CN111937731A - 一种立式封闭蔬菜种植装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立式封闭蔬菜种植装置，包括：立体箱、控制箱、营养液容器、二氧化碳发生器；立体箱与设置在营养液容器上部的进液管和设置在营养液容器下部出液管连接；进液管上设置进液泵；出液管上设置出液泵，出液管与立体箱连接的一端设置进口电磁阀；所述的出液管管体上设置支管与二氧化碳发生器的出气口连接，支管上设置供气电磁阀；立体箱外侧设置出气管并安装出口电磁阀，内部设置托盘、补光灯、加热管、温湿度变送器、二氧化碳浓度变送器；立体箱顶部设置气泵；门控制箱通过WIFI模块接入互联网，实现与计算机或移动设备连接通信功能；该蔬菜种植装置对温度、光照、水分、空气、营养液等环境因子实现精细化、智能化、自动化管理。

Description

一种立式封闭蔬菜种植装置

技术领域

本发明涉及蔬菜种植技术领域，具体涉及一种立式封闭蔬菜种植装置。

背景技术

蔬菜是人们生活中不可缺少的食物．蔬菜产量的高低和品质的好坏，一方面决定于蔬菜本身的遗传特性，另一方面决定于外界环境因子(温度、光照、水分、空气等)，因此，可以采取适当的农业技术措施，创造优良的环境条件，促进蔬菜的生长发育，从而获得优质高产。为了有效解决传统土壤培养中水分、空气和养分的供应难题，使作物根系处于最适宜的生长环境条件，从而充分发挥作物的增产潜力，无土栽培技术孕育而生，解决了沙漠、盐碱地、戈壁等地区对于蔬菜需求的问题；而传统的无土栽培技术对蔬菜的种植的外界环境因子因子并没有完全实现精细化管理，一般采用较大规模的种植，无法满足家庭定制化的需求。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种立式封闭蔬菜种植装置，该蔬菜种植装置采用无土栽培技术，对温度、光照、水分、空气、营养液等环境因子实现精细化、智能化、自动化管理，最大限度的提高了蔬菜生长效率，可根据个人需求种植，其占地面积小，适合家用，实现在一些用户在家中种植蔬菜。

为实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种立式封闭蔬菜种植装置，包括：立体箱、控制箱、营养液容器、二氧化碳发生器；所述的立体箱与设置在营养液容器上部的进液管和设置在营养液容器下部出液管连接；进液管上设置进液泵，进液管与营养液容器连接的一端设置进液电磁阀；出液管上设置出液泵，出液管与营养液容器连接的一端设置出液电磁阀，出液管与立体箱连接的一端设置进口电磁阀；所述的出液管管体上设置支管与二氧化碳发生器的出气口连接，支管上设置供气电磁阀；所述的立体箱为透明立式长方体结构，外侧设置出气管并安装出口电磁阀，内部设置无土栽培用的托盘、用于蔬菜光合作用的补光灯、用于提升内部环境温度的加热管、采集内部温度和湿度数据的温湿度变送器、采集内部二氧化碳含量的二氧化碳浓度变送器；所述的立体箱顶部设置与出液管端部连接的气泵；立体箱上设置可与其密封盖合的箱门；所述的控制箱与进液电磁阀、出液电磁阀、进液泵、出液泵、补光灯、出口电磁阀、进口电磁阀、加热管、气泵、供气电磁阀的控制端连接；所述的控制箱与温湿度变送器、二氧化碳浓度变送器的通信端连接；所述的控制箱内部设置控制电路，控制电路内设置WIFI模块；控制箱通过WIFI模块接入互联网，实现与计算机或移动设备连接通信功能。

优选的，所述的立体箱内部分成三层以上的空间结构，每层空间内设置托盘、补光灯、加热管、温湿度变送器、二氧化碳浓度变送器；每层空间都分别与进液管和出液管连接，每层空间上与出液管的连接处设置一个进口电磁阀；所述的营养液容器被分为和立体箱层数相同的多个空间，每个空间上部分别连接进液管并分别设置进液电磁阀，每个空间下部分别连接出液管并分别设置出液电磁阀。

优选的，所述的控制箱2内的控制电路包括主控制电路和辅助控制电路，主控制电路内设置有PLC和控制板；PLC的数字量输出模块与进液电磁阀、出液电磁阀、出口电磁阀、进口电磁阀、供气电磁阀的控制端连接；所述的PLC的数字量输出模块通过接触器分别与进液泵、出液泵、加热管、气泵、补光灯的控制端连接；所述的控制板上设置有处理器模块、触摸屏、WIFI模块、以太网接口；控制板通过以太网接口与PLC连接；处理器模块与接触摸屏、WIFI模块、以太网接口连接。

优选的，所述的进液管与立体箱每层空间的连接处位于该层内部托盘的侧边上，连接处设置型突出结构。

优选的，所述的出液管管体上设置的与二氧化碳发生器连接的支管带有U型折弯，折弯处设置供气电磁阀，出液管的管体与支管的连接部位为水平走向。

优选的，所述的营养液容器上方开口并设置紫外灯，PLC通过通过接触器与紫外灯控制端连接。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

该蔬菜种植装置采用无土栽培技术，通过全封闭空间对温度、光照、水分、空气、营养液等环境因子实现精细化、智能化、自动化管理，最大限度的提高了蔬菜生长效率，可根据个人需求种植，其占地面积小，适合家用，实现在一些用户在家中种植蔬菜；该装置的立体箱内部设置成多层空间，每层空间温度、二氧化碳浓度、湿度、光照、营养液分别控制，用户可更具需求在不同的空间内种植不同种类的蔬菜。

附图说明

图1为本发明一种立式封闭蔬菜种植装置的结构示意图。

图2为本发明一种立式封闭蔬菜种植装置的主控制电路图。

图3为本发明一种立式封闭蔬菜种植装置的辅助控制电路图。

图4为本发明一种立式封闭蔬菜种植装置的控制板连接示意图。

图中：立体箱1、控制箱2、营养液容器3、进液管4、出液管5、二氧化碳发生器6、进液电磁阀7、出液电磁阀8、进液泵9、出液泵10、托盘11、补光灯12、出口电磁阀13、进口电磁阀14、温湿度变送器15、二氧化碳浓度变送器16、加热管17、PLC18、供气电磁阀19、控制板20、处理器模块21、触摸屏22、WIFI模块23、以太网接口24、气泵25、紫外灯26、箱门27。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1、2所示在本发明的一个实施例中，一种立式封闭蔬菜种植装置，包括：立体箱1、控制箱2、营养液容器3、二氧化碳发生器6；所述的立体箱1与设置在营养液容器3上部的进液管4和设置在营养液容器3下部出液管5连接，实现营养液容器3内的营养液在立体箱1内循环；进液管4上设置进液泵9，进液管4与营养液容器3连接的一端设置进液电磁阀7；出液管5上设置出液泵10，出液管5与营养液容器3连接的一端设置出液电磁阀8，出液管5与立体箱1连接的一端设置进口电磁阀14；所述的出液管5管体上设置支管与二氧化碳发生器6的出气口连接，支管上设置供气电磁阀19，实现了出液管5液、气两用的管道；所述的立体箱1为透明立式长方体结构，外侧设置出气管并安装出口电磁阀13，内部设置无土栽培用的托盘11，用于蔬菜光合作用的补光灯12，用于提升内部环境温度的加热管17、采集内部温度和湿度数据的温湿度变送器15、采集内部二氧化碳含量的二氧化碳浓度变送器15；所述的立体箱1顶部设置与出液管5端部连接的气泵25；立体箱1上设置可与其密封盖合的箱门27；所述的控制箱2与进液电磁阀7、出液电磁阀8、进液泵9、出液泵10、补光灯12、出口电磁阀13、进口电磁阀14、加热管17、气泵25、供气电磁阀19的控制端连接；所述的控制箱2与温湿度变送器15、二氧化碳浓度变送器16的通信端连接；所述的控制箱2内部设置控制电路，控制电路内设置WIFI模块23；控制箱2通过WIFI模块23接入互联网，实现与计算机或移动设备连接通信功能；实现通过软件或APP控制本装置工作。

具体工作时：将蔬菜苗或者种子定植在托盘11内，通过软件或APP选择对应的蔬菜种类，在营养液容器3中加入该种蔬菜的营养液并加入一定量的水混匀；控制箱2定时控制出液泵10、进液电磁阀7、出液电磁阀8、进口电磁阀14开启，将营养液送入托盘11中，然后定时开启进液电磁阀7、进液泵9对托盘11营养液抽回到营养液容器3中，实现托盘11中营养液的定时更换；此外，控制箱2通过采集立体箱1内部温度、湿度数据，控制加热管17升温加湿（在密闭的立体箱1内升高温度，可提高蔬菜蒸发量，提高湿度）或打开出口电磁阀13及气泵25换气降温或降低湿度，尤其在北方高原地区使用时适当进行加热升温；控制箱2通过采集内部二氧化碳浓度数据，控制供气电磁阀19、出口电磁阀13、进口电磁阀14打开（立体箱1上的出口位于箱体上部，出液管5与立体箱1的连接处位于箱体的下部）电磁阀13、进口电磁阀14打开提高二氧化碳浓度；通过控制补光灯12控制蔬菜的光照时间；实现对不同种类的蔬菜其种植环境（温度、二氧化碳浓度、湿度、光照、营养液）的精细化管理，提高蔬菜的生长速度。

具体的，所述的立体箱1内部分成三层以上的空间结构，每层空间内设置托盘11、补光灯12、加热管17、温湿度变送器15、二氧化碳浓度变送器15；每层空间都与进液管4和出液管5连接，每层空间上与出液管5的连接处设置一个进口电磁阀14；所述的营养液容器3被分为和立体箱1层数相同的多个空间，每个空间上部分别连接进液管4并分别设置进液电磁阀7，每个空间下部分别连接出液管5并分别设置出液电磁阀8；实现立体箱1内部每一层空间分别对应营养液容器3的一个空间，为其分配不同的营养液，且实现每层温度、二氧化碳浓度、湿度、光照、营养液分别控制，用户可更具需求在不同的空间内种植不同种类的蔬菜。

具体的，如图2、3所示，所述的控制箱2 内的控制电路包括主控制电路（图2）和辅助控制电路（图3），主控制电路内设置有PLC18和控制板20，PLC18包括必要的数字量输出模块、RS485通信模块、CPU模块以及电源模块；所述的PLC18的数字量输出模块与进液电磁阀7、出液电磁阀8、出口电磁阀13、进口电磁阀14、供气电磁阀19的控制端连接；所述的PLC18的数字量输出模块通过接触器分别与进液泵9、出液泵10、加热管17、气泵25、补光灯12的控制端连接；所述的控制板20上设置有处理器模块21、触摸屏22、WIFI模块23、以太网接口24；控制板20通过以太网接口24与PLC18连接；处理器模块21可选择以ARM9为处理核心的核心板并且至少带有一路并行接口接触摸屏22，一路串行接口接WIFI模块23和MII接口接以太网接口24。

具体的，所述的进液管4与立体箱1每层空间的连接处位于该层内部托盘11的侧边上，连接处设置U型突出结构，有效防止水回流出，只有在进液泵9工作时，可以将托盘11内部营养液抽出，托盘11内部营养液量则根据进液泵9、出液泵10的流量结合工作时间进行控制。

具体的，所述的出液管5管体上设置的与二氧化碳发生器6连接的支管带有U型折弯，折弯处设置供气电磁阀19，出液管5的管体与支管的连接部位为水平走向，防止液体倒灌流入二氧化碳发生器6中。

具体的，所述的营养液容器3上方开口并设置紫外灯26，对营养液进行杀菌，PLC18通过通过接触器与紫外灯26控制端连接。

Claims (6)

1.一种立式封闭蔬菜种植装置，包括：立体箱、控制箱、营养液容器、二氧化碳发生器；其特征在于：所述的立体箱与设置在营养液容器上部的进液管和设置在营养液容器下部出液管连接；进液管上设置进液泵，进液管与营养液容器连接的一端设置进液电磁阀；出液管上设置出液泵，出液管与营养液容器连接的一端设置出液电磁阀，出液管与立体箱连接的一端设置进口电磁阀；所述的出液管管体上设置支管与二氧化碳发生器的出气口连接，支管上设置供气电磁阀；所述的立体箱为透明立式长方体结构，外侧设置出气管并安装出口电磁阀，内部设置无土栽培用的托盘、用于蔬菜光合作用的补光灯、用于提升内部环境温度的加热管、采集内部温度和湿度数据的温湿度变送器、采集内部二氧化碳含量的二氧化碳浓度变送器；所述的立体箱顶部设置与出液管端部连接的气泵；立体箱上设置可与其密封盖合的箱门；所述的控制箱与进液电磁阀、出液电磁阀、进液泵、出液泵、补光灯、出口电磁阀、进口电磁阀、加热管、气泵、供气电磁阀的控制端连接；所述的控制箱与温湿度变送器、二氧化碳浓度变送器的通信端连接；所述的控制箱内部设置控制电路，控制电路内设置WIFI模块；控制箱通过WIFI模块接入互联网，实现与计算机或移动设备连接通信功能。

2.根据权利要求1所述的一种立式封闭蔬菜种植装置，其特征在于：所述的立体箱内部分成三层以上的空间结构，每层空间内设置托盘、补光灯、加热管、温湿度变送器、二氧化碳浓度变送器；每层空间都分别与进液管和出液管连接，每层空间上与出液管的连接处设置一个进口电磁阀；所述的营养液容器被分为和立体箱层数相同的多个空间，每个空间上部分别连接进液管并分别设置进液电磁阀，每个空间下部分别连接出液管并分别设置出液电磁阀。

3.根据权利要求2所述的一种立式封闭蔬菜种植装置，其特征在于：所述的控制箱内的控制电路包括主控制电路和辅助控制电路，主控制电路内设置有PLC和控制板；PLC的数字量输出模块与进液电磁阀、出液电磁阀、出口电磁阀、进口电磁阀、供气电磁阀的控制端连接；所述的PLC的数字量输出模块通过接触器分别与进液泵、出液泵、加热管、气泵、补光灯的控制端连接；所述的控制板上设置有处理器模块、触摸屏、WIFI模块、以太网接口；控制板通过以太网接口与PLC连接；处理器模块与接触摸屏、WIFI模块、以太网接口连接。

4.根据权利要求2所述的一种立式封闭蔬菜种植装置，其特征在于：所述的进液管与立体箱每层空间的连接处位于该层内部托盘的侧边上，连接处设置型突出结构。

5.根据权利要求2所述的一种立式封闭蔬菜种植装置，其特征在于：所述的出液管管体上设置的与二氧化碳发生器连接的支管带有U型折弯，折弯处设置供气电磁阀，出液管的管体与支管的连接部位为水平走向。

6.根据权利要求1所述的一种立式封闭蔬菜种植装置，其特征在于：所述的营养液容器上方开口并设置紫外灯，PLC通过通过接触器与紫外灯控制端连接。

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