系統，能夠於溫室內同時種植數種不同植物者。

本發明的次一目的是提供一種智能環控管控系統，能夠使溫室具有較低的耗能成本者。

本發明全文所述之「耦接」，係指兩電子裝置間可利用有線實體(如：導電線或光纖)或無線技術(如：紅外線、藍芽、WIFI或3G)相互傳遞訊息，使該二裝置可以相互傳遞資料，係本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以理解。

本發明的智能環控管控系統，係包含：一溫感元件，用以感測一溫室之外側氣溫，以產生一溫度值；數個環感模組，分別用以感測取得該溫室的數個種植區域的一環境參數組，該數個種植區域互不連通；數個補償模組，分別用以補償該數個種植區域的環境因子；一儲存元件，用以儲存數種植物的一生長限制參數組；及一處理元件，耦接該溫感元件、該數個環感模組、該數個補償模組及該儲存元件，該處理元件判斷該溫度值與該數個種植區域中具有最低溫度的一種植區域的溫度差是否不小於一範圍區間的上限值，若判斷結果為是，該處理元件將該溫室內空調溫度調整為一低溫值，若判斷結果為否，該處理元件將該溫室內空調溫度調整為高於該低溫值，該處理元件分析各該種植區域的環境參數組是否與各自種植的植物之生長限制參數組相符合，若分析結果為否，則啟動不符合的至少一種植區域之補償模組，使對該至少一種植區域的環境因子進行補償。

據此，本發明的智能環控管控系統，可以透過分析各該種植區域的環境參數組是否符合相對應的生長環境參數，並依照各該種植區域之植 物所適合的生長環境參數，調整各該種植區域的環境參數。再且，還能夠依據該溫室外的溫度值調整該溫室內空調溫度。藉此，本發明的智能環控管控系統，係具有於溫室內同時種植數種不同植物，以及使溫室具有較低的耗能成本等功效。

其中，各該環感模組包含選自一溫度計、一濕度計及一元素檢測儀中的至少一個。如此，能夠感測各該種植區域的溫度、相對濕度及二氧化碳濃度，係具有提升系統判斷各該種植區域的環境參數，是否可供植物生長的準確性的功效。

其中，各該補償模組包含選自一溫度調節模組、一濕度調節模組及一元素調節模組中的至少一個調節模組。如此，能夠調節各該種植區域的溫度、相對濕度及二氧化碳濃度，以符合各該種植區域所種植的植物的生長環境參數，係具有維持植物適合的生長環境、提高光合作用強度、減少病害發生機率及提升植物生長率等功效。

其中，該數個環感模組係分別位於該數個種植區域。如此，能夠更精確地量測取得該數個種植區域的環境參數組，係具有提升植物存活率功效。

其中，該數個補償模組係分別位於該數個種植區域。如此，能夠更精確地對該數個種植區域的環境因子進行補償，係具有進一步提升植物存活率功效。

本發明智能環控管控系統，還可以另包含一人機介面耦接該處理元件。如此，可以供使用者傳送指令至該處理元件，以遠端控制各該補償模組，係具有提升使用便利性的功效。

本發明智能環控管控系統，還可以另包含數個監視元件，分別位於各該種植區域且耦接該處理元件。如此，係具有遠端觀察植物生長情況 的功效。

其中，該數個監視元件分別具有一雲台，各該雲台用以調整各該監視元件之鏡頭角度。如此，係具有拍攝植物多種角度的影像畫面的功效。

〔本發明〕

1‧‧‧溫感元件

2‧‧‧環感模組

21‧‧‧溫度計

22‧‧‧濕度計

23‧‧‧元素檢測儀

3‧‧‧補償模組

31‧‧‧溫度調節模組

32‧‧‧濕度調節模組

33‧‧‧元素調節模組

4‧‧‧儲存元件

5‧‧‧處理元件

6‧‧‧人機介面

7‧‧‧監視元件

71‧‧‧雲台

A1‧‧‧種植區域

A2‧‧‧種植區域

A3‧‧‧種植區域

G‧‧‧溫室

〔第1圖〕本發明智能環控管控系統的系統方塊圖。

〔第2圖〕本發明智能環控管控系統的系統架構示意圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第1圖所示，其係本發明智能環控管控系統的較佳實施例，係包含一溫感元件1、數個環感模組2、數個補償模組3、一儲存元件4及一處理元件5，該溫感元件1鄰設於一溫室外，該數個環感模組2及該數個補償模組3設置於該溫室內，該處理元件5耦接該溫感元件1、該數個環感模組2、該數個補償模組3及該儲存元件4。

該溫感元件1用以感測該溫室之外側氣溫，以產生一溫度值，例如但不限制地，該溫感元件1可以為一溫度計，較佳地，該溫感元件1可以設於該溫室之外側。

該數個環感模組2分別用以感測取得該溫室的數個種植區域的一環境參數組，較佳地，該數個環感模組2可以分別位於該溫室之內側的數個種植區域。各該環感模組2可以係包含選自一溫度計21、一濕度計22及一元素檢測儀23中的至少一個。

該數個補償模組3能夠分別用以補償該數個種植區域的環境因子，各該補償模組3係可以相對應各該環感模組2設置，較佳地，該數個補償模組3可以分別位於該溫室之內側的數個種植區域。各該補償模組3可以係包含選自一溫度調節模組31、一濕度調節模組32及一元素調節模組33中的至少一個調節模組。舉例而言，該溫度調節模組31係可以包含一加熱燈泡及一風扇，該濕度調節模組32係可以包含一造霧機及一乾燥機，該元素調節模組33係可以包含一二氧化碳供應器及一二氧化碳過濾器，較佳地，還可以另包含一氮肥供應器。

該儲存元件4可以為任何用以儲存電子資料的儲存媒體，該儲存元件4能夠用以儲存數種植物的一生長限制參數組。具體而言，該生長限制參數組可以係各種植物生長所需之環境因子的最低限度。舉例而言，該生長限制參數組可以包含選自一溫度、一相對濕度及一二氧化碳濃度中的至少一種。該儲存元件4可以為一雲端硬碟或一本地端硬碟，惟不以此為限。

該處理元件5可以為任何具有資料處理、訊號產生及控制等功能的電子元件，例如可以為一微處理器、一微控制器、一數位訊號處理器或一邏輯電路，惟不以此為限。該處理元件5耦接該溫感元件1、該數個環感模組2、該數個補償模組3及該儲存元件4。該處理元件5能夠依據該溫度值調整該溫室內空調溫度，再且，該處理元件5能夠分析各該種植區域的環境參數組是否與各自種植的植物之生長限制參數組相符合，若分析結果為是，則不須啟動各該補償模組3；若分析結果為否，則啟動不符合的至少一種植區域之補償模組3，使對該至少一種植區域的環境因子進行補償。

值得一提的是，該處理元件5還能夠以一影像辨識技術分析各該種植區域之植物的生長情況，以得知各該植物所缺少的要素，並依據缺少的要數控制各該補償模組3進行補償。該影像辨識技術係本發明相關領域中 具有通常知識者可以理解，容在此不多加贅述。

本發明的智能環控管控系統還可以另包含一人機介面6，耦接該處理元件5，該人機介面6可以為任何具有輸入、輸出及顯示等功能之電子產品，例如可以為一個人電腦、一筆記型電腦、一平板電腦、一行動裝置或一智慧型穿戴裝置等電子產品，惟不以此為限。該人機介面6可以供使用者傳送指令至該處理元件5，以遠端控制各該補償模組3。

本發明的智能環控管控系統還可以另包含數個監視元件7，分別位於各該種植區域且耦接該處理元件5，各該監視元件7可以為具有拍攝影像及攝錄影像等功能的一攝像裝置，各該監視元件7能夠用以攝錄種植於各該種植區域之植物以產生一植物影像，以供使用者以該人機介面6查看該植物影像，以觀察各該植物的生長情況。該數個監視元件7分別具有一雲台71，各該雲台71能夠用以調整各該監視元件7之鏡頭角度。

請參照第2圖所示，據由前述系統架構，於一溫室G外鄰設一溫度計，以感測該溫室G外氣溫而產生一溫度值。舉例而言，該溫室G內架設有三個種植區域A1，A2，A3，且分別種植不同種類的植物，如：蘭花、草莓及菠菜。以溫度為例，蘭花、草莓及菠菜各別生長所需之最低限度的溫度範圍為25℃~28℃、20℃~25℃及15℃~19℃。

各該種植區域A1，A2，A3的溫度計分別量測到各自的環境溫度為26℃、25℃及25℃，該處理元件5分析各該種植區域A1，A2，A3的環境溫度，是否與各自種植的植物所需之最低限度的溫度範圍相符合，由於該種植區域A3的環境溫度與其種植的植物所需之最低限度的溫度範圍不相符合，因此，啟動該種植區域A3所屬的風扇作動，以將該種植區域A3的環境溫度降低至其種植的植物所需之最低限度的溫度範圍內。舉例而言，在降低上述種植區域A3的環境溫度後，各該種植區域A1，A2，A3的環境溫度能 夠分別維持在約25℃、20℃~25℃及19℃。

此外，該處理元件5能夠依據該該溫室G外的溫度值，調整該溫室G內空調溫度，即該處理元件5會隨著該溫室G外的溫度值的不同，適當的調整該溫室G內空調溫度。舉例而言，假設該溫室G外係為高溫炎熱環境時(如：氣溫溫度值為50℃)，為了使該溫室G維持上述種植區域A1，A2，A3的環境溫度，該處理元件5可以將該空調溫度調整為一較低溫值，以使各該種植區域A1，A2，A3的環境溫度維持在上述溫度。再且，假設該溫室G外係為舒適清爽環境時(如：氣溫溫度值為28℃)，則該處理元件5可以相對於該較低溫值將該空調溫度調整為略高一點溫度。如此，相較於習知溫室植栽系統，不論該溫室G外的氣溫或高或低，都是將該空調溫度的初始設定為非常低溫，本發明能夠減少溫室空調之壓縮機的運轉強度。

綜上所述，本發明的智能環控管控系統，可以透過分析各該種植區域的環境參數組是否符合相對應的生長環境參數，並依照各該種植區域之植物所適合的生長環境參數，調整各該種植區域的環境參數。再且，還能夠依據該溫室外的溫度值調整該溫室內空調溫度，以減少溫室空調之壓縮機的運轉強度。藉此，本發明的智能環控管控系統，係可以於溫室內同時種植數種不同植物，以及使溫室具有較低的耗能成本等功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (8)

1. 一種智能環控管控系統，係包含：一溫感元件，用以感測一溫室之外側氣溫，以產生一溫度值；數個環感模組，分別用以感測取得該溫室的數個種植區域的一環境參數組，該數個種植區域互不連通；數個補償模組，分別用以補償該數個種植區域的環境因子；一儲存元件，用以儲存數種植物的一生長限制參數組；及一處理元件，耦接該溫感元件、該數個環感模組、該數個補償模組及該儲存元件，該處理元件判斷該溫度值與該數個種植區域中具有最低溫度的一種植區域的溫度差是否不小於一範圍區間的上限值，若判斷結果為是，該處理元件將該溫室內空調溫度調整為一低溫值，若判斷結果為否，該處理元件將該溫室內空調溫度調整為高於該低溫值，該處理元件分析各該種植區域的環境參數組是否與各自種植的植物之生長限制參數組相符合，若分析結果為否，則啟動不符合的至少一種植區域之補償模組，使對該至少一種植區域的環境因子進行補償。
2. 如申請專利範圍第1項所述之智能環控管控系統，其中，各該環感模組包含選自一溫度計、一濕度計及一元素檢測儀中的至少一個。
3. 如申請專利範圍第1項所述之智能環控管控系統，其中，各該補償模組包含選自一溫度調節模組、一濕度調節模組及一元素調節模組中的至少一個調節模組。
4. 如申請專利範圍第1項所述之智能環控管控系統，其中，該數個環感模組係分別位於該數個種植區域。
5. 如申請專利範圍第1項所述之智能環控管控系統，其中，該數個補償模組係分別位於該數個種植區域。
6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之智能環控管控系統，另包含一人機介面耦接該處理元件。
7. 如申請專利範圍第6項所述之智能環控管控系統，另包含數個監視元件，分別位於各該種植區域且耦接該處理元件。
8. 如申請專利範圍第7項所述之智能環控管控系統，其中，該數個監視元件分別具有一雲台，各該雲台用以調整各該監視元件之鏡頭角度。