TWM595391U

TWM595391U - 智慧型魚菜共生環境管理系統

Info

Publication number: TWM595391U
Application number: TW109201887U
Authority: TW
Inventors: 呂晃志; 許瓊文; 胡美智
Original assignee: 逢甲大學
Priority date: 2020-02-20
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2020-05-21

Abstract

本創作為一種智慧型魚菜共生環境管理系統，包括空氣濾淨裝置用以淨化溫室的空氣，以及魚菜共生管理裝置可安裝在魚菜共生系統中；魚菜共生管理裝置包括有抽水幫浦連接第一控制器，抽水幫浦可抽取魚缸中的水至種菜的介質中，第一控制器更連接溫濕度感測器、介質感測器及流速感測器，第一控制器可接收上述裝置產生的溫濕度資訊、介質資訊以及水流速度資訊，並傳遞給遠端控制裝置進行紀錄，且第一控制器可根據水流速度資訊，控制抽水幫浦運作；另外，空氣濾淨裝置設有第二控制器，管控溫室內空氣環境。本創作可有效控管魚菜共生系統的環境狀態，以利提升整體之生物生長效率。

Description

智慧型魚菜共生環境管理系統

本創作係有關一種環境管理技術，特別是一種能有利於魚菜共生系統生長之智慧型魚菜共生環境管理系統。

魚菜共生指是將植物與水中生物共同飼養在同一個環境中，植物與水中生物可互相提供適當的生存環境，形成一個互利共生的生態系統。

請參照第一圖，一般魚菜共生系統90提供有水族飼養箱92、植物栽種盆94以及水循環系統96，水循環系統96可將水族飼養箱92中的水抽送至植物栽種盆94中，植物栽種盆94也具有出水口962以將水分流回水族飼養箱92中。由於水族飼養箱92的水具有生物排泄物，因此，經微生物分解後，能提供養分給植物栽種盆94的植物，使植物的根及土壤吸收並過濾該些經分解的排泄物有機成分，將乾淨的水回流至水族飼養箱92中，以形成一個互利共生的生態系統。

然而，植物的生長除了提供充足的養分給根部吸收之外，其他外界條件如濕度、溫度或空氣品質等條件也都能影響到植物的生長，因此在栽種植物時，必須持續提供穩定的適合生長環境，才能使植物維持在較佳生長狀態，若管理者因一時疏於照顧，即可能造成植物死亡。然而，雖市面上有許多專門用於培養植物的溫室，但其未針對溫室的濕度、溫度或空氣品質等進行有效的控管。再者，目前也沒有人針對魚菜共生系統的飼養環境進行有效的控管，由於植物栽種盆土壤的濕度、營養成分以及水的流速對於植物生長來說具有相當大的影響，因此若能針對魚菜共生系統進行有效的控管，對於植物生長來說具有相當大的輔助，實為普羅大眾積極尋求之道。

有鑑於此，本創作遂針對上述習知技術之缺失，提出一種智慧型魚菜共生環境管理系統，以有效克服上述之該等問題。

本創作之主要目的在提供一種智慧型魚菜共生環境管理系統，其能有效控管魚菜共生系統的環境狀態，以提升整體之生物生長效率。

本創作之另一目的在提供一種智慧型魚菜共生環境管理系統，可將空氣品質提供至遠端控制裝置，以即時提供給使用者監控所屬環境的空氣品質狀態，更可透過遠端控制裝置控制空氣清淨裝置運作，以快速清淨溫室內的空氣，並可不斷排出高含氧的空氣至溫室外部。

本創作之再一目的在提供一種智慧型魚菜共生環境管理系統，可藉由過濾及光觸媒作用濾除及去除外部空氣的有害氣體或是粉塵等，達到環境之空氣淨化並增加氧氣含量，極具市場競爭優勢。

為達上述之目的，本創作提供一種智慧型魚菜共生環境管理系統可供安裝在具有魚菜共生系統的溫室中，環境管理系統包括有至少一空氣濾淨裝置以及至少一魚菜共生管理裝置，空氣濾淨裝置可安裝在溫室中，以過濾外界進入溫室的氣體。魚菜共生管理裝置則可安裝在魚菜共生系統中，魚菜共生管理裝置包括有一抽水幫浦以抽取魚菜共生系統之魚缸的水樣至種菜的介質中；一溫濕度感測器產生溫濕度資訊；一介質感測器產生介質資訊；一流速感測器連接抽水幫浦之出水口，以產生出水流速度資訊；一第一控制器連接抽水幫浦、溫濕度感測器、介質感測器以及流速感測器，可接收溫濕度資訊、介質資訊以及水流速度資訊，且第一控制器可根據水流速度資訊，控制抽水幫浦運作。

其中空氣濾淨裝置更包括一安裝座上設有一穿孔；一抽風器設置在穿孔內，用以抽取溫室外之氣體；一過濾器設穿孔內，以過濾氣體；一安裝板設置於安裝座上，且安裝板上設有複數發光元件及一出氣口，出氣口係連通穿孔以排出過濾後的氣體；以及一第二控制器設置在穿孔內，第二控制器連接抽風器、過濾器及複數發光元件，以控制上述裝置之作動。

其中空氣濾淨裝置更包括一噴霧器設置在安裝座之穿孔內，噴霧器可感測溫濕度數據，並根據溫濕度數據進行噴霧運作。

智慧型魚菜共生環境管理系統更包括一遠端控制裝置連接空氣濾淨裝置以及魚菜共生管理裝置之第一控制器，遠端控制裝置可接收魚菜共生管理裝置所產生的溫濕度資訊、介質資訊以及水流速度資訊，並控制空氣濾淨裝置作動。

智慧型魚菜共生環境管理系統更包括一空氣排放裝置設置在溫室側壁，空氣排放裝置上設有複數空氣排放孔，以排放溫室內的空氣。

茲為使本創作之結構特徵及所達成之功效更有進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例圖及配合詳細之說明，說明如後。

為能符合現代人對植物生長品質的要求，產品訴求越趨簡單、功能多樣化且兼具美學，發明人經過多年的研究及開發，利用一種創新結構的環境管理系統，提供了可能有效控管魚菜共生系統的環境狀態，以提升整體之生物生長效率的功能訴求。

為了能瞭解本創作的結構設計，在此詳述整體的結構組成與組裝方式，請參照第二圖及第三圖，本實施例提供一種智慧型魚菜共生環境管理系統1，其可供安裝在具有魚菜共生系統2的溫室3中，如圖所示，智慧型魚菜共生環境管理系統1包括至少一空氣濾淨裝置10、至少一魚菜共生管理裝置20、至少一空氣偵測器30、至少一空氣排放裝置40以及至少一遠端控制裝置50，其中空氣濾淨裝置10、魚菜共生管理裝置20、空氣偵測器30、空氣排放裝置40及空氣排放裝置40皆信號連接遠端控制裝置50，以有線或無線的方式遠端控制裝置50的訊息，其中遠端控制裝置50可為智慧型手機或電腦主機。

首先，說明魚菜共生管理裝置20之結構，魚菜共生管理裝置20供可安裝在溫室的魚菜共生系統2中，魚菜共生管理裝置20之結構包括有一抽水幫浦22設置在魚菜共生系統2之魚缸4，以抽取魚缸4內的養殖水至栽種盆5的介質，如土壤中。一溫濕度感測器24設置在魚菜共生系統2之栽種盆5中，以感測栽種盆5介質的溫溼度，並產生溫濕度資訊。一介質感測器26亦設置在栽種盆5中，以感測栽種盆5內介質的品質，以產生介質資訊，本實施例之介質感測器26為電導度及介電常數感測器，由於解離程度越高或溶液中離子量越強者，電導度越大，因此利用電導度及介電常數感測器即可用來偵測介質中營養成分的解離程度，藉此偵測到介質的品質。一流速感測器28連接抽水幫浦22之出水口220，以偵測水流的流速產生出水流速度資訊。一第一控制器29連接抽水幫浦22、溫濕度感測器24、介質感測器26以及流速感測器28，令第一控制器29可接收溫濕度感測器24偵測的溫濕度資訊，介質感測器26偵測的介質資訊，以及流速感測器28偵測的水流速度資訊，並將溫濕度資訊、介質資訊及水流速度資訊傳遞至遠端控制裝置50紀錄，令管理者操作遠端控制裝置50或連結至遠端控制裝置50上，可即時取得魚菜共生系統2中的各項環境參數，以進行有效的控管。除此之外，第一控制裝置29更可根據流速感測器28提供的水流速資訊，控制抽水幫浦22運作，若水流速度太快導致水溢出栽種盆5，第一控制裝置29則可控制抽水幫浦22降低抽水馬力，使流速降低；同理，若水流速度太慢導致栽種盆5內無水流回魚缸4，第一控制裝置29則控制抽水幫浦22提升抽水馬力，加速水流流速。

接下來請參照第二圖及第三圖，並配合參照第四圖，以詳細說明空氣濾淨裝置10之結構，空氣濾淨裝置10可安裝在溫室3上，如溫室3的天花板或側壁，以過濾外界進入溫室3之氣體，空氣濾淨裝置10之結構包括有一安裝座12，安裝座12外更環設有一安裝件120，以將空氣濾淨裝置12設置在溫室之天花板或側壁，本實施例舉例安裝件120為矽膠套環，可以直接套設固定於空氣濾淨裝置10上，且安裝件120的直徑大於溫室3的安裝孔，以將空氣濾淨裝置12卡合在安裝孔上；安裝座12上更設有一穿孔122，穿孔122內由上往下依序設有一第二控制器15、一抽風器14、一過濾器16、一噴霧器17以及一安裝板18。抽風器14可為一風扇用以抽取溫室3外之氣體至過濾器16，令過濾器16對抽風器14抽入的空氣進行過濾；過濾器16之結構包含有複數個電極板160，環設於穿孔122的內緣，此些電極板160可間隔排列圍設於安裝座12的內緣或是相連抵靠圍設於安裝座12的內緣，此些電極板160具有光觸媒作用，能夠增加空氣淨化的效果，利用此些電極板160能夠將空氣中所夾帶的細屑、懸浮微粒(例如PM2.5)、細菌或雜質等進行吸附與濾除，使得濾清後的空氣保持更潔淨、無雜質的空氣品質。安裝板18上則設有一出氣口180以及複數發光元件182環設在出氣口180外緣，出氣口180係連通穿孔122以排出過濾器16過濾後的氣體，且出氣口180較佳可設計為蜂巢式形狀的通孔，提供濾清後的空氣予植物吸收，發光元件182則可模擬太陽光，以提供充足的光線給魚菜共生系統2中所種植的植物與水中生物。第二控制器15則電性連接抽風器14、過濾器16及複數發光元件182，以控制抽風器14、過濾器16及複數發光元件182作動，且第二控制器15更連接遠端控制裝置50，使遠端控制裝置50可操控第二控制器15，藉此操控空氣濾淨裝置10之作動。

請持續參照第四圖，空氣濾淨裝置10之噴霧器17電性連接第二控制器15，噴霧器17結構包括有一溫濕度感測模組170產生溫濕度數據，以及一水霧噴頭172噴霧與連接水霧噴頭172之一水管管路(圖中未示)，水管管路可外接一水源，噴霧器17之水霧噴頭172可將水源行經水管管路自水霧噴頭噴灑霧化水氣；其中溫濕度感測模組170產生溫濕度數據後可傳遞給第二控制器15，第二控制器15再傳遞給遠端控制裝置50，遠端控制裝置50自動根據溫濕度數據判斷是否控制噴霧器17進行噴霧運作，如溫度過高(溫度高於攝氏40度)或濕度過低(濕度低於30% RH(Relative Humidity))時，操控噴霧器17噴霧。供電器19則設置在安裝座12上，供電器19電性連接一電源，例如市電或是任何電源供應裝置，以供電於電性連接的第二控制器15，使第二控制器15驅動抽風器14、過濾器16、噴霧器17及複數發光元件182。

請回復參照第二圖與第三圖，以說明空氣偵測器30，本實施例舉例將空氣偵測器30設置在溫室3的側壁上，空氣偵測器30可用以偵測溫室3內的空氣品質，以產生空氣品質資訊並傳遞給遠端控制裝置50，令遠端控制裝置50能即時追蹤溫室3內的空氣品質。空氣排放裝置40則提供設置在溫室3的側壁，空氣排放裝置40上設有複數空氣排放孔42，以排放溫室3內植物所造的氧氣排放至外部空間中；其中空氣排放裝置40可連接遠端控制裝置50，使其控制空氣排放裝置40空氣排放孔42開啟或關閉，以控制溫室3內淨化後之空氣的排放。

使用智慧型的遠端伺服器50監控溫室3內的環境具有下列好處，舉例來說，當空氣偵測器30係持續偵測溫室3內之空氣品質數據，令讓使用者可以隨時掌控外部空氣是否需要加強淨化及造氧運作，例如外部空氣污染較為嚴重時，能加強空氣清淨裝置10的運作，以抽入較多汙染空氣至溫室3中，再令內部栽種的植物行光合作用排出的氧氣經由空氣排放裝置40之空氣排放孔42排出，以不斷排出高含氧的空氣至溫室3外部。

綜上所述，本創作能有效控管魚菜共生系統的環境狀態，以提升整體之生物生長效率，且能偵測空氣品質提供至遠端控制裝置，以即時提供給使用者監控所屬環境的空氣品質狀態，更可透過遠端控制裝置控制空氣清淨裝置運作，以快速清淨溫室內的空氣，並可不斷排出富含氧氣的高含氧空氣至溫室外部。除此之外，本創作更可藉由過濾及光觸媒作用濾除外部空氣的有害氣體或是粉塵等，達到環境空氣淨化並增加氧氣含量，極具市場競爭優勢。

唯以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用來限定本創作實施之範圍。故即凡依本創作申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本創作之申請專利範圍內。

1:智慧型魚菜共生環境管理系統 2:魚菜共生系統 3:溫室 4:魚缸 5:栽種盆 10:空氣濾淨裝置 12:安裝座 120:安裝件 122:穿孔 14:抽風器 16:過濾器 160:電極板 17:噴霧器 170:溫溼度感測模組 172:水霧噴頭 18:安裝板 180:出氣口 182:發光元件 19:供電器 20:魚菜共生管理裝置 22:抽水幫浦 220:出水口 24:溫濕度感測器 26:介質感測器 28:流速感測器 29:第一控制器 30:空氣偵測器 40:空氣排放裝置 42:空氣排放孔 90:魚菜共生系統 92:水族飼養箱 94:栽種盆 96:水循環系統

第一圖係為習知魚菜共生系統示意圖。第二圖係為本創作之系統裝設狀態示意圖。第三圖係為本創作之系統方塊圖。第四圖係為本創作之空氣濾淨裝置剖面示意圖。

2:魚菜共生系統

3:溫室

4:魚缸

5:栽種盆

10:空氣濾淨裝置

120:安裝件

22:抽水幫浦

220:出水口

24:溫濕度感測器

26:介質感測器

28:流速感測器

30:空氣偵測器

40:空氣排放裝置

42:空氣排放孔

Claims

一種智慧型魚菜共生環境管理系統，其可供安裝在具有魚菜共生系統的溫室中，該智慧型魚菜共生環境管理系統包括：至少一空氣濾淨裝置，可安裝在該溫室中，以過濾外界進入該溫室之氣體；以及至少一魚菜共生管理裝置，可安裝在該魚菜共生系統中，該魚菜共生管理裝置包括：一抽水幫浦，抽取該魚菜共生系統之水樣至種菜的介質中；一溫濕度感測器，產生溫濕度資訊；一介質感測器，產生介質資訊；一流速感測器，連接該抽水幫浦之出水口，以產生出水流速度資訊；及一第一控制器，連接該抽水幫浦、該溫濕度感測器、該介質感測器以及該流速感測器，該第一控制器可接收該溫濕度資訊、該介質資訊以及該水流速度資訊，且該第一控制器可根據該水流速度資訊，控制該抽水幫浦運作。
如請求項1所述之智慧型魚菜共生環境管理系統，其中該空氣濾淨裝置更包括：一安裝座，其上設有一穿孔；一抽風器，設置在該穿孔內，用以抽取該溫室外之該氣體；一過濾器，設該穿孔內，以過濾該氣體；以及一安裝板，設置於該安裝座上，且該安裝板上設有複數發光元件；一出氣口，該出氣口係連通該穿孔以排出過濾後的該氣體；及一第二控制器，設置在該穿孔內，該第二控制器連接該抽風器、該過濾器及該等發光元件，以控制上述裝置之作動。
如請求項2所述之智慧型魚菜共生環境管理系統，其中該空氣濾淨裝置更包括一噴霧器設置在該安裝座之該穿孔內且連接該第二控制器，該噴霧器可依感測溫濕度數據，並根據該溫濕度數據進行噴霧運作。
如請求項3所述之智慧型魚菜共生環境管理系統，其中該空氣濾淨裝置更包括一供電器，可外接一電源並供電於連接的該第二控制器。
如請求項3所述之智慧型魚菜共生環境管理系統，其中該噴霧器更包括一溫濕度感測模組以產生該溫濕度數據。
如請求項3所述之智慧型魚菜共生環境管理系統，其中該噴霧器更包含至少一水霧噴頭與連接該水霧噴頭之一水管管路，該水管管路可外接一水源。
如請求項2所述之智慧型魚菜共生環境管理系統，其中該過濾器包括複數個電極板環設於該安裝座的內緣。
如請求項2所述之智慧型魚菜共生環境管理系統，其中該空氣濾淨裝置之該安裝座外側更環設一安裝件，以安裝該空氣濾淨裝置於該溫室之天花板或側壁。
如請求項1所述之智慧型魚菜共生環境管理系統，更包括一遠端控制裝置連接該空氣濾淨裝置以及該魚菜共生管理裝置之該第一控制器，該遠端控制裝置可接收該魚菜共生管理裝置所產生之該溫濕度資訊、該介質資訊以及該水流速度資訊，並控制該空氣濾淨裝置作動。
如請求項9所述之智慧型魚菜共生環境管理系統，更包括一空氣偵測器連結至該遠端控制裝置，該空氣偵測器可偵測空氣品質資訊並傳遞給該遠端控制裝置。
如請求項1所述之智慧型魚菜共生環境管理系統，其中該介質感測器可為電導度及介電常數感測器。
如請求項1所述之智慧型魚菜共生環境管理系統，更包括一空氣排放裝置設置在該溫室側壁，該空氣排放裝置上設有複數空氣排放孔，以排放該溫室內的空氣。