分离垂直升降智能立体栽培架的制作方法

本实用新型涉及一种智能栽培设备，尤其涉及一种分离垂直升降智能立体栽培架。

背景技术：

温室种植空间不同高度位置的光照强度、温度湿度和二氧化碳浓度的参数指标都有较大的区别，而不同种植植物对环境参数的需求各不相同，因此，在精准农业种植中，就需要针对不同作物调节其种植的空间位置，从而使空间环境更加适合于植物生长，以实现对植物的高效优质栽培。而传统的立体栽培架由于位置高度不同，管理人员需要借助工具才能进行种植植物操作，并且每个种植植物的种植高度固定，因此无法根据环境参数进行有效调节。

技术实现要素：

本实用新型的目的：提供一种能够根据作物类别动态调整作物种植空间位置的分离垂直升降智能立体栽培架。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种分离垂直升降智能立体栽培架，包括立体栽培架、垂直升降螺纹杆、升降种植盆架、植物种类识别环、立体环境参数检测棒、顶部控制终端和无线监测网络网关，所述的升降种植盆架螺纹切合安装在垂直升降螺纹杆上，所有的垂直升降螺纹杆分布在立体栽培架的四周，植物种类识别环套接在升降种植盆架的外圈，所述的立体环境参数检测棒竖直安装在立体栽培架中间，所述的顶部控制终端通过防水电缆分别连接到垂直升降螺纹杆、植物种类识别环、立体环境参数检测棒和无线监测网络网关。

上述的分离垂直升降智能立体栽培架，其中，所述的垂直升降螺纹杆尾端集成了微型步进电机驱动模块，所述的微型步进电机驱动模块的旋转控制接口分别为en启动接口、pw步进接口和dir方向接口。

上述的分离垂直升降智能立体栽培架，其中，所述的植物种类识别环采用了非接触识别天线连接的射频识别at88rf1354读写器，所述的植物种类识别环通过twi数字接口与顶部控制终端进行读写连接控制。

上述的分离垂直升降智能立体栽培架，其中，所述的立体环境参数检测棒尾端也集成了微型步进电机驱动模块，立体环境参数检测棒螺纹连接的检测台上设置了光照传感器，所述的光照传感器采用了数字i2c接口采集控制的光合辐射芯片apds-9250。

上述的分离垂直升降智能立体栽培架，其中，所述的顶部控制终端内部包括了立体设备状态微控制器ht32f1656和微控制器控制接口电路。

上述的分离垂直升降智能立体栽培架，其中，所述的无线监测网络网关采用了spi协议数据转2.4g射频数据网关转换芯片hw2000sd，所述的无线监测网络网关还连接了增加收发距离的弹性天线。

本实用新型能够根据不同的种植类别特征动态调节作物的立体种植高度，从而使空间高度位置的环境参数根据适合作物的需求，以实现作物的精准高效种植。

附图说明

图1是本实用新型分离垂直升降智能立体栽培架的整体结构图。

图2是本实用新型分离垂直升降智能立体栽培架的工作原理图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。

请参见图1和图2所示，一种分离垂直升降智能立体栽培架，包括立体栽培架1、垂直升降螺纹杆2、升降种植盆架3、植物种类识别环4、立体环境参数检测棒5、顶部控制终端6和无线监测网络网关7，所述的升降种植盆架3螺纹切合安装在垂直升降螺纹杆2上，所有的垂直升降螺纹杆2分布在立体栽培架1的四周，植物种类识别环4套接在升降种植盆架3的外圈，所述的立体环境参数检测棒5竖直安装在立体栽培架1中间，所述的顶部控制终端6通过防水电缆分别连接到垂直升降螺纹杆2、植物种类识别环4、立体环境参数检测棒5和无线监测网络网关7。

优选地，所述的垂直升降螺纹杆2尾端集成了微型步进电机驱动模块8，所述的微型步进电机驱动模块8的旋转控制接口分别为en启动接口、pw步进接口和dir方向接口。所述的微型步进电机驱动模块8分别通过en、pw和dir接口连接到顶部控制终端6的gpio接口。

优选地，所述的植物种类识别环4采用了非接触识别天线连接的射频识别at88rf1354读写器10，所述的植物种类识别环4通过twi数字接口与顶部控制终端6进行读写连接控制。

优选地，所述的立体环境参数检测棒5尾端也集成了微型步进电机驱动模块8，立体环境参数检测棒5螺纹连接的检测台9上设置了光照传感器11，所述的光照传感器11采用了数字i2c接口采集控制的光合辐射芯片apds-9250。

优选地，所述的顶部控制终端6内部包括了立体设备状态微控制器ht32f1656和微控制器控制接口电路。

优选地，所述的无线监测网络网关7采用了spi协议数据转2.4g射频数据网关转换芯片hw2000sd，所述的无线监测网络网关7还连接了增加收发距离的弹性天线。

所述的垂直升降螺纹杆2和立体环境参数检测棒5的螺纹按照规定尺寸设计，垂直升降螺纹杆2和立体环境参数检测棒5螺纹每旋转一度，螺纹上切合连接的升降种植盆架3和检测台9在竖直方向上移动1厘米。

所述的植物种类识别环4上的射频识别at88rf1354读写器10通过spi接口连接到顶部控制终端6的spi接口上，每个spi都有一个接口号，而植物种类识别环4所在的升降种植盆架3所连接的垂直升降螺纹杆2通过en启动接口、pw步进接口和dir方向接口连接到顶部控制终端6的三个gpio接口组，并且三个gpio接口组也有对应的端口，本实用新型通过设定存储将射频识别at88rf1354读写器10所对应的spi接口号和与之配对的垂直升降螺纹杆2所对应的gpio接口组的接口号进行配对，从而使顶部控制终端6能够检测到植物种类识别环4上的rfid电子标签时能够对应控制rfid电子标签所在的升降种植盆架3上下移动。

所述的立体环境参数检测棒5上的微型步进电机驱动模块8也通过en、pw和dir接口连接到顶部控制终端6的gpio接口，顶部控制终端6会通过gpio接口发送高电平、高电平和单个脉冲数脉冲信号到微型步进电机驱动模块8的en、dir和pw接口，从而控制微型步进电机驱动模块8的旋转轴按照单步正向旋转，从而带动旋转轴连接的立体环境参数检测棒5也按单步正向旋转，在立体环境参数检测棒5单步正向旋转的过程中通过螺纹驱动检测台9从上到下按照1厘米间隔距离向下移动，与此同时，顶部控制终端6会通过i2c串口实时采集光照传感器11所检测的每个高度位置的光照强度数值，并且将检测的每个高度位置的光照强度数据通过spi接口发送到无线监测网络网关7，从而通过无线监测网络网关7将spi数据转换成2.4g射频数据，从而远程无线发送到管理中心服务器上，以便于管理中心服务器实时掌握当前温室环境的不同立体高度位置的环境参数，顶部控制终端6通过微型步进电机驱动模块8控制检测台9下降到底部后，会定时一端时间，然后反向控制检测台9按照同样的单步对应距离在从下往上逐步移动，从而实现对环境参数的更新检测，目的是能够实时掌握温室环境中不同高度位置的实时最新环境参数。

管理人员能够根据不同种植类别特征的盆栽植物，贴上与之对应的rfid电子标签，电子标签中存储了该盆栽植物需要的光照强度环境数值，当管理人员将该盆栽植物放置到升降种植盆架3上时，植物种类识别环4上的射频识别at88rf1354读写器10通过非接触识别天线就能够立即射频读取到该盆栽植物所需要的光照强度环境数值，顶部控制终端6通过twi接口从射频识别at88rf1354读写器10中读取到该盆栽植物的光照强度环境需求值时，会和之前检测的高度位置和高度环境光照强度对照数据进行比对查询，从而确定出当前盆栽植物光照强度环境需求值所对应的位置高度数值，由于垂直升降螺纹杆2每旋转一度，升降种植盆架3竖直移动1厘米，于是顶部控制终端6会通过gpio接口分别发送高电平、高电平和和目标位置高度数值对应换算的脉冲数脉的冲信号到当前升降种植盆架3所对应的垂直升降螺纹杆2上的微型步进电机驱动模块8的en、dir和pw接口，从而控制微型步进电机驱动模块8正向旋转对应的步数，通过垂直升降螺纹杆2同步的旋转以驱动升降种植盆架3向上运动到目标高度位置，实现了盆栽植物直接种植在与自身光照强度环境相适应的立体空间位置，从而实现了作物的精准高效种植。

本实用新型的升降种植盆架3初始状态下位于垂直升降螺纹杆2的底部作为高度零值坐标，从而通过该零值坐标和垂直升降螺纹杆2每旋转一度的高度距离数值，就能够实现对升降种植盆架3高度位置参数的控制。

本实用新型能够根据不同的种植类别特征动态调节作物的立体种植高度，从而使空间高度位置的环境参数根据适合作物的需求，以实现作物的精准高效种植。