一種室內植物的智能培養(yǎng)系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動通風、自動調光和培養(yǎng)液循環(huán)的室內植物培養(yǎng)技術，特別涉及一種室內植物的智能培養(yǎng)系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著人們生活水平的提高，大家越來越關注飲食安全。目前隨著農業(yè)之類的化學用品廣泛的使用，越來越多的殺蟲劑和催熟劑用在我們天天吃的植物中。很多城市居民表示原來不敢吃肉現在連蔬菜也吃的提心吊膽。使得大家對擁有自家菜園的期望越來越高。但是城里的居民基本上都不會種菜，所以很有必要為他們提供一種高智能化的室內植物培養(yǎng)模式?，F在很多盆栽或室內培養(yǎng)架都是采用土培，經常要澆水施肥十分麻煩并且人們也往往沒時間去打理，所以水培方式越來越引起大家關注。由于在室內培養(yǎng)，光照不好，所以有效的提供光照對植物的光合作用和生長有著重大的影響，目前很多培養(yǎng)架都是采用普通光管以額定功率24小時給植物提供光源。首先普通光管不能提供植物最佳的光譜以供植物光合作用，其次十分的浪費能源，所以本設計實用紅、藍、白三種LED燈作為植物光源，能夠提供植物所需的光譜;并且通過光傳感器檢測光照強度，調整LED的光強，在保證滿足植物的需求下盡量減少能源消耗。其次本設計加入自動通風模塊，可以加速氣體流動降低植物表面溫度并且增強植物光合作用；更有專家提出通風可以增加植物運動，使植物生長更加穩(wěn)健。
[0003]中國專利CN104067927 A公布了一種植物培養(yǎng)架，涉及生物工程技術領域，為解決現有的植物培養(yǎng)架浪費水資源等問題而設計。該植物培養(yǎng)架包括框架，框架自上而下由隔板分割為多個空間層，最底層的空間層設置有營養(yǎng)液箱，其他空間層內設置有植物培養(yǎng)箱，設置有植物培養(yǎng)箱的空間層的頂部安裝有照明燈，照明燈上設置有熱沉，熱沉內具有冷卻水道，每個植物培養(yǎng)箱均通過第一水栗與營養(yǎng)液箱連接，通過第二水栗與熱沉內的冷卻水道連接。營養(yǎng)液箱內的營養(yǎng)液通過第一水栗輸送至植物培養(yǎng)箱內，營養(yǎng)物質被植物吸收，而剩余的水則通過第二水栗輸送至熱沉內的冷卻水道對照明燈進行冷卻，冷卻效果好，且大大節(jié)約了水資源。但是上述專利缺乏光的自動調節(jié)，并且沒有自動通風功能。
[0004]中國專利CN104542049 A公布了一種適合多種植物區(qū)別養(yǎng)殖、可根據土壤濕度自動灑水的全自動室內植物培養(yǎng)系統(tǒng)。包括防水臺體，其結構要點防水臺體上由隔板分割成多個種植區(qū)域，每個種植區(qū)域內均設置有一個土壤濕度傳感器，每個土壤濕度傳感器的輸出端口分別與計算機輸入端口相連所述防水臺體的上方相應于每個種植區(qū)域均設置有灑水頭，每個灑水頭均通過一個電磁閥與進水管連通每個電磁閥的控制端口分別與所述計算機的輸出端口相連。但是上述專利為土培方式，并且沒有考慮室內光照、通風等環(huán)境并不十分理想。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種室內植物的智能培養(yǎng)系統(tǒng)，該智能培養(yǎng)系統(tǒng)的結構簡單，使用方便。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過下述技術方案實現:一種室內植物的智能培養(yǎng)系統(tǒng)，包括:控制板、光傳感器、溫度傳感器、Pmi調制器、燈板、繼電器、風扇和循環(huán)水栗;控制板可以采用型號為mini 2440的ARM芯片;所述燈板可以為LED燈板;所述光傳感器、溫度傳感器、PffM調制器、繼電器和循環(huán)水栗均與控制板連接;燈板和PWM調制器連接，風扇和繼電器連接;所述溫度傳感器的信號輸出端接控制板的I/O 口輸入接口，所述風扇中間接入繼電器并將繼電器接到控制板I/O口的輸出接口 ；所述光照傳感器的信號輸出端接控制板的串口，所述LED光板通過驅動器接的控制板的PWM輸出口 ；
[0007]所述光傳感器用于檢測現場光照，控制板循環(huán)采集光傳感器檢測的數據，控制板將采集的光照與預先設定的光照進行比較，當采集的光照大小大于預先設定的光照大小時，控制板發(fā)送一個高占空比信號給PWM調制器，PWM調制器控制LED燈板，增強燈亮度;如果采集的光照大小小于預先設定的光照大小時，控制板發(fā)送一個底占空比信號給PWM調制器，PWM調制器將控制LED燈板，降低燈亮度;溫度感器檢測現場溫度，控制板循環(huán)采集溫度感器檢測的數據，控制板將采集的溫度與預先設定的溫度進行比較，當采集的溫度值大于預先設定的溫度值時，控制板將發(fā)送一個高電平信號給繼電器，使繼電器閉環(huán)，從而打開風扇進行通風;如果采集的溫度值小于預先設定的溫度值時，控制板將發(fā)送一個低電平信號給繼電器，使繼電器斷開，從而關閉風扇;控制板定時發(fā)送高低電平給循環(huán)水栗，從而實現水循環(huán);溫度傳感器、控制板與風扇實現閉環(huán)自動通風，光照傳感器、控制板與LED光板實現光閉環(huán)自動控制。
[0008]為了使本發(fā)明的智能培養(yǎng)系統(tǒng)更加方便使用，所述智能培養(yǎng)系統(tǒng)還設計有培養(yǎng)架，所述培養(yǎng)架具有均與連接桿固定連接的底層培養(yǎng)液容器、下層培養(yǎng)槽、上層培養(yǎng)槽和頂層LED光板，上層培養(yǎng)槽的底部安裝有LED燈板，用于給下層培養(yǎng)槽中的植物提供光照;所述上層培養(yǎng)槽和下層培養(yǎng)槽上均放置一塊泡沫板，泡沫板上放有定植籃;底層培養(yǎng)液容器中放置有循環(huán)水栗，所述循環(huán)水栗通過繼電器連接到控制板的I/O輸出口，所述控制板控制循環(huán)水栗定時將培養(yǎng)液從底層培養(yǎng)液容器中抽到最上層培養(yǎng)槽中，然后上層培養(yǎng)槽內的培養(yǎng)液在重力的作用下從上層培養(yǎng)槽的出口流入下層培養(yǎng)槽中，最后經過下層培養(yǎng)槽重新流入底層培養(yǎng)液容器中。
[0009]所述培養(yǎng)架培的尺寸最好為:長850mm、寬400mm、高1600mm;所述的培養(yǎng)槽長850mm、寬400m、深110mm;培養(yǎng)槽另一端離培養(yǎng)槽底部50mm處開有一個直徑為20mm的出水口，保證培養(yǎng)液深為50mm?60mm;所述泡沫板長850mm、寬400m、高245mm;泡沫板上開有4行6列直徑為32mm的圓孔24個，圓孔寬距和長距分別為80m和120mm，每個圓孔上面有定植籃。
[0010]所述定植籃杯身和底部均為鏤空狀，有利于通風。
[0011]所述培養(yǎng)架從下到上依次為底層培養(yǎng)液容器、下層培養(yǎng)槽、上層培養(yǎng)槽和頂層LED光板，所述底層培養(yǎng)液容器、下層培養(yǎng)槽、上層培養(yǎng)槽和頂層LED光板與四根連接桿固定連接。
[0012]本發(fā)明的目的也可以通過以下技術方案實現:一種室內植物的智能培養(yǎng)系統(tǒng)，可以包括培養(yǎng)架和控制電路；
[0013]所述培養(yǎng)架的尺寸可以為:長850mm、寬400mm、高1600mm，所述培養(yǎng)架的架體從外觀上看雖然有4層，但是用來種植物的卻主要只有中間兩層，最上面的是一層LED燈板用來給下面的第三層培養(yǎng)槽植物層提供光照，第三層底部還貼有一塊LED燈板，用來給第二層培養(yǎng)槽植物層提供光照。底部是培養(yǎng)液容器層，用來裝新鮮的培養(yǎng)液。水栗就放在培養(yǎng)液容器里，將培養(yǎng)液抽到第三層培養(yǎng)槽，再從第三層培養(yǎng)槽流入第二層培養(yǎng)層，最后回流入底層培養(yǎng)液容器中實現培養(yǎng)液循環(huán)。
[0014]所述控制電路包括光自動調節(jié)、風扇自動控制和培養(yǎng)液循環(huán)控制。首先將光傳感器安裝在架體適當的位置中，通過光傳感器檢測到室內的光強，然后將光強信息傳遞給控制板，控制板通過比較傳遞回來的外界實時光強和設定的最佳光強，然后改變PWM波形的占空比大小，從而調節(jié)LED燈板亮度，最終實現光的自動調節(jié);風扇自動控制是通過溫度傳感器與控制板輸入I/O 口連接，溫度傳感器實時檢測室內溫度。然后將溫度值通過I/O 口傳遞給控制板，當溫度達到事先設定的上限溫度時，控制板通過輸出I/O口輸出高電平，繼電器動作吸合使風扇回路接通，風扇開始轉動。當溫度傳感器檢測到溫度低于上限溫度值時，同理繼電器斷開使風扇回路斷路，風扇停止轉動，以實現自動通風;培養(yǎng)液循環(huán)實現是通過將繼電器接在水栗和控制板之間，通過程序計時每隔一段時間讓控制板輸出高電平或低電平使繼電器接通或斷開，從而使水栗抽水或不抽水，實現培養(yǎng)液定時循環(huán)。
[0015]本發(fā)明相對于現有技術具有如下的優(yōu)點及效果:
[0016]1、本發(fā)明的智能培養(yǎng)系統(tǒng)結構簡單，易于推廣，使用方便，是一種智能化的室內植物培養(yǎng)模式，實現了讓人們簡單方便的吃上自己種的蔬菜。
[0017]2、本發(fā)明采用了兩個閉環(huán)控制和一個水栗循環(huán)控制，解決了如何讓植物在室內更易生長并且易于管理的問題;其中的溫度傳感器、控制板與風扇實現閉環(huán)自動通風，光照傳感器、控制板與LED光板實現光閉環(huán)自動控制。本設計也涉及到培養(yǎng)架外型、架體尺寸、培養(yǎng)槽尺寸、種植泡沫尺寸與開口等具體實現。本發(fā)明的創(chuàng)新點在于不僅能夠實現普通培養(yǎng)架培養(yǎng)液的循環(huán)吸收方式，并且增加了自動通風和自動調光兩個新技術。通過光的自動調節(jié)，不但使植物充分的利用光照進行光合作用并且節(jié)約能源；而自動通風的實現，一定程度上可以起到降溫的作用，并且加快空氣流動，利于植物光合作用，還促進了植物