一种智能家庭菜园系统及其安装方法与流程

本发明涉及家庭园艺领域，具体为一种适用于家庭的智能菜园系统以及这种智能家庭菜园系统的安装方法。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，对绿色环保无污染的蔬菜瓜果需求越来越多，而市场上售卖的有机蔬菜瓜果价格昂贵，且无法保证其没有农药残留，目前城市兴起家庭花盆种菜，阳台种菜等新型方式，但是均未能得到城市广大用户的认同和普及，原因在于花盆种菜过于小巧产量不高，需人工施肥浇水管理浪费时间精力，且采用化学肥料不符合人们对有机蔬菜的期望，城市家庭生活需要一种简单的阳台种植菜园，既能装饰家庭，又能方便管理，且有可观的有机蔬菜瓜果产出。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题在于提供一种智能家庭菜园系统及其安装方法，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种智能家庭菜园系统，包括营养液发酵模块、营养液供应模块，栽培模块，控制模块，所述营养液发酵模块通过对生活垃圾三级发酵获得营养液，所述营养液供应模块一端连接营养液发酵模块，另一端连接栽培模块。

本发明中，所述营养液发酵模块包括三级发酵桶，其中一级发酵桶与二级发酵桶、二级发酵桶与三级发酵桶间均设置有营养液输送管道，营养液输送管道中设置有过滤装置，所述一级发酵桶上设置进料口，三级发酵桶上设置营养液输出口。

本发明中，所述营养液供应模块为循环式供应模块，包括密封水箱与供应管道，其中密封水箱连接所述三级发酵桶上的营养液输出口，所述供应管道前端连接密封水箱，后部串联各栽培模块后连接密封水箱。

本发明中，所述栽培模块包括横向放置且两端由盖帽密封的供水环保塑管，供水环保塑管顶部开口，从而使供水环保塑管内部形成一个横向容纳槽，容纳槽的槽深占供水环保塑管管径的4/5～5/6，所述容纳槽内设置有横向隔板，所述横向隔板将容纳槽分为上、下两个部分，其中上部为营养土层，下部为过水通道，营养土层和过水通道间还设置有若干竖向的吸水棒，吸水棒均匀地插设在隔板上。

本发明中，所述供水环保塑管顶部开口处间隔设置有多块可拆卸的挡板，挡板可沿水环保塑管顶部水平移动。

本发明中，所述控制模块包括传感器单元、执行单元和控制器，传感器单元与执行单元均与控制器连接，所述传感器单元包括设置在营养液发酵模块内的水位传感器、温度传感器，设置在营养液供应模块内的营养液浓度传感器、水位传感器、ph传感器、重金属传感器，设置在栽培模块内的湿度传感器，所述执行单元包括设置在营养液发酵模块、营养液供应模块内的水泵和电磁阀。

本发明中，所述控制模块还设置有wifi单元，所述控制模块通过网关与用户手机端连接。

本发明中还包括一种家庭菜园系统的安装方法，它包含以下步骤：

(1)营养液发酵模块的安装：将营养液发酵模块中的一级发酵桶、二级发酵桶、三级发酵桶并列放置，相邻发酵桶间安装营养液输送管道；其中一级发酵罐顶端安装太阳能加温装置，三级发酵桶内安装一个水泵，水泵通过管道与营养液输出口连接；

(2)栽培模块的安装：安装支架，将若干供水环保塑管横向放置在支架上，供水环保塑管从支架顶部到支架底部平行排列，供水环保塑管两端安装好盖帽，将隔板固定安装在供水环保塑管内部，并在隔板底部均匀插设多个与隔板竖向设置的吸水棒，隔板上方铺设一层无纺纱布，无纺纱布上铺设营养土层，此外，将挡板卡装在供水环保塑管顶部；

(3)营养液供应模块的安装：营养水箱放置在支架底部，将营养水箱顶部的进水口上安装一个双联水龙头，双联水龙头一头连接家庭自来水管，营养水箱内部安装水泵；

(4)控制模块的安装：控制器安装好后，安装各传感器和电磁阀，将各传感器、电磁阀、水泵与控制器连接；

(5)模块间组装：营养水箱上的双联水龙头另一头通过管道连接三级发酵桶上的营养液输出口，营养水箱内部的水泵连接供应管道，供应管道将支架上的供水环保塑管串联并最终连接营养水箱；

(6)控制模块调试：控制器与wifi模块连接，控制器通过网关与用户手机端连接并调试。

有益效果：本发明所述的一种智能家庭菜园系统及其安装方法，通过生活垃圾逐级发酵并转化成营养液，且营养液中的寄生虫卵和病原体在三级发酵的过程中逐渐死亡，营养液得到进一步地无害化，且方便浇灌的实施，节约了栽培过程中的营养成本；营养液供应模块为循环式供应系统，实现营养液的循环使用，节约原料；栽培模块由供水环保塑管改装成，中间隔板，上层栽培，下层过水，上、下层通过吸水棒进行吸水的设计环保高效，充分利用营养液供水供养分的同时，不污染营养液，使多余的营养液能回收并继续使用；该发明中营养液发酵模块，营养液供应模块，栽培模块分别与控制模块连接，控制模块通过网关与用户手机端连接，从而实现阳台菜园管理的智能化。

附图说明

图1为本发明的结构原理图。

图2为本发明较佳实施例中营养液发酵模块的结构示意图。

图3为本发明较佳实施例中营养液供应模块何栽培模块的结构示意图。

图4为办发明较佳实施例中营养液供应模块和栽培模块的侧面安装示意图。

图5为图4中供水环保塑管示意图。

其中：1、一级发酵桶；11、进料口；12、太阳能加温装置；2、二级发酵桶；3、三级发酵桶；31、营养液输出口；32、排气孔；4、营养液输送管道；5、排渣口；6、营养水箱；61、进水口；62、智能检测仪入口；63、自动式微潜水泵；64、回流水入口；7、供应管道；8、供水环保塑管；81、隔 板；82、吸水棒；83、盖帽；84、挡板；85、营养土层；9、支架。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

一种智能家庭菜园系统，如图1所述，该智能家庭菜园系统包括由控制模块连接的营养液发酵模块，营养液供应模块，栽培模块。

如图2所示的营养液发酵模块包括三级发酵桶，其中一级发酵桶1与二级发酵桶2、二级发酵桶2与三级发酵桶3间均设置有营养液输送管道4，营养液输送管道4中设置有过滤孔，孔径为5mm，其中一级发酵桶1顶部设置有进料口11，将日常家庭生活垃圾分类，选择能发酵的如饭菜残渣，饮料，鲜花枝叶，灰尘、淘米水等从进料口11倒入一级发酵桶1后将进料口11密封，一级发酵桶1顶部设置有太阳能加温装置12，一级发酵桶1内设置有温度传感器，控制器通过设置在太阳能加温装置12上的电磁阀控制加热，从而使发酵温度维持在一定的范围内，垃圾在一级发酵桶1内初步发酵后，通过营养液输送管道4进入二级发酵桶2内进行二次发酵，之后再通过营养液输送管道4进入三级发酵桶2内进行第三次发酵，营养液输送管道4上同样设置有5mm孔径的过滤孔，三次发酵后形成的营养液通过营养液输出口31输出，其中二级发酵桶2和三级发酵桶3顶部还设置有排气孔，发酵过程中产生的沼气可收集起来并加以利用，一级发酵桶1、二级发酵桶2、三级发酵桶3底部均设置有排渣口5，通过排渣口5排掉发酵桶内的残渣。

该较佳实施例中，一级发酵桶1，二级发酵桶2、三级发酵桶3的高度依次递减，相邻发酵桶间的营养液输送管道4通过连通器的原理输送营养液，当桶内营养液的高度高于与之相连的营养液输送管道4的最高高度时，营养液自然流入下一级发酵桶，所述一级发酵桶1，二级发酵桶2、三级发酵桶3内均设置有一个水位传感器，水位传感器与控制器连接，当水位高于或低于一定的水位线时，控制器报警。通过三级发酵的模式，生活垃圾逐级发酵并转化成营养液，且营养液中的寄生虫卵和病原体逐渐死亡，营养液得到进一步地无害化，且方便浇灌的实施。

三级发酵桶3底部设置有水泵，水泵通过管道连接营养液输出口31，营养液输出口31上设置有电磁阀，水泵与电磁阀均与控制模块连接，通过控制模块控制水泵和电磁阀的开启与关闭时间。

营养液输出口31连接营养液供应模块中的营养水箱6，营养水箱6为密封水箱，经过三级发酵后的营养水通过进水口61进入营养水箱6，营养水箱6通过箱底设置的自动式微潜水泵63将营养液泵入供应管道7，供应管道7连接第一个供水环保塑管8，供水环保塑管8横向放置，其顶部开口，内部由隔板81分成上、下两部分，隔板81下方为过水通道，隔板81上方为营养土层，隔板81与营养土层中间还设置有一层无纺布，防止营养土层上的土粒通过隔板81上的孔掉落到过水通道里面，影响营养水的循环使用，营养土层上栽种有各种蔬菜，花草等，过水通道和营养土层间间隔设置有多个吸水棒82，吸水棒82由耐用的吸水高分子材料制成，吸水棒82一头从过水通道内汲取水分，另一头镶嵌在隔板81并对隔板上的营养土层进行供水，供水环保塑管8两端设置有盖帽83，盖帽83将供水环保塑管8两端封闭起来，进水端的盖帽83与供水环保塑管8之间设置有供水龙头和水位控制阀，水位调控阀与控制模块连接，控制模块设置水位并通过水位控制阀控制水龙头的放水，供水环保塑管8出水端通过供应管道7连接至下一个供水环保塑管8，提供营养液，从而将各个供水环保塑管8串联起来，最后一个供水环保塑管8的末端通过供应管道7连接到营养水箱6顶部的回流水入口64，多余的营养液回到营养水箱6，从而构成一个循环的营养液供应系统。

供水环保塑管8顶部还间隔设置有多块可拆卸的挡板，挡板与供水环保塑管8顶端两侧卡合，且可沿水环保塑管顶部水平移动，栽种蔬菜瓜果过程中需要有间隔，通过多块挡板在供水环保塑管8移动形成一定的空格，从而方便播种，且蔬菜瓜果植株在生长的过程中，通过挡片能减少营养土层里面的水分蒸发，不需要的时候，可将挡板分别从供水环保塑管8顶部拆卸下来。

营养水箱6内设置有水位传感器、营养液浓度传感器、ph传感器和重金属传感器，此外，营养水箱6上还设置有带电磁阀的自来水管，自来水管连接生活用水，该电磁阀与位于箱底的自动式微潜水泵63均与控制器连接，控制器可设置合适的营养液浓度范围，当营养液浓度浓度不在这个范围内时， 控制器可相应控制营养液输出口31上的电磁阀和自来水管上的电磁阀开启，从而使营养液浓度维持在一定范围内，控制器可设置营养水箱6的水位限值，ph限值，重金属含量限值，当营养水箱6内的营养水的相关指标超标时，控制器报警。

本较佳实施例中，营养土层内设置有与控制器连接的湿度传感器，控制器可设置营养土层的湿度最低值和最高值，当湿度传感器传给控制器的数据小于最低值时，控制器控制自动式微潜水泵63开启，开始供水，供水时间可通过控制器控制，当湿度传感器传给控制器的数据小于最高值时，控制器报警。

此外，栽培模块旁边设置有与控制器连接的诱杀虫灯以及发光装置，通过控制模块的设置定期对栽培模块进行补光以及诱杀害虫。

本较佳实施例中，控制器设置有wifi模块，控制器通过网关与手机用户端连接，从而用户可实时管理菜园系统，给用户带来方便。

本较佳实施例的安装包括如下步骤：

营养液发酵模块的安装：将50l的一级发酵桶1、40l的二级发酵桶2、30l的三级发酵桶3并列放置，三个发酵桶的高度呈梯度递减的趋势，相邻发酵桶间安装一根营养液输送管道4，营养液输送管道4内部设置有5mm左右的过滤孔，一级发酵桶1顶端安装太阳能加温装置12，三级发酵桶3内安装一个通过管道与营养液输出口31连接的水泵。

栽培模块的安装：如图4和图5所示，栽培模块安装在三级发酵桶3旁边，安装好支架9后，将3根供水环保塑管8横向放置在支架9上，3根供水环保塑管8从支架9顶部到支架9底部平行排列，供水环保塑管8两端安装有盖帽83，将隔板81固定安装在供水环保塑管8内部，并在隔板81底部均匀插设多个与隔板81竖向设置的吸水棒82，隔板上方铺设一层无妨纱布，无纺纱布上铺设营养土层85，此外，挡板84卡装在供水环保塑管8顶部。

营养液供应模块的安装：营养水箱6放置在支架9底部，营养水箱6设置成横截面为椭圆形的柱体，将营养水箱6顶部的进水口上安装一个双联水龙头，双联水龙头的一端连接家庭自来水管，营养水箱6底部安装一个水泵。

控制模块的安装：控制器安装在中间的供水环保塑管8一侧，一级发酵 桶1、二级发酵桶2和三级发酵桶3内均安装一个水位传感器，其中一级发酵桶1内还安装有一个温度传感器，营养水箱6内安装一个营养液浓度传感器，一个水位传感器、一个温度传感器、一个ph传感器和一个重金属传感器；三级发酵桶3上的营养液输出口31以及双联水龙头上均安装电磁阀，将各水泵，传感器以及电磁阀与控制器连接。

模块间组装：营养水箱6上的双联水龙头的另一端通过管道连接三级发酵桶3上的营养水输出口31，营养水箱6底部的水泵连接供应管道7，供应管道7将支架9上的供水环保塑管8串联并最终回到营养水箱9。

控制模块调试：控制器与wifi模块连接，并通过网关与用户手机端连接并调试。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。