一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統，包括支架、控制系統、自動供水系統、濕度傳感器、植物補光燈和水位傳感器，自動供水系統包括水槽、水管、水泵、供水口和回水口，水泵放置在水槽中，通過供水口與放置在土壤中的水管連接，水管在管壁上設置有透水孔，回水口設置在水槽的上方，且出水的垂直位置低于水管。本發明以控制系統為核心，通過自動供水系統和濕度傳感器的配合、植物補光燈和光敏傳感器的配合、水位傳感器、無線裝置，實現了濕度控制、光照控制、缺水預警以及無線智能遙控，整體設計空間利用率高，自動化程度高，操作靈活。
【專利說明】
一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統
技術領域
[0001]本發明涉及種植技術領域，尤其涉及一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著城市人口的不斷增長，鋼筋混泥土的高樓大廈也日益增多，從而使城市的綠化面積在不斷減少，同時，在城市中的人群，蔬菜之類的食物都是通過市場購買，人們無法通過肉眼識別蔬菜是否安全，從而使城市居民面臨著環境污染、食品安全等問題。
[0003]家庭種植菜園是指居民利用家庭住房的空間來種植蔬菜，不僅起到室內綠化、裝飾觀賞的效果，而且種植的蔬菜供人們食用，保證了食品安全，同時，人們忙碌緊張的工作情緒和小孩日益沉重的學習壓力，可以通過親手栽培蔬菜，享受田園生活帶來的樂趣，從而起到了舒緩心情的作用。
[0004]不同的蔬菜品種對于光照、溫度和濕度都有不同的要求，對于光照和溫度來說，便宜且易于實現的補光燈可以有效的補充光照，越來越普遍的空調可以有效的調節溫度，然而，如何有效的控制澆水時間和澆水量，從而保證蔬菜品種的濕度要求，卻并不容易，如中國專利申請號201210082682.6的一種立體水田墻，采用了水及其循環設施、植物及其栽培設施、窗體設施，分中、外、內三個層次組合成房屋的墻體結構，采用定時器和固定的供水裝置來控制澆水量，然而定時器的定時功能為內置參數，該發明未提供控制裝置進行參數設置，使本發明存在栽培蔬菜單一、操作不靈活的缺陷；中國專利申請號201410350469.8的補光型可組裝式家庭菜園種植裝置，采用微電腦控制器、微型栗、LED補光燈等裝置實現電腦半自動控制澆水量，操作較為靈活，然而該發明采用了頂部噴水的方式，水從上往下流，存在頂層和底層的濕度不均，且噴出的水澆到蔬菜上，存在土質疏松、水分蒸發和不雅觀等缺陷；中國專利號201420207751.6的一種植物根系土壤室內空氣過濾生物降解凈化置換系統，采用的是控制水位和底部海綿滲水的方式，實現自動灌溉控制土壤濕度的有益效果，避免了頂部噴水帶來的諸多缺陷，然而吸水海綿和土壤的接觸使土壤會一直吸收水分，直至土壤濕度飽和或達到了海綿濕度一致的情況，濕度控制不理想且存在土壤過濕的問題；中國專利號201510632916.3的一種自動灌溉的陽臺蔬菜種植設備，通過檢測土壤電阻率變化來判斷土壤含水量的變化，通過埋在土中的帶孔小水管來實現灌水，從而實現自動灌溉的技術效果，然而該發明通過土壤電阻率的間接測量土壤含水量，其誤差較大，不夠準確，同時由于管型容器兩端由封蓋封堵，若為單層管型容器，則空間利用率太低，若為多層管型容器，則多層之間互不連通，不能形成水循環，流入帶孔小水管里的水在達到合適土壤濕度的情況下要從一端封蓋的開孔流出，流出的水無論是否有收集，收集的水無論是否有重新使用，都使得該發明無法同時實現節水灌溉和自動灌溉。
[0005]因此有必要設計一種能實現自動澆水、節能灌溉、空間利用率高且能靈活控制的家庭種植系統。
【發明內容】
[0006]本發明為解決上述問題提供一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統，以控制系統為核心，通過自動供水系統和濕度傳感器實現了濕度控制，通過植物補光燈和光敏傳感器實現了自動補光，通過水位傳感器實現了缺水預警，并通過無線裝置，實現了無線智能遙控，整體上自動化程度高、空間利用率高且能靈活控制。
[0007]為實現上述目的，達到上述效果，本發明通過以下技術方案實現:
一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統，包括支架、控制系統、自動供水系統、濕度傳感器、植物補光燈和水位傳感器，所述的自動供水系統包括水槽、水管、水栗、供水口和回水口，所述的水栗放置在水槽中，通過供水口與放置在土壤中的水管連接，所述的水管在管壁上設置有透水孔，所述的回水口設置在水槽的上方，且出水的垂直位置低于水管，所述的控制系統與自動供水系統、濕度傳感器、植物補光燈、水位傳感器連接。
[0008]進一步的，所述的支架包括短種植槽、長種植槽、萬向輪和底托，所述的短種植槽與長種植槽相連，所述的水管位于短種植槽、長種植槽的底部，所述的水槽放置在底托上。
[0009]進一步的，所述的控制系統包括顯示器、按鍵、中央控制器、傳感器處理模塊和無線裝置，所述的無線裝置可與用戶的智能設備進行連接，所述的無線裝置為WIFI模塊或Bluetooth 模塊。
[0010]進一步的，所述的控制系統包括光敏傳感器，所述的植物補光燈包括但不限于設置在支架頂部的LED補光燈，所述的控制系統通過接收光敏傳感器采集的當前光照信息，自動控制植物補光燈的啟動或關閉。
[0011 ]進一步的，所述的濕度傳感器設置有一個或兩個以上，與種植槽內的土壤相接觸，所述的控制系統通過接收濕度傳感器采集的土壤濕度信息，自動控制自動供水系統的啟動或關閉。
[0012]進一步的，所述的水位傳感器放置在水槽，所述的控制系統通過接收水位傳感器采集的水槽水位信息，從而控制是否發出缺水預警。
[0013]進一步的，所述的控制系統上能更改的參數包括但不限于:自動供水系統的供水量和供水時間、不同品種對應的土壤濕度范圍、不同品種對應的光照強度范圍、預設的缺水報警值、無線控制的啟動或關閉，所述的控制系統保存用戶設定的參數，從而對自動供水系統、植物補光燈、缺水預警裝置進行控制。
[0014]本發明的有益效果是:
一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統，具有以下優點:
1、通過埋在土壤底部的帶孔水管，采用水栗抽水至高處，沿著水管流經種植槽，最后多余的水流回水槽，整體實現了水循環的技術效果，從而避免多余的水排出所造成的浪費;通過在控制系統中設置不同的供水參數，以適應不同蔬菜品種的濕度要求，使用戶能更加靈活的控制澆水量，同時濕度傳感器實時監測土壤中的含水量，從而實現了全自動澆水的技術效果；
2、控制系統中的無線裝置可與用戶的智能設備連接，使得用戶可以通過預裝在智能設備上的APP程序，進行對整個系統的無線遠程控制；
3、由光敏傳感器采集光照信息，由用戶預設光照強度范圍，由控制系統內的軟件算法進行控制開關，由植物補光燈進行補光，從而實現了自動補光的技術效果；
4、由水位傳感器采集水槽內的水位信息，由用戶預設缺水報警值，由控制系統內的軟件算法進行判斷，并發出預警信號，從而及時提醒用戶進行補水；
綜上所述，本發明是一種具有濕度控制、無線遠程遙控、自動補光、缺水預警的智能種植系統。
[0015]上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后，本發明的【具體實施方式】由以下實施例及其附圖詳細給出。
【附圖說明】
[0016]此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
圖1為本發明涉及的一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統的結構示意圖；
圖2為本發明涉及的一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統的主視圖；
圖3為本發明涉及的一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統的A-A剖視圖；
圖4為本發明涉及的一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統的立體圖；
圖5為本發明涉及的一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統的俯視圖；
圖6為本發明涉及的自動供水系統的結構示意圖；
圖7為本發明涉及的控制系統的結構示意圖；
圖8為本發明涉及的控制系統的內部示意圖。
[0017]其中，支架1、控制系統2、自動供水系統3、濕度傳感器4、植物補光燈5、智能設備6、水位傳感器7、頂端蓋板11、長橫梁12、短橫梁13、立柱14、短種植槽15、長種植槽16、萬向輪17、底托18、加強梁19、顯示器21、按鍵22、中央控制器23、傳感器處理模塊24、光敏傳感器25、無線裝置26、水槽31、水管32、水栗33、供水口 34、回水口 35。
【具體實施方式】
[0018]下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本發明:
如圖1-圖8所示，一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統，由支架1、控制系統2、自動供水系統3、濕度傳感器4、植物補光燈5和水位傳感器7組成，控制系統2和自動供水系統3放置在支架I上，控制系統2自動供水系統3、濕度傳感器4、植物補光燈5、水位傳感器7相連接，其中自動供水系統3包括水槽31、水管32、水栗33、供水口 34和回水口 35，將水栗33放置在水槽31中，通過供水口 34與放置在土壤中的水管32連接，在水管32的管壁上設置有透水孔，回水口35位于水槽31的上方，且出水的垂直位置低于水管32。
[0019]如圖1所示，支架I包括頂端蓋板11、長橫梁12、短橫梁13、立柱14、短種植槽15、長種植槽16、萬向輪17、底托18和加強梁19;短種植槽15與長種植槽16相連，形成回路;水管32位于短種植槽15、長種植槽16的底部，水管32的上方鋪設有種植用的土壤，水槽31放置在底托18上，底托18設置在支架I的最下方;控制系統2則位于長橫梁12的上方，靠著長種植槽16;濕度傳感器4設置有三個，在每層長種植槽16上各設置有一個，放置在長種植槽16的側壁上，與長種植槽16內的土壤接觸。
[0020]控制系統2放置在支架I上的高度在一米左右，便于用戶進行控制;整個支架I共設置有三層種植層，空間利用率較高，每層相隔0.4米，蔬菜具有的生長空間在0.3米左右，適宜栽培大多數蔬菜品種，支架I共設置有四個萬向輪17，便于用戶根據實際情況進行移動；整個支架I采用長橫梁12、短橫梁13、立柱14作為主架構，同時中間設置有四根加強梁19進行承重，安全牢固。
[0021 ]如圖3所示，水位傳感器7放置在水槽31，與水槽31底部相接觸。
[0022 ]如圖4所示，植物補光燈5放置在支架I的頂部，與加強梁19連接。
[0023]如圖7-圖8所示，控制系統2包括顯示器21、按鍵22、中央控制器23、傳感器處理模塊24、光敏傳感器25和無線裝置26，無線裝置26為WIFI模塊，可與用戶的智能設備6進行無線連接。
[0024]該實施例的整體工作過程如下:連接控制系統2的電源線，用戶在短種植槽15、長種植槽16內種植蔬菜品種，并根據蔬菜品種對濕度、光照的要求進行參數設置，設置完成后，控制系統2進行濕度控制、光照控制和缺水預警，用戶也可根據自己的實際情況選擇是否開啟無線控制、自動模式和手動模式的切換。
[0025]實現參數設置的過程如下:首次進行參數設置時，通過顯示器21查看操作界面，通過按鍵22輸入參數和對應的蔬菜品種，然后保存在控制系統2內的中央控制器23，首次參數設置成功后，根據種植的蔬菜品種，查找對應的序號，調出之前設置的參數，進行使用即可，若發現調出的參數不符合自己的實際要求，可進行修改，保存后使用。
[0026]實現濕度控制的過程如下:由埋在土中的濕度傳感器4采集的土壤濕度信息，并將采集的土壤濕度信息發送至控制系統2內，由控制系統2內的軟件算法進行運算，判斷是否在用戶設定的土壤濕度范圍內，在低于用戶設定的土壤濕度范圍下限值時，控制系統2啟動水栗33，水槽31中的水經水栗33的吸取，從供水口 34流入水管32，水管32流經短種植槽15、長種植槽16內，從透水孔滲入土壤，由于回水口35出水的垂直位置低于水管32，多余的水會經回水口 35流回水槽31內，在達到用戶設定的土壤濕度范圍上限值后，關閉水栗33，停止供水。
[0027]實現光照控制的過程如下:由光敏傳感器25采集的當前光照強度信息，并將采集的光照強度信息發送至控制系統2內，由控制系統2內的軟件算法進行運算，判斷是否在用戶設定的光照強度范圍內，在低于用戶設定的光照強度范圍下限值時，控制系統2啟動植物補光燈5，植物補光燈5持續工作一段時間后自動關閉，由光敏傳感器25繼續采集當前的光照強度信息，如此循環，這是由于植物補光燈5在開啟，光敏傳感器25采集的光照強度信息會始終處于光照強度范圍內，所以在開啟植物補光燈5后，設置有定時程序關閉。
[0028]實現缺水預警的過程如下:由水位傳感器7采集的當前水位信息，并將采集的水位信息發送至控制系統2內，由控制系統2內的軟件算法進行運算，判斷是否在達到用戶預設的缺水報警值，在低于用戶設定的缺水報警值時，控制系統2發出缺水預警，通知用戶及時補水。
[0029]實現無線控制的過程如下:用戶通過顯示器21選擇開啟無線控制，在智能設備6上安裝能控制該種植系統的APP程序，通過WIFI進行無線連接，通過在APP程序上的操作對種植系統進行無線控制。
[0030]實現手動控制的過程如下:用戶通過顯示器21選擇開啟手動控制，根據實際情況進行判斷，通過按鍵22輸入關于濕度或光照的參數，確定后，由控制系統2發出控制指令，從而對自動供水系統3、植物補光燈5進行控制，完成用戶手動輸入的參數。
[0031]在以上所述中，控制系統2上能更改的參數包括但不限于:自動供水系統3的供水量和供水時間、不同品種對應的土壤濕度范圍、不同品種對應的光照強度范圍、預設的缺水報警值、無線控制的啟動或關閉、自動模式和手動模式的切換。
[0032]結合以上可知，當用戶出遠門，無法及時照料植物時，可事先往水槽31加滿水，并進行參數預設，關閉無線控制，由控制系統2進行實時監控，由控制系統2控制自動供水系統
3、植物補光燈5的啟動和關閉，進行濕度控制和光照控制，從而保證植物的生長濕度要求和光照要求;水經過整個自動供水系統3后回到水槽31的循環設計，避免了多余的水排掉造成的浪費，達到節能灌溉的有益效果;通過控制系統2上設置不同蔬菜對應的不同參數，用戶也可選擇手動模式或自動模式或無線遙控模式，使得用戶能根據不同的實際情況進行靈活控制。
[0033]以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制;凡本行業的普通技術人員均可按說明書附圖所示和以上所述而順暢地實施本發明；但是，凡熟悉本專業的技術人員在不脫離本發明技術方案范圍內，利用以上所揭示的技術內容而做出的些許更動、修飾與演變的等同變化，均為本發明的等效實施例；同時，凡依據本發明的實質技術對以上實施例所作的任何等同變化的更動、修飾與演變等，均仍屬于本發明的技術方案的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統，包括支架(I)、控制系統(2)、自動供水系統(3)、濕度傳感器(4)、植物補光燈(5)和水位傳感器(7)，其特征在于:所述的自動供水系統(3)包括水槽(31)、水管(32)、水栗(33)、供水口(34)和回水口(35)，所述的水栗(33)放置在水槽(31)中，通過供水口(34)與放置在土壤中的水管(32)連接，所述的水管(32)在管壁上設置有透水孔，所述的回水口(35)設置在水槽(31)的上方，且出水的垂直位置低于水管(32)，所述的控制系統(2)與自動供水系統(3)、濕度傳感器(4)、植物補光燈(5)、水位傳感器(7)連接。2.根據權利要求1所述的一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統，其特征在于:所述的支架(I)包括短種植槽(15 )、長種植槽(16 )、萬向輪(17 )和底托(18 )，所述的短種植槽(15)與長種植槽(16)相連，所述的水管(32)位于短種植槽(15)、長種植槽(16)的底部，所述的水槽(31)放置在底托(18)上。3.根據權利要求1所述的一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統，其特征在于:所述的控制系統(2)包括顯示器(21)、按鍵(22)、中央控制器(23)、傳感器處理模塊(24)和無線裝置(26)，所述的無線裝置(26)可與用戶的智能設備(6)進行連接，所述的無線裝置(26)為WIFI模塊或Bluetooth模塊。4.根據權利要求1所述的一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統，其特征在于:所述的控制系統(2)包括光敏傳感器(25)，所述的植物補光燈(5)包括但不限于設置在支架(1)頂部的LED補光燈，所述的控制系統(2)通過接收光敏傳感器(25)采集的當前光照信息，自動控制植物補光燈(5)的啟動或關閉。5.根據權利要求1所述的一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統，其特征在于:所述的濕度傳感器(4)設置有一個或兩個以上，與種植槽內的土壤相接觸，所述的控制系統(2)通過接收濕度傳感器(4)采集的土壤濕度信息，自動控制自動供水系統(3)的啟動或關閉。6.根據權利要求1所述的一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統，其特征在于:所述的水位傳感器(7)放置在水槽(31)，所述的控制系統(2)通過接收水位傳感器(7)采集的水槽(31)水位信息，從而控制是否發出缺水預警。7.根據權利要求1至6其中之一所述的一種能缺水預警無線控制的自動補光種植系統，其特征在于:所述的控制系統(2)上能更改的參數包括但不限于:自動供水系統(3)的供水量和供水時間、不同品種對應的土壤濕度范圍、不同品種對應的光照強度范圍、預設的缺水報警值、無線控制的啟動或關閉，所述的控制系統(2)保存用戶設定的參數，從而對自動供水系統(3)、植物補光燈(5)、缺水預警裝置進行控制。
【文檔編號】A01G9/02GK105900712SQ201610256506
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月22日
【發明人】林振華, 伏小強
【申請人】蘇州創必成電子科技有限公司