TWM604107U - 智能監控之多層式植物栽培裝置 - Google Patents

Abstract

一種智能監控之多層式植物栽培裝置，包含：一架體，有複數栽培層；一處理單元，設置於該架體；一種植設備，設置於所述栽培層中；一灌溉系統，包含一水槽；一感測系統，設置於該種植設備及/或該水槽中，該感測系統訊號連接該處理單元；以及一遠端設備，訊號連接該處理單元；該感測系統取得該種植設備及/或該水槽中的一感測值後，該處理單元比對複數預設範圍及該感測值，當該感測值在其中一預設範圍中時，該處理單元控制該遠端設備發出對應該其中一預設範圍的一提示。藉此，一旦有問題，使用者馬上就可以知道而能盡快處理，避免植物死亡。

Description

智能監控之多層式植物栽培裝置

本創作係有關於一種多層式的植物栽培裝置，特別係指一種可以智能監控的多層式植物栽培裝置。

自行栽培植物不僅可以取得安全無農藥的食物，更可以排解現代人的壓力。傳統植物栽培需要土地，為了更方便現代人於自家種植，逐漸發展出水耕栽培的技術。

水耕栽培具體例如有中華民國專利公告號M505800提供的一種多層式水耕種植設備，主要是具有一層架，在層架上製設有預定層數之水槽，並在最下方設有一儲水槽，於儲水槽內置設有泵浦，用以將內部儲水抽汲至最上層水槽，配合各層水槽間呈對角錯離型態相接之進、出水管，使其得以形成循環式供水，而在各層水槽的槽面分別覆設有具槽穴之承板，藉以供植栽盆套置以栽種植株，另在各層水槽底部附設有一照明燈板，用以提供植株適當之光線，又在層架背側及兩側分別以封板封阻，配合各層水槽底部所附設之掀套式蓋板，使其得以拉覆遮阻相鄰水槽之空間前側，構成一封閉式之水耕種植空間，透過照明光線、循環水流供給養份、以及空間的密閉，達成不受天候影響及免用藥之水耕種植設備者。

然而，前述專利案為水耕栽培，而水耕沒有土壤的緩衝，若是養分供給有問題，使用者也難以發覺，極有可能造成植物死亡。

爰此，本創作人提供一種智能監控之多層式植物栽培裝置，包含：一架體，有複數栽培層；一處理單元，設置於該架體；一種植設備，設置於所述栽培層中；一灌溉系統，相鄰所述栽培層，該灌溉系統包含一水槽連通該種植設備；一感測系統，設置於該種植設備及/或該水槽中，該感測系統訊號連接該處理單元；以及一遠端設備，訊號連接該處理單元；該感測系統取得該種植設備及/或該水槽中的一感測值後，該處理單元比對複數預設範圍及該感測值，當該感測值在其中一預設範圍中時，該處理單元控制該遠端設備發出對應該其中一預設範圍的一提示。

進一步，該種植設備為一水耕床，該水耕床的一面有複數種植孔。

進一步，該種植設備為一種植箱，該種植箱中有一支架及一虹吸管，該支架上設置有一種植板，該虹吸管連通該種植箱及該水槽。

進一步，該架體包含一牆面及一窗口，該窗口選擇式的與該牆面封閉至少一栽培層而做為該種植設備，且該牆面上有一抽風機。

進一步，有一顯示單元設置於該架體，該顯示單元訊號連接該處理單元，該處理單元控制該顯示單元顯示該感測值、一種植天數及一剩餘天數之一或其組合。

進一步，該水槽包含一清水槽及一營養液槽。

進一步，該灌溉系統包含一馬達、一電磁閥及一管件，該馬達設置於該水槽中，該管件連通該電磁閥及該馬達，且該管件連通該水槽及該種植設備，該電磁閥訊號連接該處理單元。

進一步，該灌溉系統包含一灑水器位於該種植設備中，該灑水器連通該管件。

進一步，該感測系統包含一EC感測器、一pH感測器、一溫度感測器及一濕度感測器之一或其組合，以分別取得導電度、酸鹼值、溫度及濕度的該感測值。

進一步，該灌溉系統為一魚菜共生系統，該水槽中養殖有複數魚類。

根據上述技術特徵可達成以下功效：

1.感測系統取得感測值，處理單元比對感測值及預設值後，再透過遠端設備通知使用者，一旦養分供給有問題，使用者馬上就可以知道而能盡快處理，避免植物死亡。

2.處理單元透過遠端設備通知使用者時，會發出對應預設範圍的提示，方便使用者根據提示操作以排除養分供給的問題。

3.種植設備可以是水耕床，以種植需要較大生長空間的蔬菜。

4.種植設備也可以是種植箱，以種植豆芽菜等植物。

5.可以有栽培層被窗口及牆面封閉做為種植設備，以種植菇類植物。

6.顯示單元可以顯示感測值、種植天數及剩餘天數，方便使用者從顯示單元上快速得知。

7.水槽包含清水槽及營養液槽，兩者不互溶，方便因應不同植物的需要。

8.藉由處理單元控制電磁閥的開啟或關閉，確保植物的水分充足而不過量，再搭配灑水器維持濕度，維持植物生長所需環境。

9.感測系統可以包含EC感測器、pH感測器、溫度感測器及濕度感測器，可以更全面的監控植物生長的環境。

10.灌溉系統為魚菜共生系統，在水槽中可以養殖有複數魚類，避免水質惡化。

綜合上述技術特徵，本創作智能監控之多層式植物栽培裝置的主要功效將可於下述實施例清楚呈現。

請參閱第一圖至第三圖，係揭示本創作實施例智能監控之多層式植物栽培裝置，包含：一架體1、一處理單元2、一種植設備3、一灌溉系統4、一感測系統5、二抽風機6、一顯示單元7及一遠端設備8[該遠端設備8請搭配第九圖]。該種植設備3包含一第一種植設備31、二第二種植設備32及一第三種值設備33，實際實施時，該種植設備3也可以僅有以上的其中一種或其中兩種，而每一種的數量及位置本創作也不加以限制。

該架體1上有複數栽培層11，該種植設備3設置於所述栽培層11中，該架體1上可以設置有複數照明單元12對應所述栽培層11，且所述照明單元12可以獨立被開啟或關閉，以讓使用者可以依據所述栽培層11中的植物選擇要開啟還是關閉所述照明單元12。該架體1還有固定式的一牆面13及活動式的一窗口14，該窗口14選擇式的與該牆面13封閉至少一栽培層11而做為該第一種植設備31，該第一種植設備31可以用來種植例如菇菌類等以太空包形式堆疊擺放的一第一植物A。較佳地，該牆面13及該窗口14可以為透明材質，以更方便觀察該第一植物A。相對側的該牆面13上則設有所述抽風機6連通該第一種植設備32的內部及外部，實際實施時，所述抽風機6的數量不限於二，也不一定要設在相對側的該牆面13上。

該處理單元2設置於該架體1，該處理單元2訊號連接該感測系統5、該顯示單元7及該遠端設備8。

所述第二種植設備32為一水耕床，所述第二種植設備32的一面有間隔排列的複數種植孔321[所述種植孔321請搭配第四圖]，所述第二種植設備32可以用來種植例如白菜等需要足夠生長空間的一第二植物B。

該第三種植設備33為一種植箱，該第三種植設備33中有複數支架331及Г字形的一虹吸管332，所述支架331上設置有一種植板333，該第三種植設備33則可以用來種植如豆芽菜等所需生長空間較小的一第三植物C。實際實施時，該種植板333上還可以覆蓋有一紗布，以確保該第三植物C足夠濕潤，惟於本創作之圖式中未繪出該紗布。

該灌溉系統4相鄰所述栽培層11，該灌溉系統4包含一水槽連通該種植設備，該第三種植設備33的該虹吸管332連通該第三種植設備33及該水槽。在本創作之實施方式中，該水槽放置於最下層的所述栽培層11中，也可以放置在該架體1旁邊或其他適當位置。該水槽包含一清水槽41及一營養液槽42，該清水槽41對應該第一種植設備31及該第三種植設備33，該營養液槽42則對應所述第二種植設備32，藉由不互溶的該清水槽41及該營養液槽42，方便因應不同植物的需要。在該清水槽41及該營養液槽42中皆設置有一馬達43，該馬達43連通有複數管件44。在該清水槽41的一側，所述管件44還連通有一電磁閥45，所述管件44再連通至該第一種植設備31及該第三種植設備33中的一灑水器46，該電磁閥45訊號連接該處理單元2而受該處理單元2的控制開啟或關閉。在該營養液槽42的一側，所述管件44直接連通到位置較高的其中一第二種植設備32中，該其中一第二種植設備32再透過所述管件44連通至位置較低的另一第二種植設備32中，該另一第二種植設備32最後透過所述管件44連通該營養液槽42，以讓該營養液槽42中的一營養液可以循環流動。

實際實施時，該灌溉系統4可以為一魚菜共生系統，該水槽中養殖有複數魚類D，較佳地，所述魚類D被養殖在該營養液槽42，該營養液槽42還可以裝設有適當的打氣設備(未繪出)，以維持該營養液中的溶氧量。

該感測系統5包含一EC感測器51、一pH感測器52、一溫度感測器53及一濕度感測器54，可以更全面的監控植物生長的環境。該EC感測器51及該pH感測器52設置於該營養液槽42中，以感測該營養液的導電度及酸鹼值(pH值)；該溫度感測器53及該濕度感測器54設置在該第一種植設備31中，以監控該第一植物A的生長環境中的溫度及濕度。

該顯示單元7設置於該架體1，該顯示單元7訊號連接該處理單元2。

該遠端設備8為手機、電腦及平板之一或其組合，方便使用者依需求選擇，在本創作之實施方式中，該遠端設備8以手機做為示意。

請參閱第一圖及第四圖，當所述第二種植設備32要種植該第二植物B時，先將有所述種植孔321的一面朝上，將該其中一第二種植設備32及該另一第二種植設備32分別放置於上方及下方的所述栽培層11中，在該營養液槽42中裝入該營養液，並開啟該EC感測器51及該pH感測器52。接著以所述管件44連通該其中一第二種植設備32及該營養液槽42中的該馬達43，並以所述管件44連通該其中一第二種植設備32及該另一第二種植設備32，最後於所述種植孔321中放入該第二植物B的種子或幼苗等等。第一次種植時，可以持續開啟該馬達43，直到該其中一第二種植設備32及該另一第二種植設備32中皆有適量的該營養液後，再將該馬達43切換為定時開啟，確保該營養液可以持續補充至該其中一第二種植設備32及該另一第二種植設備32中。實際實施時，所述管件44可以在所述第二種植設備32的底部轉成倒U型，確保所述第二種植設備32中維持有定量的該營養液，多餘的該營養液則順著所述管件44回到該營養液槽42中儲存。除此之外，該第二植物B將該營養液淨化，淨化後的該營養液回到該營養液槽42中儲存，而在該營養液槽42中的所述魚類D則可以在淨化後的該營養液中生活，且所述魚類D的排泄物與水中的有機質又可以被分解過濾成植物可吸收的無機盬，供應給該第二植物B，不但讓該第二植物B及所述魚類D互利共生，更能夠避免該營養液的水質惡化。

請參閱第四圖及第五圖，並請搭配第一圖，當所述第二種植設備32沒有要種植該第二植物B時，先清空所述第二種植設備32中的該營養液，再翻轉所述第二種植設備32，使有所述種植孔321的一面朝下。此時可以再將該第三種植設備33放入所述栽培層11中疊在所述第二種植設備32上，無需另外收納所述第二種植設備32，更方便使用者因應不同需求改變該種植設備3。

請參閱第一圖及第六圖，當該第一種植設備31要種植該第一植物A時，先打開該窗口14，將該第一植物A堆疊進該第一種植設備31中，該第一植物A如已裝入太空包的菇菌類，接著開啟該清水槽41中的該馬達43、該溫度感測器53及該濕度感測器54，並開啟所述抽風機6，以讓該第一種植設備31持續換氣。開啟該溫度感測器53及該濕度感測器54後，該溫度感測器53及該濕度感測器54會分別取得溫度及濕度的一感測值，該處理單元2再比對預存的一預設濕度範圍及濕度的該感測值。當濕度的該感測值在該預設濕度範圍中或低於該預設濕度範圍時，該處理單元2控制連通該第一種植設備31的該電磁閥45開啟，以讓該清水槽41中已裝好的一清水被該馬達43打入所述管件44中，並被該第一種植設備31中的該灑水器46灑出，以提高濕度；當濕度的該感測值高於該預設濕度範圍時，該處理單元2控制連通該第一種植設備31的該電磁閥45關閉，所述抽風機6則維持開啟，以降低濕度，所述抽風機6無法排除的過多的該清水，則可以直接從所述管件44流回該清水槽41儲存。藉由該處理單元2控制該電磁閥45的開啟或關閉，確保該第一植物A有充足水分而不過量，再搭配該灑水器46維持濕度，維持該第一植物A生長所需環境。

請參閱第一圖及第七圖，當該第三種植設備33要種植該第三植物C時，先將該第三植物C的種子放置於該種植板333上，開啟該清水槽41中的該馬達43及連通該第三種植設備33的該電磁閥45。該清水槽41中的該馬達43及連通該第三種植設備33的該電磁閥45可以持續開啟，持續使該清水被該馬達43打入所述管件44中，並被該第三種植設備33中的該灑水器46灑出。當該清水過多，使該第三種植設備33內部及外部的壓力差增大而足以推動該清水時，多餘的該清水會被從該虹吸管332排入該清水槽41中儲存。

請參閱第一圖、第三圖及第八圖，該EC感測器51、該pH感測器52、該溫度感測器53及該濕度感測器54開啟後，會分別傳送導電度、酸鹼值、溫度及濕度的該感測值至該處理單元2，該處理單元2可以再將該感測值送至該顯示單元7及該遠端設備8顯示[該遠端設備8請搭配第九圖]。而當已輸入該第一植物A、該第二植物B及該第三植物C的種類至該處理單元2中後，例如從該遠端設備8輸入，該處理單元2會根據各種類對應的一預設天數及該處理單元2內建的計時器(未繪出)取得的一種植天數，計算一剩餘天數，並將該種植天數與該剩餘天數送至該顯示單元7及該遠端設備8顯示，以讓使用者快速得知。實際實施時，該顯示單元7及該遠端設備8可以有多個畫面循環播放，例如第一個畫面顯示該感測值、第二個畫面顯示該種植天數、第三個畫面顯示該剩餘天數，該顯示單元7並可以是多個螢幕分別對應該第一種植設備31、所述第二種植設備32及該第三種植設備33，於圖式中僅以三個螢幕做為該顯示單元7的簡單示意。

請參閱第八圖及第九圖，並請搭配第一圖，該處理單元2取得導電度及酸鹼值的該感測值後，該處理單元2還可以比對複數預設範圍及該感測值，當該感測值在其中一預設範圍中時，該處理單元2控制該遠端設備8發出對應該其中一預設範圍的一提示。更明確的說，所述預設範圍包含有一正常範圍及複數異常範圍，當該感測值在該正常範圍時，該處理單元2控制該遠端設備8發出的該提示例如可以是「狀態正常」的文字敘述，或是不發出該提示。而除了導電度及酸鹼值的該感測值，該處理單元2也可以根據溫度及濕度的該感測值控制該遠端設備8發出該提示，惟以上情景未於本創作之圖式中繪出。

先以酸鹼值的該感測值說明，酸鹼值假設是以A劑及B劑的比例做調整，當酸鹼值的該感測值落在其中一預設酸鹼值範圍時，且該其中一預設酸鹼值範圍屬於所述異常範圍，該處理單元2會控制該遠端設備8發出對應該其中一預設酸鹼值範圍的該提示，例如「請添加A劑XX c.c.」的文字敘述，使用者可以馬上根據該提示添加A劑。

請參閱第一圖及第十圖，導電度的該感測值也是類似的情況，導電度假設是以1號肥及2號肥的比例做調整，當導電度的該感測值落在其中一預設導電度範圍時，且該其中一預設導電度範圍屬於所述異常範圍，該處理單元2會控制該遠端設備8發出對應該其中一預設導電度範圍的該提示，例如「請添加1號肥XX c.c.」的文字敘述，使用者可以馬上根據該提示添加1號肥。

藉此，一旦該營養液的養分供給有問題，使用者馬上就可以知道而能盡快依照該提示處理，避免該第二植物B死亡。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本創作之操作、使用及本創作產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本創作之較佳實施例，當不能以此限定本創作實施之範圍，即依本創作申請專利範圍及創作說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本創作涵蓋之範圍內。

1:架體 11:栽培層 12:照明單元 13:牆面 14:窗口 2:處理單元 3:種植設備 31:第一種植設備 32:第二種植設備 321:種植孔 33:第三種值設備 331:支架 332:虹吸管 333:種植板 4:灌溉系統 41:清水槽 42:營養液槽 43:馬達 44:管件 45:電磁閥 46:灑水器 5:感測系統 51:EC感測器 52:pH感測器 53:溫度感測器 54:濕度感測器 6:抽風機 7:顯示單元 8:遠端設備 A:第一植物 B:第二植物 C:第三植物 D:魚類

[第一圖]係本創作實施例之前視圖。

[第二圖]係本創作實施例之側視圖。

[第三圖]係本創作實施例之系統方塊圖。

[第四圖]係本創作實施例之實施示意圖一，示意水耕床的種植孔朝上以種植蔬菜。

[第五圖]係本創作實施例之實施示意圖二，示意翻轉水耕床。

[第六圖]係本創作實施例之實施示意圖三，示意種植菇類。

[第七圖]係本創作實施例之實施示意圖四，示意種植豆芽菜。

[第八圖]係本創作實施例之實施示意圖五，示意顯示單元顯示資訊。

[第九圖]係本創作實施例之實施示意圖六，示意行動裝置發出提示。

[第十圖]係本創作實施例之實施示意圖七，示意行動裝置發出提示。

1:架體

11:栽培層

12:照明單元

14:窗口

2:處理單元

3:種植設備

31:第一種植設備

32:第二種植設備

33:第三種值設備

331:支架

332:虹吸管

333:種植板

4:灌溉系統

41:清水槽

42:營養液槽

43:馬達

44:管件

45:電磁閥

46:灑水器

51:EC感測器

52:pH感測器

53:溫度感測器

54:濕度感測器

6:抽風機

7:顯示單元

A:第一植物

B:第二植物

C:第三植物

D:魚類

Claims (10)

1. 一種智能監控之多層式植物栽培裝置，包含： 一架體，有複數栽培層； 一處理單元，設置於該架體； 一種植設備，設置於所述栽培層中； 一灌溉系統，相鄰所述栽培層，該灌溉系統包含一水槽連通該種植設備； 一感測系統，設置於該種植設備及/或該水槽中，該感測系統訊號連接該處理單元；以及 一遠端設備，訊號連接該處理單元； 該感測系統取得該種植設備及/或該水槽中的一感測值後，該處理單元比對複數預設範圍及該感測值，當該感測值在其中一預設範圍中時，該處理單元控制該遠端設備發出對應該其中一預設範圍的一提示。
2. 如請求項1之智能監控之多層式植物栽培裝置，進一步，該種植設備為一水耕床，該水耕床的一面有複數種植孔。
3. 如請求項1之智能監控之多層式植物栽培裝置，進一步，該種植設備為一種植箱，該種植箱中有一支架及一虹吸管，該支架上設置有一種植板，該虹吸管連通該種植箱及該水槽。
4. 如請求項1之智能監控之多層式植物栽培裝置，進一步，該架體包含一牆面及一窗口，該窗口選擇式的與該牆面封閉至少一栽培層而做為該種植設備，且該牆面上有一抽風機。
5. 如請求項1之智能監控之多層式植物栽培裝置，進一步，有一顯示單元設置於該架體，該顯示單元訊號連接該處理單元，該處理單元控制該顯示單元顯示該感測值、一種植天數及一剩餘天數之一或其組合。
6. 如請求項1之智能監控之多層式植物栽培裝置，進一步，該水槽包含一清水槽及一營養液槽。
7. 如請求項1之智能監控之多層式植物栽培裝置，進一步，該灌溉系統包含一馬達、一電磁閥及一管件，該馬達設置於該水槽中，該管件連通該電磁閥及該馬達，且該管件連通該水槽及該種植設備，該電磁閥訊號連接該處理單元。
8. 如請求項7之智能監控之多層式植物栽培裝置，進一步，該灌溉系統包含一灑水器位於該種植設備中，該灑水器連通該管件。
9. 如請求項1之智能監控之多層式植物栽培裝置，進一步，該感測系統包含一EC感測器、一pH感測器、一溫度感測器及一濕度感測器之一或其組合，以分別取得導電度、酸鹼值、溫度及濕度的該感測值。
10. 如請求項1之智能監控之多層式植物栽培裝置，進一步，該灌溉系統為一魚菜共生系統，該水槽中養殖有複數魚類。

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