WO2015089989A1 - 植物生长系统及控制植物生长的方法 - Google Patents

植物生长系统及控制植物生长的方法 Download PDF

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plant
transparent display
carbon dioxide
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何琳
刘飞
封小华
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京东方科技集团股份有限公司
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    • A01G9/02—Receptacles, e.g. flower-pots or boxes; Glasses for cultivating flowers
    • A01G9/022—Pots for vertical horticulture
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

Definitions

  • the present invention relates to the field of home plant growth techniques, and more particularly to plant growth systems and methods of controlling plant growth.
  • the plant growth plant is the latest technology in plant cultivation. It provides the best environment for plant growth and development, and integrates fully automatic and intelligent environment simulation technology to create the best labor for plant growth and development.
  • the environment is a production mode that is fully controllable and manageable according to human will. It is the most economical way of agricultural production. It adopts the production mode of fully factory-processed operation, avoids all interference from external climatic factors, and achieves accurate simulation of the cultivation environment.
  • the plants produced are of high quality and good yield. , has the advantage that the traditional cultivation mode can not match.
  • the existing home-based plant growth plants use artificial light-filling systems to artificially grow the planted plants
  • the cabinet doors of the existing home-based plant growth plants are mainly made of glass.
  • the transparent door in the daytime will cause the external light source to illuminate the plant, which has an impact on the controllability of plant growth; the transparent door at night will cause the light of the artificial fill light system to leak out, causing unnecessary losses, Causes light pollution.
  • the current method is to install a louver or a manual curtain on the outer side of the cabinet door to achieve the effect of light blocking.
  • the blinds or curtains are easily damaged, which makes the light blocking effect unsatisfactory, and the need to increase the installation procedure of the blinds will increase the overall cost.
  • Embodiments of the present invention provide a plant growth system and a method for controlling plant growth, which solve the problem that the light blocking effect of the blinds or the curtains installed on the outside of the cabinet door of the existing plant growth system is not good.
  • Embodiments of the present invention provide a plant growth system including a box body, wherein the box body is provided with a partition partitioning the inside of the box body into a plurality of plant growth compartments; at least one side wall of the box body Switch to a black screen and touchable transparent display panel.
  • the box wall except the transparent display panel is a dimmable glass.
  • each of the plant growth compartments is provided with a tray for carrying plants, a plant growth environment control device, and a light source as a transparent display and ffi in the tray.
  • Illumination device for plant growth is provided.
  • the illumination device is a white light emitting LED illumination device or an OLED illumination device.
  • the illumination device is disposed at a top or a side wall of the plant growth compartment.
  • a net pocket structure defining a plant position is disposed in the tray.
  • each of the plant growth compartments is provided with an image acquirer for acquiring plant growth information.
  • the plant growth environment control device comprises:
  • the acquisition unit is configured to collect environmental information in the plant growth compartment
  • a signal processing unit connected to the collecting unit, configured to determine a control signal according to a difference between the environment information collected by the collecting unit and the setting information;
  • An execution unit that regulates environmental factors within the plant growth compartment based on control signals.
  • the collecting unit comprises: at least one of a humidity sensor, a temperature sensor, a nutrient liquid level sensor, and a carbon dioxide content sensor.
  • the execution unit includes: a humidity regulator corresponding to the humidity sensor, a temperature adjuster corresponding to the temperature sensor, and the nutrient solution A nutrient solution supplier corresponding to the liquid level sensor, and a carbon dioxide regulator corresponding to the carbon dioxide content sensor.
  • a top wall in each of the plant growth compartments is installed with a seeder for seeding the tray.
  • the solar panel disposed outside the box is further included.
  • the light wave center wavelength of the white light emitted by the illumination device is controlled to be 660 mn lOnm and 450 mn ⁇ 10 nm.
  • a plurality of pairs of limiting spacer positions are arranged on the inner wall of the plant growth system.
  • Embodiments of the present invention also provide a method for controlling plant growth, including:
  • a plant growth environment control device is used to control the plant growth environment of the plant growth compartment, and an image acquisition device is used to obtain a plant growth image in the plant growth compartment;
  • the environment in the plant growth compartment is adjusted to a fresh state by the plant growth environment control device.
  • the plant growth environment control device controls a plant growth environment of the plant growth compartment, and specifically includes:
  • the temperature sensor is used to obtain the temperature in the plant growth compartment; the temperature control signal is determined according to the difference between the set temperature and the acquired temperature, and the temperature regulator is controlled according to the temperature control signal.
  • the plant growth environment control device controls a plant growth environment of the plant growth compartment, and specifically includes:
  • the humidity sensor is used to obtain the humidity in the plant growth compartment; the humidity control signal is determined according to the difference between the set humidity and the acquired humidity, and the humidity regulator is controlled according to the humidity control signal.
  • the plant growth environment control controls the plant growth environment of the plant growth compartment, and specifically includes:
  • the nutrient liquid level sensor is used to obtain the nutrient liquid level in the tray of the plant growth compartment; the nutrient liquid level control signal is determined according to the difference between the set nutrient liquid level and the obtained nutrient liquid level, according to the nutrient solution The level control signal controls the nutrient liquid level feeder.
  • the plant growth environment control device controls a plant growth environment of a plant growth compartment, and specifically includes:
  • the carbon dioxide content sensor is used to obtain the carbon dioxide content in the plant growth compartment; the carbon dioxide control signal is determined according to the difference between the set carbon dioxide content and the obtained carbon dioxide content, and the carbon dioxide content adjuster is controlled according to the carbon dioxide control signal.
  • a plant growth image in the plant growth compartment is periodically acquired using a CCD lens.
  • a transparent display panel is used instead of the existing glass cabinet door as a side wall of the plant growth system box, and the transparent display panel displays a black screen. It can prevent light pollution caused by light leakage in the night plant growth system and increase the light source interest rate; on the other hand, it can prevent external light sources from being irradiated to plants during the day, which has an influence on the controllability of plant growth and has better light. Resistance effect.
  • the transparent display panel displays the touchable human-computer interaction interface, the plant growth can be observed through the transparent display panel, and the plant growth system can be directly controlled by the touch transparent display panel to realize intelligent control.
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram of a plant growth system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic structural view of a plant growth compartment in a plant growth system according to an embodiment of the present invention
  • 3 is a schematic structural view of a seeder in a plant growth system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a schematic structural view of a tray in which a tray includes a net pocket structure according to an embodiment of the present invention.
  • a plant growth system includes a box 00.
  • the casing 100 is provided with a partition 300 for dividing the interior of the casing 100 into a plurality of plant growth compartments 200; at least one side wall of the casing 100 adopts a transparent display panel 110 switchable to a black screen and can be touched, for example
  • the transparent display panel 110 is used as a box door of the cabinet.
  • Figure la is a schematic view of the door opening of the plant growth system
  • Figure lb is a schematic view of the door of the plant growth system when closed
  • Figure lc is a schematic view of the transparent display panel 110 of the plant growth system when switched to a black screen.
  • the transparent display panel 110 is used to replace the existing glass cabinet door as the side wall of the plant growth system box, and the transparent display panel 100 can prevent the plant at night when displaying the black screen.
  • the light pollution caused by the leakage of light in the growth system improves the utilization rate of the light source; on the other hand, it can prevent the external light source from being irradiated to the plant during the day, has an influence on the controllability of plant growth, and has a good photoresist effect.
  • the transparent display panel 110 displays the touchable human-computer interaction interface, the plant growth can be observed through the transparent display panel 110, and the plant growth system can be directly controlled by the touch transparent display panel.
  • the transparent display panel 110 can adopt a transparent screen in a normally white mode, that is, in the case of no power supply, the liquid crystal screen is in a transparent state, and the black screen is displayed by the display control to realize the opacity of the transparent screen; the transparent display panel 110 can also The transparent screen in the normal black mode is used, that is, in the case of no power supply, the liquid crystal screen is in an opaque state, and the transparent screen is transparently displayed by displaying the selected screen through the display control.
  • a plant growth system in order to facilitate the observation of the growth of plants in each plant growth compartment, can be prepared by using 3 ⁇ 4 dimmable glass. Box.
  • the wall of the box except the box door is dimmable glass.
  • the dimmable glass is specifically realized by a liquid crystal sandwiched between two layers of glass. When an electric field is applied to the liquid crystal, the liquid crystal molecules are aligned uniformly, and the light can be transmitted through the glass to achieve a transparent effect. When the electric field is scattered, the liquid crystal molecules will The light is dispersed so that the light does not pass through the glass to achieve an opaque effect.
  • the dimmable glass can also be implemented in other ways, which is not limited herein.
  • the partition 300 separating the plant growth compartments 200 can be adjusted up and down according to the growth space required for the specific plant.
  • a plurality of pairs of limiting spacer positions 3*0 can be disposed on the inner wall of the cabinet 100 of the plant growth system, and the spacer 300 is adjusted before planting the plant. Position to match the desired growth space of the plant.
  • the spacer 300 of the plant growth system in the embodiment of the present invention is adjustable relative to the high fixation of the interlayer in the existing plant growth system, so that the plant growth system has more flexibility.
  • each plant growth compartment 200 is provided with a tray 201 carrying plants, a plant growth environment control device, and a transparent display.
  • a light source and a lighting device 202 for plant growth in the tray The plant species planted in each plant growth compartment can be pre-set through the human-computer interaction interface of the transparent display panel, and the illumination device 202 and the plant growth environment control device in each plant growth compartment 200 are automatically controlled according to the set parameters.
  • the growth condition of the plants in the tray 201 is provided with a tray 201 carrying plants, a plant growth environment control device, and a transparent display.
  • the illumination device 202 within each of the plant growth compartments 200 can employ a white light emitting LED illumination device or an OLED illumination device that can be placed on the top or side walls of the plant growth compartment.
  • the center wavelength of the light wave of the white light emitted by the illumination device 202 can be controlled to be 660 nm ⁇ lOnm and 450 iim ⁇ 10 nm, but is not limited thereto.
  • the plant is illuminated with white light, and the plant is illuminated with 3 ⁇ 4 red, green and blue light, the spectrum of the white light source is closer to the spectrum of natural light, and more efficient) 3 ⁇ 4 plant growth; and the white OLED lighting device is illuminated relative to the white LED
  • the device has higher luminous efficiency and is more energy-saving and environmentally friendly.
  • the white light emitting OLED lighting device may also be an OLED lighting panel, and the LED lighting device may be an LED light bar.
  • the illumination device 202 within each of the plant growth compartments 200 can be used not only for the growth of plants within the tray 201, but also as a light source for transparent display. Therefore, the effect of using one lamp and dual use is achieved, and the energy saving effect is achieved, thereby saving cost.
  • a solar panel may be disposed outside the cabinet, and the solar panel can convert light energy into electric energy when light is irradiated during the day to provide The lighting device in the plant growth system and the electrical energy required by the plant growth environment control device achieve energy saving effects, thereby saving costs.
  • the plant growth environment control device provided in each plant growth compartment is relatively independent, the plant growth condition can be automatically monitored according to the variety of plants grown in the plant growth compartment, and the plant growth environment can be adjusted in real time to make the most Conducive to plant growth.
  • the plant growth environment control device may include:
  • the collecting unit is configured to collect environmental information in the plant growth compartment; the specific environmental information may include: temperature, humidity, carbon dioxide concentration, and concentration of the culture solution;
  • the signal processing unit is connected to the signal of the collecting unit, and is configured to determine a control signal according to a difference between the environment information collected by the collecting unit and the setting information; optionally, the PLC chip may be used for controlling;
  • An execution unit that regulates environmental factors within the plant growth compartment based on control signals.
  • the collecting unit may adopt at least one of a humidity sensor 203, a temperature sensor 204, a nutrient liquid level sensor 205, and a carbon dioxide content sensor 206.
  • all of the above sensors are placed in each plant growth compartment to monitor the growth environment of the plant in real time and to achieve automatic control of plant growth.
  • the execution unit specifically includes as shown in FIG. 2: a humidity regulator corresponding to the humidity sensor 203, specifically, the humidity regulator can adopt a ventilation fan 207 and a heater to realize its function;
  • the temperature adjuster corresponding to the sensor 204 specifically, the temperature adjuster can realize its function by heating or cooling the air conditioner;
  • the nutrient liquid feeder corresponding to the nutrient liquid level sensor 205 specifically, the nutrient liquid feeder can be set in the box
  • the nutrient solution in the water tank is output to the tray 201 through the input channel 209;
  • the carbon dioxide regulator corresponding to the carbon dioxide content sensor 206 specifically, the carbon dioxide regulator can be realized by the carbon dioxide generator 211 and the ventilating fan 207.
  • a seeder 212 may be disposed in each plant growth compartment.
  • a general seeder 212 is mounted on the top wall within the plant growth compartment.
  • the seeder 212 may include one or more storage chambers 30], and the bottom wall of the storage chamber 301 has a seed marker 302 and a leak hole 303, and the leak hole 303 may be used when seeding is required.
  • the opening causes the seed to fall into the tray 201 directly below, and the seed marker 302 can represent the variety in which the seed is stored in the seed storage chamber 301.
  • the seed storage room 301 can be relatively fixed, and the robot 201 is moved to the bottom of the storage hole 303 of the storage room 301 by the robot, or the tray 201 is automatically moved to the bottom of the storage chamber 30 to be sown.
  • the tray 201 may be relatively fixed, and the storage chamber 301 may be moved by the robot to the upper side of the tray 201, or the storage chamber 301 may be automatically moved to the upper side of the tray 201 for seeding, which is not limited herein.
  • a net pocket structure 2011 defining a plant position may be disposed in each tray 201, and the net pocket structure 2011 may enable the plant to be fixed in the net pocket during the germination stage to the maturity stage of the seed, the density of the net pocket.
  • the process of artificially transplanting into the tray after the seeds are germinated into seedlings is saved, and the gradually growing plants can be more stable in the tray, and the plants can be automatically grown automatically.
  • an image acquiring device for acquiring plant growth information may be provided in each plant growing compartment.
  • a CCD lens may be used to periodically acquire an image of a plant growth state, and of course, other image acquirers may be used for image capturing. This is not limited. Relative to human warm observation or heavy load to discriminate the growth state of the plant, the image acquisition device is used to obtain the image to automatically identify the plant growth state, which can avoid the judgment error and make the judgment more accurate.
  • the plant growth environment control device can automatically adjust the environment in the plant growth compartment to the fresh-keeping state when the plant reaches the maturity stage.
  • the state of preservation may be set such that the temperature in the plant growth compartment is maintained at 0-5 degrees Celsius, and in the giant plant growth compartment, it is a dark room, that is, no light irradiation.
  • the use of plant growth environment control devices to keep mature plants fresh, is conducive to increasing plant storage time, so that plant storage time can be increased by 2-3 days.
  • an embodiment of the present invention further provides a method for controlling plant growth by using the above plant growth system, comprising:
  • the transparent display panel is controlled to switch between the black screen and the transparent display as needed;
  • the plant growth environment control device is used to control the plant growth environment of the plant growth compartment, and the image growth device is used to obtain the plant growth image in the plant growth compartment;
  • the environment in the plant growth compartment is adjusted to a fresh state by the plant growth environment control device.
  • the preservation state may be specifically set such that the temperature in the plant growth compartment is maintained at 0-5 degrees Celsius, and the plant growth compartment is a dark room, that is, no light irradiation.
  • the plant growth environment control device is used to control the plant growth environment of the plant growth compartment, and specifically includes:
  • the temperature sensor is used to obtain the temperature in the plant growth compartment; the temperature control signal is determined according to the difference between the set temperature and the acquired temperature, and the temperature regulator is controlled according to the temperature control signal;
  • the humidity sensor is used to obtain the humidity in the plant growth compartment;
  • the humidity control signal is determined according to the difference between the set humidity and the acquired humidity, and the humidity regulator is controlled according to the humidity control signal;
  • the nutrient liquid level sensor is used to obtain the nutrient liquid level in the tray of the plant growth compartment; the nutrient liquid level control signal is determined according to the difference between the set nutrient liquid level and the obtained nutrient liquid level, according to the nutrient solution The liquid level control signal controls the nutrient liquid level feeder;
  • the carbon dioxide content sensor is used to obtain the carbon dioxide content in the plant growth compartment; the carbon dioxide control signal is determined according to the difference between the set carbon dioxide content and the obtained carbon dioxide content, and the carbon dioxide content adjuster is controlled according to the carbon dioxide control signal.
  • a plant growth system and a method for controlling plant growth according to embodiments of the present invention, wherein a transparent display panel is used instead of an existing glass cabinet door as a side wall of a plant growth system box, and a transparent display panel displays a black screen. It can prevent light pollution caused by light leakage in the night plant growth system and improve the utilization rate of the light source; on the other hand, it can prevent the external light source from being irradiated to the plant during the day, which has an influence on the controllability of plant growth, and has better Photoresist effect. And - when the transparent display panel displays the touchable human-computer interaction interface, the plant growth can be observed through the transparent display panel, and the plant growth system can be directly controlled by the touch transparent display panel to realize intelligent control.

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Abstract

一种植物生长系统及利用植物生长装置控制植物生长的方法，采用透明显示面板代替现有的玻璃柜体门作为植物生长装置箱体的侧壁，透明显示面板在显示黑屏时，一方面可以防止在夜晚植物生长装置内的灯光外泄造成的光污染，提高光源利用率；另一方面也可以防止在白天的外部光源照射到植物，对植物生长的可控性产生影响，具有较好的光阻效果。并且，透明显示面板在显示可触控的人机交互界面时，可以透过透明显示面板观察到植物生长的情况，还可以直接通过触控透明显示面板对植物生长装置进行操控，实现智能控制。

Description

本发明涉及家庭植物生长技术领域， 尤其涉及植物生长系统及控制植物 生长的方法。
随着人们生活水平的逐步提高以及对食物需求的改变， 健康、 绿色、 环 保旦便捷的生活方式越来越受重视， 卫生、 营养、 健康的食物愈来愈受到人 们的喜爰， 其中绿色无公害、 新鲜洁净的蔬菜产品对人们的现代生活尤为重 要。 而如何快捷的生产这种蔬菜成为人们关注的重要话题。
植物生长工厂即植物生长系统为植物栽培的最新技术， 它为植物提供了 生长发育的最佳环境， 集成了全自动、 全智能的环境模拟技术， 为植物的生 长与发育创造出最佳的人工环境， 是完全可控可调、 按照人的意志进行管理 的一种生产模式。 它是节约化最高的一种农业生产方式， 采用完全工厂化流 程式作业的生产模式， 规避了外界气候因子的一切干扰， 实现了栽培环境的 精确模拟， 所生产出的植物品质高、 产量好， 具有传统栽培模式无法比拟的 优势。
目前现有的家庭式植物生长工厂， 均采用人工补光系统对种植的植物进 行人工光照生长， 且目前现有的家庭式植物生长工厂的柜体门主要以玻璃为 主。 在白天透明的柜门会使外部光源照射到植物， 对植物生长的可控性产生 影响； 在夜晚透明的柜门会使人工补光系统的光照会外泄， 产生不必要的损 失， 也会造成光污染。 为防止上述现象发生， 目前采用的方式为在柜体门外 侧另外安装一百叶窗或手动拉帘实现阻光的效果。 而受柜体内高湿度环境的 影响百叶窗或拉帘极易损坏， 使阻光效果欠佳， 并— 需要增加百叶窗的安 装程序， 会增加整体成本。
(一） 要解决的技术问题 本发明实施例提供了一种植物生长系统及控制植物生长的方法， ^以解 决现有的植物生长系统在柜体门外侧安装的百叶窗或拉帘的阻光效果不好的 问题。
(二） 技术方案
本发明实施例提供了一种植物生长系统， 包括箱体， 所述箱体内设有将 所述箱体内部分隔为多个植物生长隔间的隔板； 所述箱体的至少一个侧壁采 ^可切换至黑屏且可触控的透明显示面板。
可选地， 在本发明实施例提供的上述植物生长系统中， 所述箱体除设置 透明显示面板以外的箱壁为可调光玻璃。
可选地， 在本发明实施例提供的上述植物生长系统中， 每一个所述植物 生长隔间内设置有承载植物的托盘、 植物生长环境控制装置、 以及作为透明 显示的光源并且 ffi于托盘内植物生长的照明装置。
可选地， 在本发明实施例提供的上述植物生长系统中， 所述照明装置为 发白光的 LED照明装置或 OLED照明装置。
可选地， 在本发明实施例提供的上述植物生长系统中， 所述照明装置设 在所述植物生长隔间的顶部或侧壁。
可选地， 在本发明实施例提供的上述植物生长系统中， 所述托盘内设置 有限定植物位置的网兜结构。
可选地， 在本发明实施例提供的上述植物生长系统中， 每一个所述植物 生长隔间内设有获取植物生长信息的图像获取器。
可选地， 在本发明实施例提供的上述植物生长系统中， 所述植物生长环 境控制装置包括；
采集单元， ）¾于采集植物生长隔间内的环境信息；
信号处理单元， 与采集单元连接， 用于根据采集单元采集的环境信息与 设定信息之间的差值确定控制信号；
执行单元， 于根据控制信号调节植物生长隔间内的环境因素。
可选地， 在本发明实施例提供的上述植物生长系统中， 所述采集单元包 括： 湿度传感器、 温度传感器、 营养液液位传感器、 二氧化碳含量传感器中 的至少一个。 可选地， 在本发明实施例提供的上述植物生长系统中， 所述执行单元包 括： 与所述湿度传感器对应的湿度调节器， 与所述温度传感器对应的温度调 整器， 与所述营养液液位传感器对应的营养液供给器， 与所述二氧化碳含量 传感器对应的二氧化碳调整器。
可选地， 在本发明实施例提供的上述植物生长系统中， 每一个所述植物 生长隔间内的顶壁安装有为托盘播种的播种器。
可选地， 在本发明实施例提供的上述植物生长系统中， 还包括设置于所 述箱体之外的太阳能电池板。
可选地， 在本发明实施例提供的上述植物生长系统中， 所述照明装置发 出的白光的光波中心波长控制在 660mn士 lOnm和 450mn士 10nm。
可选地， 在本发明实施例提供的上述植物生长系统中， 在所述植物生长 系统的箱体内壁设置多对限位隔板位置的限位槽。
本发明实施例还提供了一种控制植物生长的方法， 包括；
根据需要控制透明显示面板在黑屏和透明显示之间切换；
针对植物生长系统中各植物生长隔间， 采用植物生长环境控制装置控制 植物生长隔间的植物生长环境， 并采用图像获取器获取在所述植物生长隔间 内的植物生长图像；
根据获取到的植物生长图像确定植物是否到达成熟阶段；
在确定植物到达成熟阶段时， 通过植物生长环境控制装置将植物生长隔 间内的环境调整为保鲜状态。
进一步地， 在上述控制植物生长的方法中， 所述采) ¾植物生长环境控制 装置控制植物生长隔间的植物生长环境， 具体包括：
采用温度传感器获取植物生长隔间内的温度； 根据设定温度与获取的温 度之间的差值确定温度控制信号， 根据温度控制信号控制温度调节器。
进一步地， 在上述控制植物生长的方法中， 所述采) ¾植物生长环境控制 装置控制植物生长隔间的植物生长环境， 具体包括：
采用湿度传感器获取植物生长隔间内的湿度； 根据设定湿度与获取的湿 度之间的差值确定湿度控制信号， 根据湿度控制信号控制湿度调节器。
进一步地， 在上述控制植物生长的方法中， 所述采 )¾植物生长环境控制 装置控制植物生长隔间的植物生长环境， 具体包括：
采用营养液液位传感器获取植物生长隔间的托盘内的营养液液位； 根据 设定营养液液位与获取的营养液液位之间的差值确定营养液液位控制信号， 根据营养液液位控制信号控制营养液液位供给器。
进一步地， 在上述控制植物生长的方法中， 所述采 ^植物生长环境控制 装置控制植物生长隔间的植物生长环境， 具体包括：
采用二氧化碳含量传感器获取植物生长隔间内的二氧化碳含量； 根据设 定二氧化碳含量与获取的二氧化碳含量之间的差值确定二氧化碳控制信号， 根据二氧化碳控制信号控制二氧化碳含量调整器。
进一步地， 在上述控制植物生长的方法中， 采用 CCD镜头周期性地获取 在所述植物生长隔间内的植物生长图像。
(三） 有益效果
根据本发明实施例提供的上述植物生长装置及控制植物生长的方法， 采 透明显示面板代替现有的玻璃柜体门作为植物生长系统箱体的侧壁， 透明 显示面板在显示黑屏时， 一方面可以防止在夜晚植物生长系统内的灯光外泄 造成的光污染， 提高光源利 率； 另一方面也可以防止在白天的外部光源照 射到植物， 对植物生长的可控性产生影响， 具有较好的光阻效果。 并且， 透 明显示面板在显示可触控的人机交互界面时， 可以透过透明显示面板观察到 植物生长的情况， 还可以直接通过触控透明显示面板对植物生长系统进行操 控， 实现智能控制。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实 施例描述中所需要使 的險图作筒单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的險 图仅仅是本发明的一些实施例， 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 la至图 lc分别为本发明实施例提供的植物生长系统的结构示意图； 图 2为本发明实施例提供的植物生长系统中各植物生长隔间的结构示意 图； 图 3为本发明实施例提供的植物生长系统中播种器的结构示意图； 以及 图 4为本发明实施例提供的植物生长系统中托盘包含有网兜结构的结构 示意图。
下面结合附图， 对本发明实施例提供的植物生长系统及控制植物生长的 方法的具体实施方式进行详细地说明。
图中各部件的形状和大小不反映植物生长系统的真实比例， 目的只是 示意性地说明本发明内容。
本发明实施例提供的一种植物生长系统， 如图 la至图 l c所示， 包括箱 体】00。 该箱体 100内设有将箱体 100内部分隔为多个植物生长隔间 200的 隔板 300; 箱体 100的至少一个侧壁采用可切换至黑屏且可触控的透明显示 面板 110， 例如采用透明显示面板 110作为箱体的箱门。 其中， 图 la为植物 生长系统的箱门开启时的示意图， 图 lb为植物生长系统的箱门闭合时的示意 图， 图 lc为植物生长系统的透明显示面板 110切换至黑屏时的示意图。
本发明实施例提供的上述植物生长系统， 采用透明显示面板 110代替现 有的玻璃柜体门作为植物生长系统箱体的侧壁， 透明显示面板 100在显示黑 屏时， 一方面可以防止在夜晚植物生长系统内的灯光外泄造成的光污染， 提 高光源利用率； 另一方面也可以防止在白天的外部光源照射到植物， 对植物 生长的可控性产生影响， 具有较好的光阻效果。 并— .， 透明显示面板 110在 显示可触控的人机交互界面时， 可以透过透明显示面板 110观察到植物生长 的情况， 还可以直接通过触控透明显示面板对植物生长系统进行操控， 实现
,能 制。
具体地， 透明显示面板 110可以采用常白模式的透明屏， 即在不通电的 情况下， 液晶屏处于透明状态， 通过显示控制显示黑色画面实现透明屏的不 透光； 透明显示面板 110也可以采用常黑模式的透明屏， 即在不通电的情况 下， 液晶屏处于不透明状态， 通过显示控制显示所选画面实现透明屏的透光。
具体地， 在本发明实施例提供的上述植物生长系统中， 为了便于观看各 植物生长隔间内的植物生长情况， 可以采 ]¾可调光玻璃制作植物生长系统的 箱体。 除设置透明显示面板以外的箱壁， 即除箱门以外的箱壁都为可调光玻 璃。 可调光玻璃具体采用夹在两层玻璃之间的液晶来实现， 在对液晶加载电 场时， 液晶分子取向一致， 可使光线透过玻璃， 达到透明效果， 在撒去电场 时， 液晶分子将光分散， 使光线不能透过玻璃， 达到不透明的效果。 当然可 调光玻璃也可以采用其他方式实现， 在此不做限定。
优选地， 在本发明实施例提供的上述植物生长系统中， 分隔植物生长隔 间 200的隔板 300可以根据具体植物所需的生长空间进行位置的上下调整。 在具体实施时， 如图 la和图 lb所示， 可以在植物生长系统的箱体 100内壁 设置多对限位隔板位置的限位槽 3】0, 在种植植物之前， 调整隔板 300具体 位置， 以配合植物的所需生长空间。 相对于现有的植物生长系统中隔间层高 固定， 本发明实施例中植物生长系统的隔板 300可调， 使植物生长系统具备 更多的灵活性。
具体地， 在本发明实施例提供的上述植物生长系统中， 如图 2所示， 每 一个植物生长隔间 200 内均设置有承载植物的托盘 201、 植物生长环境控制 装置、 以及作为透明显示的光源以及用于托盘内植物生长的照明装置 202。 可以通过透明显示面板的人机交互界面预先设置每个植物生长隔间内所种植 的植物品种， 各植物生长隔间 200内的照明装置 202和植物生长环境控制装 置会根据设定的参数自动控制托盘 201中植物的生长状况。
具体地，在各植物生长隔间 200内的照明装置 202可以采用发白光的 LED 照明装置或 OLED照明装置， 该照明装置可以设在植物生长隔间的顶部或侧 壁。 具体地， 照明装置 202发出的白光的光波中心波长可以控制在 660nm± lOnm和 450iim± 10nm为佳， 但是不限制于此。 采用白光对植物进行照明， 相对于同时采) ¾红绿蓝三色光对植物进行照明， 白光光源的光谱更接近自然 光的光谱，更利) ¾植物生长； 并且白光 OLED照明装置相对于白光 LED照明 装置的发光效率更高， 更加节能环保。 进一步地， 发白光的 OLED照明装置 还可以是 OLED照明面板， LED照明装置可以是 LED灯条。
进一步地， 在各植物生长隔间 200内的照明装置 202不仅可以用于托盘 201 内植物的生长， 还可以作为透明显示的光源。 因此， 实现了一灯双用的 效果， 达到节能效果， 从而节省成本。 并且， 进一步地， 在本发明实施例提供的上述植物生长系统内， 还可以 在箱体之外设置太阳能电池板， 该太阳能电池板在白天有光照射时可以将光 能转换为电能， 以提供植物生长系统中的照明装置以及植物生长环境控制装 置所需的电能， 达到节能效果， 从而节省成本。
具体地， 由于在各植物生长隔间内设置的植物生长环境控制装置相对独 立， 所以可以根据在植物生长隔间内种植植物的品种， 自动监测植物生长状 况， 实时调整植物生长环境， 使其最利于植物生长。 具体地， 植物生长环境 控制装置可以包括：
采集单元， 用于采集植物生长隔间内的环境信息； 具体环境信息可以包 括： 温度、 湿度、 二氧化碳浓度以及培养液浓度等；
信号处理单元， 与采集单元信号连接， 用于根据采集单元采集的环境信 息与设定信息之间的差值确定控制信号； 可选地， 可以采用 PLC芯片进行控 制；
执行单元， 于根据控制信号调节植物生长隔间内的环境因素。
在具体实施时， 如图 2所示， 采集单元可以采 湿度传感器 203、 温度 传感器 204、营养液液位传感器 205、二氧化碳含量传感器 206中的至少一个。 可选地， 在每个植物生长隔间内均设置以上全部传感器， 以便实时监控植物 的生长环境， 实现植物生长的自动化控制。
对应地， 在具体实施时， 该执行单元如图 2所示具体包括： 与湿度传感 器 203对应的湿度调节器， 具体地， 湿度调节器可以采) ¾换气扇 207以及加 热器实现其功能； 与温度传感器 204对应的温度调整器， 具体地， 温度调整 器可以通过空调加热或制冷实现其功能； 与营养液液位传感器 205对应的营 养液供给器， 具体地， 营养液供给器可以采用设置在箱体外部的营养液水箱 208， 连接营养液水箱 208和托盘 201的营养液输入通道 209， 以及用于排除 废液的废液排除通道 210实现其功能， 其中在营养液水箱 208内具有启动时 将水箱内的营养液通过输入通道 209向托盘 201输出的抽水泵； 与二氧化碳 含量传感器 206对应的二氧化碳调整器， 具体地， 二氧化碳调整器可以采用 二氧化碳生成器 211以及换气扇 207实现其功能。
进一步地， 如图 2所示， 在各植物生长隔间内还可以设置播种器 212， 一般播种器 212安装在植物生长隔间内的顶壁上。 具体地， 如图 3所示， 播 种器 212可以包括一个或者多个储种室 30】， 在储种室 301底壁具有种子标 识器 302和漏孔 303， 在需要播种时该漏孔 303可以开启使种子落到正下方 的托盘 201内， 该种子标识器 302可以表示储种室 301 内储存种子的品种。 并旦， 在具体实施时， 储种室 301 可以相对固定， 利用机械手移动托盘 201 到储种室 301的漏孔 303下方，或托盘 201 自动移动到储种室 30】的漏孔 303 下方进行播种； 也可以是托盘 201相对固定， 利用机械手移动储种室 301到 托盘 201 的上方， 或储种室 301 自动移动到托盘 201的上方进行播种， 在此 不作限定。
进一步地， 如图 4所示， 在各托盘 201内还可以设置限定植物位置的网 兜结构 2011，该网兜结构 2011可以使植物在种子发芽阶段直至成熟阶段都可 固定于网兜内， 该网兜的密度以不使种子掉落为准， 节省了在种子发芽为幼 苗后需要人工移植到托盘内的工序， 同时可以使逐渐长大的植物在托盘内更 加稳固， 真正实现植物自动化生长。
进一步地， 在各植物生长隔间内可以设有获取植物生长信息的图像获取 器， 例如可以采用 CCD镜头周期性地获取植物生长状态的图像， 当然也可以 采用其他图像获取器进行图像采集， 在此不做限定。 相对于人暖观察或者采 承重来判别植物生长状态， 采用图像获取器获取图像来自动辨别植物生长 状态， 可以避免判断误差， 使判断更为精确。
在将获取到的植物生长状态的图像与植物成熟阶段标准图像进行比对 后， 认为植物到达成熟阶段时， 可以利用植物生长环境控制装置将植物生长 隔间内的环境自动调整为保鲜状态。 具体地， 保鲜状态可以设定为植物生长 隔间内的温度保持在 0-5摄氏度， —巨.植物生长隔间内为暗室， 即无光照射。 利用植物生长环境控制装置使成熟的植物保持保鲜状态， 有利于增长植物的 保存时间， 使植物保存时间可以增加 2-3天。
基于同一发明构思， 本发明实施例还提供了一种采 上述植物生长系统 控制植物生长的方法， 包括：
在植物生长阶段和成熟阶段， 根据需要控制透明显示面板在黑屏和透明 显示之间切换； 针对植物生长系统中各植物生长隔间， 采用植物生长环境控制装置控制 植物生长隔间的植物生长环境， 并采用图像获取器获取在所述植物生长隔间 内的植物生长图像；
根据获取到的植物生长图像确定植物是否到达成熟阶段；
在确定植物到达成熟阶段时， 通过植物生长环境控制装置将植物生长隔 间内的环境调整为保鲜状态。
其中， 保鲜状态具体可以设定为植物生长隔间内的温度保持在 0-5摄氏 度， 且植物生长隔间内为暗室， 即无光照射。
具体地，采用植物生长环境控制装置控制植物生长隔间的植物生长环境， 具体包括：
采用温度传感器获取植物生长隔间内的温度； 根据设定温度与获取的温 度之间的差值确定温度控制信号， 根据温度控制信号控制温度调节器；
采用湿度传感器获取植物生长隔间内的湿度； 根据设定湿度与获取的湿 度之间的差值确定湿度控制信号， 根据湿度控制信号控制湿度调节器；
采用营养液液位传感器获取植物生长隔间的托盘内的营养液液位； 根据 设定营养液液位与获取的营养液液位之间的差值确定营养液液位控制信号， 根据营养液液位控制信号控制营养液液位供给器；
采用二氧化碳含量传感器获取植物生长隔间内的二氧化碳含量； 根据设 定二氧化碳含量与获取的二氧化碳含量之间的差值确定二氧化碳控制信号， 根据二氧化碳控制信号控制二氧化碳含量调整器。
本发明实施例提供的一种植物生长系统及控制植物生长的方法， 采用透 明显示面板代替现有的玻璃柜体门作为植物生长系统箱体的侧壁， 透明显示 面板在显示黑屏时， 一方面可以防止在夜晚植物生长系统内的灯光外泄造成 的光污染， 提高光源利用率； 另一方面也可以防止在白天的外部光源照射到 植物， 对植物生长的可控性产生影响， 具有较好的光阻效果。 并— 透明显 示面板在显示可触控的人机交互界面时， 可以透过透明显示面板观察到植物 生长的情况， 还可以直接通过触控透明显示面板对植物生长系统进行操控， 实现智能控制。
虽然为了完全和清楚公开根据具体实施例描述了本发明， 所 权利要求 不由此受限而应该理解为体现本领域技术人员可以想到的所有变形和 构造， 其完全落入在此阐述的基本教导中。

Claims

一种植物生长系统， 包括箱体， 所述箱体内设有将所述箱体内部分隔 为多个植物生长隔间的隔板； 所述箱体的至少一个侧壁采用可切换至黑屏且 可触控的透明显示面板。
2、根据权利要求 1所述的植物生长系统， 其中所述箱体除设置透明显示 面板以外的箱壁为可调光玻璃。
3、根据权利要求 1或 2所述的植物生长系统， 其中每一个所述植物生长 隔间内设置有承载植物的托盘、 植物生长环境控制装置、 以及作为透明显示 的光源并且用于托盘内植物生长的照明装置。
4、根据权利要求 3所述的植物生长系统， 其中所述照明装置为发白光的 LED照明装置或 OLED照明装置。
5、根据权利要求 3或 4所述的植物生长系统， 其中所述照明装置设在所 述植物生长隔间的顶部或侧壁。
6、 根据权利要求 3- 5任一项所述的植物生长系统， 其中所述托盘内设置 有限定植物位置的网兜结构。
7、 根据权利要求 3- 6任一项所述的植物生长系统， 其中每一个所述植物 生长隔间内设有获取植物生长信息的图像获取器。
8、 根据权利要求 3- 7任一项所述的植物生长系统， 其中所述植物生长环 境控制装置包括；
采集单元， ）¾于采集植物生长隔间内的环境信息；
信号处理单元， 与采集单元连接， 用于根据采集单元采集的环境信息与 设定信息之间的差值确定控制信号；
执行单元， 于根据控制信号调节植物生长隔间内的环境因素。
9、 根据权利要求 8所述的植物生长系统， 其中所述采集单元包括： 湿度 传感器、 温度传感器、 营养液液位传感器、 二氧化碳含量传感器中的至少一 个。
10、根据权利要求 8或 9所述的植物生长系统， 其中所述执行单元包括: 与所述湿度传感器对应的湿度调节器，与所述温度传感器对应的温度调整器， 与所述营养液液位传感器对应的营养液供给器， 与所述二氧化碳含量传感器 对应的二氧化碳调整器。
1 1、 根据权利要求 3 10任一项所述的植物生长系统， 其中每一个所述植 物生长隔间内的顶壁安装有为托盘播种的播种器。
1 2、 根据权利要求 任一项所述的植物生长系统， 还包括设置于所述 箱体之外的太阳能电池板。
13、 根据权利要求 3-】1任一项所述的植物生长系统， 其中所述照明装置 发出的白光的光波中心波长控制在 660nm± lOmn和 450nm士 10nm。
14、 根据权利要求 1 13任一项所述的植物生长系统， 其中在所述植物生 长系统的箱体内壁设置多对限位隔板位置的限位槽。
1 5、 一种控制植物生长的方法， 包括：
根据需要控制透明显示面板在黑屏和透明显示之间切换；
针对植物生长系统中各植物生长隔间， 采用植物生长环境控制装置控制 植物生长隔间的植物生长环境， 并采用图像获取器获取在所述植物生长隔间 内的植物生长图像；
根据获取到的植物生长图像确定植物是否到达成熟阶段；
在确定植物到达成熟阶段时， 通过植物生长环境控制装置将植物生长隔 间内的环境调整为保鲜状态。
16、如权利要求 15所述的控制植物生长的方法， 其中所述采用植物生长 环境控制装置控制植物生长隔间的植物生长环境， 具体包括：
采用温度传感器获取植物生长隔间内的温度； 根据设定温度与获取的温 度之间的差值确定温度控制信号， 根据温度控制信号控制温度调节器。
17、 如权利要求 15或 16所述的控制植物生长的方法， 其中所述采用植 物生长环境控制装置控制植物生长隔间的植物生长环境， 具体包括：
采用湿度传感器获取植物生长隔间内的湿度； 根据设定湿度与获取的湿 度之间的差值确定湿度控制信号， 根据湿度控制信号控制湿度调节器。
18、 如权利要求 15-17任一项所述的控制植物生长的方法， 其中所述采 ^植物生长环境控制装置控制植物生长隔间的植物生长环境， 具体包括： 采用营养液液位传感器获取植物生长隔间的托盘内的营养液液位； 根据 设定营养液液位与获取的营养液液位之间的差值确定营养液液位控制信号， 根据营养液液位控制信号控制营养液液位供给器。
1 9、 如权利要求 15- 8任一项所述的控制植物生长的方法， 其中所述采 ffi植物生长环境控制装置控制植物生长隔间的植物生长环境， 具体包括： 采用二氧化碳含量传感器获取植物生长隔间内的二氧化碳含量； 根据设 定二氧化碳含量与获取的二氧化碳含量之间的差值确定二氧化碳控制信号， 根据二氧化碳控制信号控制二氧化碳含量调整器。
20、如权利要求】5 19任一项所述的控制植物生长的方法，其中采用 CCD 镜头周期性地获取在所述植物生长隔间内的植物生长图像。
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