本發(fā)明涉及一種種植箱及其培養(yǎng)液控制方法，屬于植物種植技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的提高，健康、綠色、環(huán)保、便捷的生活方式越來越受到人們的追捧，用以種植蔬菜、水果等植物的家庭用種植箱在一定程度上滿足了人們的需求。

眾所周知，光照、溫度、氣體、水、養(yǎng)料是綠色植物生長的五大要素，隨時植物的生長，需要對種植箱中的五大要素進行相應(yīng)的控制。

目前種植箱一般都是無土栽培，養(yǎng)料儲存在補給容器里，定期添加至種植箱內(nèi)的循環(huán)水中，形成培養(yǎng)液。隨著植物的吸收，培養(yǎng)液中的養(yǎng)料會逐漸減小，當培養(yǎng)液中的養(yǎng)料濃度太低時，會造成植物因養(yǎng)分缺乏而停止生長甚至生病。另外種植箱的水質(zhì)由于營養(yǎng)液中各種化學物質(zhì)被植物吸收的程度不定，時間一長水的pH值（也稱酸堿值）有所變化，若超出適宜范圍，則影響植物的生長。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為至少解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明的目的在于提供一種種植箱及其培養(yǎng)液控制方法，可實時監(jiān)控培養(yǎng)液的狀態(tài)，解決隨植物吸收而使養(yǎng)料變化造成養(yǎng)料不足或酸堿值不合適的問題。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實施方式提供了一種無土培育種植箱，包括具有內(nèi)部空間的箱體、收容于所述內(nèi)部空間內(nèi)且用以種植植物的至少一層承載件、用于可控地從水源引入新水及用于向所述承載件中提供培養(yǎng)液的培養(yǎng)液供給系統(tǒng)、用于向所述培養(yǎng)液供給系統(tǒng)中添加養(yǎng)料的補給裝置、以及控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括pH傳感器、電導率傳感器及控制模塊，所述pH傳感器用于感測所述培養(yǎng)液的pH值M，所述電導率傳感器用于感測所述培養(yǎng)液的電導率N，所述控制模塊用于根據(jù)所述pH值M與預設(shè)pH最大閾值M2和預設(shè)pH最小閾值M1的大小關(guān)系及所述電導率N與預設(shè)電導率最大閾值N2和預設(shè)電導率最小閾值N1的大小關(guān)系，控制所述培養(yǎng)液供給系統(tǒng)及所述補給裝置的狀態(tài)以使所述培養(yǎng)液維持M1≤M≤M2且N1≤N≤N2。

作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述培養(yǎng)液供給系統(tǒng)包括用于存儲培養(yǎng)液的儲液箱、進水組件、排液組件、及循環(huán)裝置，所述儲液箱用于存儲所述培養(yǎng)液，所述循環(huán)裝置連通所述儲液箱與所述承載件并使所述培養(yǎng)液于所述儲液箱與所述承載件之間循環(huán)流動，所述進水組件連通所述儲液箱和水源并可控地向所述儲液箱加水，所述排液組件用于將所述培養(yǎng)液排出所述種植箱。

作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述控制系統(tǒng)還包括液位傳感器，所述液位傳感器用于感測所述儲液箱中的液位H，所述控制模塊還用于根據(jù)所述液位H與預設(shè)液位最大值H2和預設(shè)液位最小值H1的大小關(guān)系控制所述進水組件、排液組件的開閉。

作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，當M1≤M≤M2時，所述電導率傳感器開啟工作并用于感測所述培養(yǎng)液的電導率N。

作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，當M＞M2、或M＜M1、或M1≤M≤M2且N＞N2時，所述排液組件開啟，至H≤H1時所述排液組件和所述進水組件共同開啟一時間段，后所述排液組件關(guān)閉且所述進水組件開啟直至H≥H2關(guān)閉，所述補給裝置開啟直至所述儲液箱中的所述培養(yǎng)液滿足N1≤N≤N2。

作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，當M1≤M≤M2且N＜N1時，所述補給裝置開啟以向所述儲液箱內(nèi)添加養(yǎng)料直至所述儲液箱中的所述培養(yǎng)液滿足N1≤N≤N2。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實施方式還提供了一種如上所述的無土培育種植箱的培養(yǎng)液控制方法，所述方法包括步驟：

S1、檢測種植箱的培養(yǎng)液的pH值M；

S2、判斷所述pH值M與預設(shè)pH最大閾值M2、預設(shè)pH最小閾值M1的大小關(guān)系；若M＞M2或M＜M1，控制所述種植箱開啟換水模式以使水源的水替換所述種植箱內(nèi)的所述培養(yǎng)液；

S3、檢測培養(yǎng)液的電導率N；

S4、判斷所述電導率N與預設(shè)電導率最大閾值N2、預設(shè)電導率最小閾值N1的大小關(guān)系；若N＞N2，控制所述種植箱開啟換水模式以使水源的水替換所述種植箱內(nèi)的所述培養(yǎng)液，后返回步驟S3；若N＜N1，控制所述種植箱開啟補料模式以向培養(yǎng)液中添加養(yǎng)料直至N1≤N≤N2。

作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述換水模式包括步驟：

開啟所述培養(yǎng)液補給系統(tǒng)的排液組件以將所述種植箱中的培養(yǎng)液排出所述種植箱直至所述培養(yǎng)液補給系統(tǒng)的儲液箱中的液位H不大于預設(shè)液位最小值H1；

開啟所述培養(yǎng)液補給系統(tǒng)的進水組件和所述培養(yǎng)液補給系統(tǒng)的排液組件一時間段后，關(guān)閉所述排液組件并開啟所述進水組件直至所述液位H不小于預設(shè)液位最大值H2。

作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述補料模式包括步驟：

開啟所述補給裝置以向所述培養(yǎng)液補給系統(tǒng)的儲液箱中添加養(yǎng)料并監(jiān)測培養(yǎng)液的電導率N；

判斷所述電導率N與預設(shè)電導率最大閾值N2、預設(shè)電導率最小閾值N1的大小關(guān)系；

若N1≤N≤N2，關(guān)閉所述補給裝置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益技術(shù)效果：通過檢測電導率和pH值，判斷當前培養(yǎng)液的狀態(tài)是否滿足植物生長需求，并根據(jù)檢測結(jié)果合理控制種植箱的工作模式，實現(xiàn)種植箱的培養(yǎng)液的智能化控制，保證植物的正常生存。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實施方式的種植箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一實施方式的種植箱的培養(yǎng)液控制方法的流程圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖所示的具體實施方式對本發(fā)明進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

需要理解的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

參看圖1，本發(fā)明一實施方式提供了一種用以種植蔬菜、水果等植物的種植箱100。所述種植箱100呈長方體，其包括具有內(nèi)部空間的箱體10、門體、至少一層承載件20、培養(yǎng)液供給系統(tǒng)、補給裝置、以及控制系統(tǒng)。

所述箱體10包括設(shè)置于前側(cè)的開口，所述門體活動連接于所述箱體10上并用于開閉所述開口。當所述門體打開時，用戶可通過所述開口進出所述內(nèi)部空間101進行植物的取放或其他操作。

所述承載件20設(shè)置在所述內(nèi)部空間101內(nèi)且用以種植植物。具體的，所述承載件20設(shè)置為長方盒狀，包括盒體、及由所述盒體圍成的收容空間201，所述收容空間201用以儲存植物生長所需要的培養(yǎng)液，所述培養(yǎng)液包括水和養(yǎng)料。

所述培養(yǎng)液供給系統(tǒng)設(shè)置為與所述收容空間201相連通并用于向所述收容空間201中提供培養(yǎng)液。另外，所述培養(yǎng)液供給系統(tǒng)還與水源可控地連通，以從水源引入新水。所述水源可以為自來水、地下水、井水或其他供水水源，理論上來說，所述水源的水的pH值適宜植物生長。

所述補給裝置內(nèi)充裝有植物生長所需要的養(yǎng)料，當所述培養(yǎng)液供給系統(tǒng)中的養(yǎng)料不足以維持植物生長時，所述補給裝置可向所述培養(yǎng)液供給系統(tǒng)中添加養(yǎng)料。

在本發(fā)明一實施方式中，所述種植箱100的工作模式包括換水模式和補料模式：當所述種植箱100處于換水模式時，所述培養(yǎng)液供給系統(tǒng)用水源的新水替換所述培養(yǎng)液；當所述種植箱100處于補料模式時，所述補給裝置向所述培養(yǎng)液供給系統(tǒng)內(nèi)添加養(yǎng)料。

所述控制系統(tǒng)包括pH傳感器、電導率傳感器及控制模塊。

所述pH傳感器用于感測所述培養(yǎng)液的pH值M，pH值是植物是否可進行正常生命活動的因素之一，通過檢測pH值可判斷培養(yǎng)液當前狀態(tài)是否滿足植物生存需求。

所述電導率傳感器用于感測所述培養(yǎng)液的電導率N，培養(yǎng)液中養(yǎng)料的濃度決定了培養(yǎng)液的電導率，通常情況下，電導率和養(yǎng)料濃度呈正比，通過檢測電導率可判斷當前培養(yǎng)液中養(yǎng)料是否滿足植物生存需求。

所述控制模塊用于根據(jù)所述pH值M與預設(shè)pH最大閾值M2和預設(shè)pH最小閾值M1的大小關(guān)系及所述電導率N與預設(shè)電導率最大閾值N2和預設(shè)電導率最小閾值N1的大小關(guān)系，控制所述種植箱的工作模式也即所述培養(yǎng)液供給系統(tǒng)及所述補給裝置的狀態(tài)以使所述培養(yǎng)液維持M1≤M≤M2且N1≤N≤N2。

這樣，通過檢測電導率和pH值，判斷當前培養(yǎng)液的狀態(tài)是否滿足植物生長需求，并根據(jù)檢測結(jié)果合理控制種植箱的工作模式，實現(xiàn)培養(yǎng)液的智能化控制，保證植物的正常生存。

在本發(fā)明一實施方式中，所述培養(yǎng)液供給系統(tǒng)包括用于存儲培養(yǎng)液的儲液箱31、進水組件、排液組件、及循環(huán)裝置。

具體的，所述儲液箱31用于存儲所述培養(yǎng)液，包括儲液箱箱體、位于所述儲液箱箱體上方的回液口、位于所述儲液箱箱體下方的供液口312、及補水口311。

所述進水組件連通所述儲液箱31和水源。所述進水組件包括進水管321和設(shè)置于所述進水管321上的進水泵322，所述進水管321通過所述補水口311與所述儲液箱31相連通。當所述進水泵322開啟時，水源的水可通過所述進水管321進入所述儲液箱31中。

所述循環(huán)裝置連通所述儲液箱31與所述承載件21，并使所述培養(yǎng)液于所述儲液箱31與所述收容空間201之間循環(huán)流動。當所述種植箱100開機時，所述循環(huán)裝置設(shè)置為持續(xù)工作。這樣，可保證種植箱100內(nèi)培養(yǎng)液的循環(huán)流動，使所述培養(yǎng)液保持濃度均勻。

進一步地，所述循環(huán)裝置包括連通所述承載件21和所述儲液箱31的回液管342和供液管341、以及水泵343。所述回液管342連通至所述回液口處，所述供液管341連通至所述供液口312處。當所述水泵343開啟時，所述水泵可為所述培養(yǎng)液的循環(huán)流動提供動力，以將所述收容空間201內(nèi)的培養(yǎng)液通過所述回液管342輸送回所述儲液箱21，以及將所述儲液箱21內(nèi)的培養(yǎng)液通過所述供液管341輸送至所述收容空間201，以形成培養(yǎng)液循環(huán)回路。

所述排液組件包括與所述回液管342相連通的三通閥332、及排液管331，所述排液管331連通所述三通閥332與所述種植箱100的外界。當所述三通閥332連通所述排液管331時，所述儲液箱31內(nèi)的所述培養(yǎng)液可通過所述排液管331排出所述種植箱100外。

進一步地，在本發(fā)明一實施方式中，所述控制系統(tǒng)還包括液位傳感器，所述液位傳感器用于感測所述儲液箱100中的液位H，所述控制模塊還用于根據(jù)所述液位H與預設(shè)液位最大值H2和預設(shè)液位最小值H1的大小關(guān)系控制所述進水組件、排液組件的開閉。

進一步地，在本發(fā)明一實施方式中，所述種植箱100的換水模式具體為：

所述控制模塊控制所述排液組件開啟，也即控制控制所述三通閥332連通所述回液管342和所述排液管331，以使所述培養(yǎng)液排出所述種植箱100外；期間所述液位傳感器實時監(jiān)測所述儲液箱31內(nèi)的所述培養(yǎng)液的液位H，且所述判斷模塊判斷所述液位H與預設(shè)液位最小值H1的大小關(guān)系；

當H≤H1時，所述控制模塊控制所述排液組件和所述進水組件共同開啟，也即保持所述三通閥332連通所述回液管342和所述排液管331的同時，開啟所述進水泵322，這樣可維持排出培養(yǎng)液的同時補入新水，保證植物不會完全脫離水環(huán)境；維持該過程一時間段，所述時間段為理論上可將所述培養(yǎng)液排凈的時間，可根據(jù)所述儲液箱31的體積、所述排液管331內(nèi)的培養(yǎng)液流速、所述進水管321內(nèi)的水流速來計算所得；

所述控制模塊控制所述三通閥332切換位置以使所述排液組件關(guān)閉，并控制所述進水組件保持開啟，以使水源的水持續(xù)進入所述培養(yǎng)液供給系統(tǒng)內(nèi)；期間所述液位傳感器實時監(jiān)測所述儲液箱31內(nèi)的所述培養(yǎng)液的液位H，且所述判斷模塊判斷所述液位H與預設(shè)液位最大值H2的大小關(guān)系；

當H≥H2時，所述控制模塊控制所述進水組件關(guān)閉，也即關(guān)閉所述進水泵322，完成換水過程。這樣，由于水源的水為適宜植物的生存，則完成換水過程之后，所述pH傳感器感測到的pH值M應(yīng)滿足M1≤M≤M2。

在本發(fā)明一實施方式中，所述補給裝置與所述儲液箱31相連通，以可控地向所述儲液箱31內(nèi)添加養(yǎng)料。養(yǎng)料在所述儲液箱31內(nèi)被溶解稀釋之后，再輸送給植物吸收。

進一步地，所述種植箱100的補料模式具體為：

所述控制模塊控制所述補給裝置開啟以向所述儲液箱31內(nèi)添加養(yǎng)料，隨著養(yǎng)料的加入，所述儲液箱31內(nèi)的培養(yǎng)液的電導率N逐漸變化，期間所述電導率傳感器實時監(jiān)測所述儲液箱31內(nèi)的培養(yǎng)液的電導率N；

當N1≤N≤N2時，所述控制模塊控制所述補給裝置關(guān)閉，完成補料過程。

進一步地，在本發(fā)明一實施方式中，判斷所述pH值M是否滿足條件的優(yōu)先級大于判斷所述電導率N是否滿足條件的優(yōu)先級。也即當M1≤M≤M2時，所述電導率傳感器開啟工作并用于感測所述培養(yǎng)液的電導率N。

進一步地，在本發(fā)明一實施方式中，當M＞M2也即培養(yǎng)液過堿、或M＜M1也即培養(yǎng)液過酸、或M1≤M≤M2且N＞N2也即培養(yǎng)液酸堿值適宜但養(yǎng)料過剩時，所述控制模塊控制所述種植箱執(zhí)行所述換水模式，后控制所述種植箱執(zhí)行所述補料模式。

具體的，當M＞M2、或M＜M1、或M1≤M≤M2且N＞N2時，所述排液組件開啟，至H≤H1時所述排液組件和所述進水組件共同開啟一時間段，后所述排液組件關(guān)閉且所述進水組件開啟直至H≥H2關(guān)閉，所述補給裝置開啟直至所述儲液箱31中的所述培養(yǎng)液滿足N1≤N≤N2。這樣，可實現(xiàn)所述儲液箱31內(nèi)的所述培養(yǎng)液的pH值M滿足M1≤M≤M2且其電導率N滿足N1≤N≤N2，進而使植物處于良好的培養(yǎng)液環(huán)境中。

相應(yīng)的，當M1≤M≤M2且N＜N1也即培養(yǎng)液酸堿值適宜但養(yǎng)料過少時，所述控制模塊控制所述種植箱100執(zhí)行補料模式，也即控制所述補給裝置開啟以向所述儲液箱31內(nèi)添加養(yǎng)料直至所述培養(yǎng)液的電導率N滿足N1≤N≤N2。

參看圖2，本發(fā)明另一實施方式還提供了一種如上所述的無土培育種植箱100的培養(yǎng)液控制方法，所述方法包括步驟：

S1、檢測種植箱的培養(yǎng)液的pH值M；

S2、判斷所述pH值M與預設(shè)pH最大閾值M2、預設(shè)pH最小閾值M1的大小關(guān)系；若M＞M2或M＜M1，控制所述種植箱開啟換水模式以使水源的水替換所述種植箱內(nèi)的所述培養(yǎng)液；

S3、檢測培養(yǎng)液的電導率N；

S4、判斷所述電導率N與預設(shè)電導率最大閾值N2、預設(shè)電導率最小閾值N1的大小關(guān)系；若N＞N2，控制所述種植箱開啟換水模式以使水源的水替換所述種植箱內(nèi)的所述培養(yǎng)液，后返回步驟S3；若N＜N1，控制所述種植箱開啟補料模式以向培養(yǎng)液中添加養(yǎng)料直至N1≤N≤N2。

進一步地，所述換水模式包括步驟：

開啟所述培養(yǎng)液補給系統(tǒng)的排液組件以將所述種植箱中的培養(yǎng)液排出所述種植箱直至所述培養(yǎng)液補給系統(tǒng)的儲液箱中的液位H不大于預設(shè)液位最小值H1；

開啟所述培養(yǎng)液補給系統(tǒng)的進水組件和所述培養(yǎng)液補給系統(tǒng)的排液組件一時間段后，關(guān)閉所述排液組件并開啟所述進水組件直至所述液位H不小于預設(shè)液位最大值H2。

進一步地，所述補料模式包括步驟：

開啟所述補給裝置以向所述培養(yǎng)液補給系統(tǒng)的儲液箱中添加養(yǎng)料并監(jiān)測培養(yǎng)液的電導率N；

判斷所述電導率N與預設(shè)電導率最大閾值N2、預設(shè)電導率最小閾值N1的大小關(guān)系；

若N1≤N≤N2，關(guān)閉所述補給裝置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益技術(shù)效果：通過檢測電導率和pH值，判斷當前培養(yǎng)液的狀態(tài)是否滿足植物生長需求，并根據(jù)檢測結(jié)果合理控制種植箱的工作模式，實現(xiàn)培養(yǎng)液的智能化控制，保證植物的正常生存。

上文所列出的詳細說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。