一种基于云平台的智能立体式家庭菜园装置的制作方法

本发明属于城市家庭种植技术领域，涉及一种基于云平台的智能立体式家庭菜园装置。

背景技术：

改革开放以来，我国的经济得到了快速发展，人民的生活逐渐步入小康水平。然而，经济快速发展的同时带来了一些不可避免的社会问题，比如，关乎国计民生的食品安全问题，一直以来各种骇人听闻的消息成为了各大媒体争相报道的热点，即使国家出台相关法律，也始终无法彻底根除食品安全隐患。不仅如此，调查表明我国市场上47%左右的蔬菜农药含量超过了安全标准，一些菜农为了保证蔬菜的产量，不仅在蔬菜生长期间大量使用农药，而且在蔬菜运输保存的过程中，为了保持蔬菜的色泽违规使用各种化学药品，致使蔬菜农药残留居高不低，严重影响了我国人民的身心健康。

为了解决上述问题，仅仅依靠国家管控是远远不够的，必须人人参与、人人监督，除此之外，发展家庭菜园也是让人民吃上放心蔬菜的有效途径，就我国而言（抛开农村不谈），发展家庭种植业最大的困难就是空间和时间的限制。目前，国内外提出很多关于建立和实现家庭菜园的方案，有些依靠无土栽培技术，提出结合现代化科技实现智能家庭菜园，在一定意义上，解决了城镇居民空间限制的问题，但是，无土栽培需要专业技术的支持，并不适合大众普及；还有些采用立体化传统种植方法，操作简单不需要专业基础的支持，缺点在于复杂的种植工艺不仅没有带来生活的乐趣，反而增加了人们生活的负担。

中国专利申请（CN 103718890 A）和中国专利申请（CN 203407286 U）均公布了一种智能家庭菜园种植系统，两者有很多共同的地方，比如，在设计上都采用立体化设计，LED灯光温度调节、杀虫、采光等，前者最大的优势在于能够智能调节温湿度和二氧化碳气体配比，后者最大的优势在于采用中心轴旋转方式，实现了无盲区采摘和种植，但是，两者的缺点也显而易见，其一，两者都提出智能控制方案，但是，没有具体指明设计思路，检测系统讲解的过于模糊；其二，没有充分挖掘利用感知数据，传统经验上的控制已经无法满足智能控制的要求；其三，两者提供的种植环境过于单一，不适合多种类蔬菜混合种植。

由此可见，设计出既能提供多种种植环境适应不同种类的蔬菜，同时，还能利用大数据挖掘分析改进种植方法非常有必要。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于云平台的智能立体式家庭菜园装置，采用多层立体化设计合理利用空间资源；远程控制，弹性复合养殖，合理利用资源，生态养殖，以解决现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种基于云平台的智能立体式家庭菜园装置，包括立体种植柜，立体种植柜包括种植区和位于种植区顶部的存储区，种植区采用隔热板隔离成多个蔬菜种植单元，每个隔热板上设置有加热器、照明装置和喷水装置，存储区通过玻璃隔板隔成多个区域，多个区域包括蓄水池、控制柜放置腔和存放不同营养液的多个营养液池，蓄水池通过水总管的多个分支管道一连接到每个喷水装置，营养液池通过营养液总管的多个分支管道二连接到喷水装置，每个分支管道一和分支管道二上设置有喷水电磁阀和营养液电磁阀。

优选的，上述一种基于云平台的智能立体式家庭菜园装置，还包括门，门推拉式地连接到立体种植柜上，门上设置有换气扇，立体种植柜内安装有CO₂传感器。

优选的，上述每个蔬菜种植单元安装有土壤温湿度传感器和光照传感器，还包括立体种植柜内安装的环境温湿度传感器。

优选的，上述多个隔热板可活动地连接到立柱上，每个隔热板底部设置有对称的四个限位装置，每个限位装置可拆卸地连接在立柱上，立柱采用四根，其两端分别连接在立体种植柜内上下侧壁。

优选的，上述每个限位装置包括紧贴管和锁紧螺母，紧贴管套接在立柱上，紧贴管下端部设置有管螺纹部，上端部设置有支撑板，管螺纹部端部开设有轴向的U型缺口，通过管螺纹的螺母套接在管螺纹部锁紧。

优选的，上述一种基于云平台的智能立体式家庭菜园装置，包括控制器，控制器的信号接收端连接有传感器系统，控制器的控制端连接有加热器、照明装置、喷水电磁阀和营养液电磁阀，控制器还通过网络模块连接到云服务器，远程监控终端通过网络模块访问云服务器。

优选的，上述加热器采用电热加热管，电热加热管铺设在蔬菜种植单元底部。

优选的，上述照明装置通过继电器连接到控制器。

优选的，上述每个分支管道一和分支管道二汇流到喷水头。

优选的，上述传感器系统包括液位传感器、光照传感器、空气温湿度传感器和土壤温湿度传感器，液位传感器设置多个，分别用于蓄水池液位和营养池液位，光照传感器、空气温湿度传感器和土壤温湿度传感器用于探测植物光照强度、空气温湿度以及土壤温湿度。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明效果如下：

（1）本发明通过多层蔬菜种植单元，每个单元设置独立的光照装置、加热装置、喷水装置，并通过不同营养液的营养池，能够提供多样化种植条件适应不同种类的蔬菜种植，应用场合大大增加，并通过电磁阀控制水和营养液，以及控制光照强度和温度大小，实现每个蔬菜种植单元的独立控制，控制更加精确；

（2）通过设置在门上设置换气扇以及种植柜内设置CO₂传感器，通过探测CO₂浓度大小达到设定值时，启动换气扇，实现种植柜内CO₂的补充；

（3）通过环境温度传感器以及土壤温湿度传感器和光照传感器能够对蔬菜种植单元进行实时监控，方便操作者进行管理，根据获得的环境温湿度、土壤温湿度以及光照强度，管理更加科学。

附图说明

图1为本发明的透视图结构示意图；

图2为本发明的种植单元立体结构示意图；

图3为本发明的种植单元向上立体结构示意图；

图4为本发明的喷水和喷营养液结构示意图；

图5为本发明的隔热板支撑结构示意图；

图6为图5的A部结构示意图；

图7为本发明的控制结构示意图；

图8为本发明的控制器连接结构示意图；

图9为本发明的控制电路结构示意图；

图10为本发明的顶部存储区布置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍。

实施例：如图1-10所示，一种基于云平台的智能立体式家庭菜园装置，包括立体种植柜1，立体种植柜1包括种植区2和位于种植区2顶部的存储区3，种植区2采用隔热板5隔离成多个蔬菜种植单元4，每个隔热板5上设置有加热器6、照明装置7和喷水装置8，存储区3通过玻璃隔板9隔成多个区域，多个区域包括蓄水池10、控制柜放置腔11和存放不同营养液的多个营养液池12，蓄水池10通过水总管13的多个分支管道一14连接到每个喷水装置8，营养液池12通过营养液总管15的多个分支管道二16连接到喷水装置8，每个分支管道一14和分支管道二16上设置有喷水电磁阀17和营养液电磁阀18，存储区3顶部设置有滑动式顶盖。

优选的，上述一种基于云平台的智能立体式家庭菜园装置，还包括门19，门19推拉式地连接到立体种植柜1上，门19上设置有换气扇20，立体种植柜1内安装有CO₂传感器，通过设置在门上设置换气扇以及种植柜内设置CO₂传感器，通过探测CO₂浓度大小达到设定值时，启动换气扇，实现种植柜内CO₂的补充，CO₂传感器和换气扇20连接到控制器，能够实现自动换气降低劳动力。

优选的，上述每个蔬菜种植单元4安装有土壤温湿度传感器和光照传感器，还包括立体种植柜1内安装的环境温湿度传感器，通过环境温度传感器以及土壤温湿度传感器和光照传感器能够对蔬菜种植单元进行实时监控，方便操作者进行管理，根据获得的环境温湿度、土壤温湿度以及光照强度，管理更加科学。

优选的，上述多个隔热板5可活动地连接到立柱21上，每个隔热板5底部设置有对称的四个限位装置22，每个限位装置22可拆卸地连接在立柱21上，立柱21采用四根，其两端分别连接在立体种植柜1内上下侧壁，通过可拆卸的限位装置和活动的隔热板5，能够方便进行高度调整，从而能够适应不同高度的蔬菜种植，支撑稳定可靠，调整方便快捷。

优选的，上述每个限位装置22包括紧贴管23和锁紧螺母24，紧贴管23套接在立柱21上，紧贴管23下端部设置有管螺纹部，上端部设置有支撑板26，管螺纹部端部开设有轴向的U型缺口25，通过管螺纹的螺母24套接在管螺纹部锁紧，支撑板26上设置有限位凹槽，限位凹槽与隔热板上的限位凸台27镶嵌定位，该结构的限位装置调节方便，锁紧支撑可靠，结构简单，成本低。

优选的，上述一种基于云平台的智能立体式家庭菜园装置，包括控制器，控制器的信号接收端连接有传感器系统，控制器的控制端连接有加热器6、照明装置7、喷水电磁阀17和营养液电磁阀18，控制器还通过网络模块连接到云服务器，远程监控终端通过网络模块访问云服务器，通过控制器接收传感器信号，传感器信号包括液位高度、种植柜内温湿度、土壤温湿度以及光照强度，通过接收的信号进行比较处理，若达到设定阈值，控制器控制加热器、照明装置、喷水电磁阀17和营养液电磁阀18进行对应调节，从而实现立体种植柜的自动化控制，降低劳动强度，更加省时省力，也通过远程监控终端能够进行实时监控，便于蔬菜的种植管理，控制器采用Samsung S5PV210开发板，控制器还连接有LCD触控屏，通过触控屏能够实现现场监控和管理，设置云服务器，能够提高存储量，保证数据传输可靠性，控制器还连接有GSM模块，通过GSM模块能够将告警信息发送到用户手机。

优选的，上述加热器6采用电热加热管，电热加热管铺设在蔬菜种植单元4底部。

优选的，上述照明装置7通过继电器连接到控制器。

优选的，上述每个分支管道一14和分支管道二16汇流到喷水头19，一头双用，降低设备成本和设备复杂程度。

优选的，上述传感器系统包括液位传感器、光照传感器、空气温湿度传感器和土壤温湿度传感器，液位传感器设置多个，分别用于蓄水池液位和营养池液位，光照传感器、空气温湿度传感器和土壤温湿度传感器用于探测植物光照强度、空气温湿度以及土壤温湿度，控制器还连接有用于液位报警的报警装置。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。