一种雾培种植用水肥调控系统和水肥调控方法与流程

本发明涉及雾培种植技术领域，尤其涉及一种雾培种植用水肥调控系统和雾培种植用水肥调控方法。

背景技术：

气雾栽培，简称雾培，是一种新型的栽培方式，它是利用喷雾装置将营养液雾化为小雾滴状，直接喷射到植物根系以提供植物生长所需的水分和养分的一种无土栽培技术。它能使作物产量成倍增长，它是不用土壤或基质来栽培植物的一项农业高新技术，其因以人工创造作物根系环境取代了土壤环境，可有效解决传统土壤栽培中难以解决的水分、空气、养分供应的矛盾，使作物根系处于最适宜的环境条件下，从而发挥作物的增长潜力，使植物生长量、生物量得到大大提高。

在现有的雾培种植技术中，对于水肥中养分的含量不能很好的控制，导致植株吸收的养分有偏差，不利于植株的生长，从而降低了植株的产量，并且，现有雾培种植技术不能及时观察到水肥的量，也常导致水肥缺失的现象，使得植株不能吸收到所需要的营养成分，进一步减低了植株的产量。如何更有效的控制水肥中的各养分的浓度和水肥的储存量，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是如何能够更有效的控制水肥中的各养分的浓度和水肥的储存量以增加植株的产量的问题，本发明提供了一种雾培种植用水肥调控系统，采用该雾培种植用水肥调控系统能够实时调整水肥储存元件中的水肥的各养分的含量和水肥储存量，并按照植株的实际需求对水肥的养分浓度和水肥储存量进行调整，有效提升植株尤其是蔬菜的生长效率，提升雾培种植的产量，同时，在一定程度上还能减少水肥中营养成分的流失浪费，降低了雾培种植的成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是

本发明提供一种雾培种植用水肥调控系统，所述雾培种植用水肥调控系统包括：水肥储存单元、数据采集与处理单元、养分添加单元；

所述水肥储存单元包括搅拌元件和水肥存储元件；

所述数据采集与处理单元包括用于检测水肥中养分浓度信息的养分检测传感器、用于检测水位信息的水位检测传感器、用于将养分浓度信息和水位信息转化为可读数据的数据处理元件、用于将养分浓度信息与水肥中养分标准浓度进行比对分析的数据分析元件、根据所述数据分析元件的分析结果及所述水位信息生成养分添加指令的指令生成元件；

所述养分添加单元包括控制元件、多个养分存放元件，所述数据采集与处理单元能够与所述养分添加单元实现数据通信，所述控制元件能够控制养分的添加量并且能够控制所述搅拌元件的开闭，所述控制元件与所述养分存放元件的出料阀门电连接，所述控制元件与所述搅拌元件的启动开关电连接。

进一步的，所述搅拌元件为机械搅拌元件、磁力搅拌元件、超声波搅拌元件中的一种或多种；所述机械搅拌元件为旋桨式搅拌器、涡轮式搅拌器、桨式搅拌器、锚式搅拌器、螺带式搅拌器。

进一步的，所述养分添加指令包括养分添加量指令、水添加量指令；所述养分添加量指令为养分添加重量指令或养分添加体积指令，所述水添加量指令是指水添加体积指令。

进一步的，所述养分存放元件包括养分重量测量组件或养分体积测量组件、水添加量测量组件，其中，所述养分重量测量组件或所述养分体积测量组件与所述控制元件电连接，所述水添加量测量组件与所述控制元件电连接。

进一步的，所述数据采集与处理单元包括云端数据服务器、具有信号发射功能的用于检测水肥中养分浓度信息的养分检测传感器、具有信号发射功能的用于检测水位信息的水位检测传感器，其中，云端数据服务器包括信号接收模块一、用于将养分浓度信息和水位信息转化为可读数据的数据处理模块、用于将养分浓度信息与水肥中养分标准浓度进行比对分析的数据分析模块、根据所述数据分析元件的分析结果及所述水位信息生成养分添加指令的指令生成模块、信号发射模块一；所述控制元件具有信号接收模块二。

更进一步的，所述云端数据服务器包括储存模块和显示模块。

本发明还提供了一种雾培种植用水肥调控方法，其特征在于，所述水肥调控方法主要包括以下步骤：

步骤1：采集所述水肥存储元件中水肥的各养分的浓度信息以及水肥的水位信息；

步骤2：结合步骤1采集到的所述水肥中各养分的浓度信息、水肥的水位信息，与水肥标准浓度进行综合比对分析，获得水肥中每种养分需要补充量以及水需要加入量；

步骤3：根据步骤2所述水肥中每种养分需要补充量以及水需要加入量，生成养分添加指令和水添加指令；

步骤4：向所述水肥存储元件中加入需要添加的养分和水，根据步骤3所述的养分添加指令和水添加指令控制各养分的添加量和水加入量。

进一步的，步骤1中所述养分浓度信息是采用养分检测传感器进行采集，步骤1中所述水位信息是采用水位检测传感器进行采集。

进一步的，步骤2中所述综合比对分析是指：按照水肥的养分浓度信息和水位信息计算出水肥中各养分的实时含量，根据水肥中各养分的标准浓度和水肥储存元件的总容量技术出各养分的最大含量，养分的最大含量减去养分的实时含量，即为养分需要补充量。

进一步的，在步骤4向水肥储存元件中加入养分和/水过程中，同时对水肥进行搅拌处理。

采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

本发明通过设置数据采集与处理单元以及控制元件，能够实时调整水肥储存元件中的水肥的各养分的含量和水肥储存量，并按照植株的实际需求对水肥的养分浓度和水肥储存量进行调整，有效提升植株尤其是蔬菜的生长效率，提升雾培种植的产量，同时，在一定程度上还能减少水肥中营养成分的流失浪费，降低了雾培种植的成本。

本发明通过设置云端数据服务器，可以远程控制水肥的各养分的含量和水肥储存量，并能实时调控以使水肥中各养分的含量能满足植株的实际需求。通过设置显示模块和存储模块，不仅能实时观测到水肥储存元件中的水肥的各养分的含量和水肥的储存量，还能对水肥储存元件中的水肥的养分含量的历史数据进行追溯，以便于分析植株出现异常情况的原因，对于后续的种植进行针对性的调整，以获取更高的产量。

本发明的智能雾培种植系统适用于各种各样的植物，尤其是牙苗类、叶菜类、果菜类、球茎类、肉质类、茄果类、根茎类、瓜类等蔬菜。

因此，本发明雾培种植用水肥调控系统对改善现有植物尤其蔬菜的雾培种植技术具有重要的意义和良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明所述的雾培种植用水肥调控系统一的示意图。

图2为本发明所述的雾培种植用水肥调控系统二的示意图。

图3为本发明所述的雾培种植用水肥调控方法的流程示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图和较佳实施例，对本发明进行详细说明。

图1显示了本发明的钙长石轻质耐火砖的湿坯示意图，钙长石轻质耐火砖的湿坯具有六个表面，构成长方体的形状，其中包括两个面i、两个面ii和两个面iii，沿垂直于面ii的方向，钙长石砖的长度为250mm-350mm。

图1显示了本发明的一种雾培种植用水肥调控系统，所述雾培种植用水肥调控系统包括：水肥储存单元(1)、数据采集与处理单元(2)、养分添加单元(3)。

所述水肥储存单元(1)包括搅拌元件(11)和水肥存储元件(12)，在雾培种植过程中，将配制好的水肥放置于所述水肥存储元件(12)中，也可在所述水肥存储元件(12)中进行水肥的配制。在所述水肥存储元件(12)中设置搅拌元件(11)，能够对水肥实时搅拌，以保证水肥的均匀性，避免沉淀的出现。

所述数据采集与处理单元(2)包括用于检测水肥中养分浓度信息的养分检测传感器(21)、用于检测水位信息的水位检测传感器(22)、用于将养分浓度信息和水位信息转化为可读数据的数据处理元件(23)、用于将养分浓度信息与水肥中养分标准浓度进行比对分析的数据分析元件(24)、根据所述数据分析元件的分析结果及所述水位信息生成养分添加指令的指令生成元件(25)。通过设置所述数据处理元件(23)，能够将所述养分传感器(21)获得的水肥中养分浓度信息和所述水位检测传感器(22)获得的水肥水位信息转化为可读信息，能够与水肥中的各养分的标准浓度进行比对，以便得出水肥中各养分的浓度是否满足植株的实际需求。根据水肥储存元件中水肥的各养分的实时浓度与水肥中各养分的标准浓度的差值，并结合水肥储存元件中的水位信息，能够综合计算得到需要添加的养分的量和添加水的量。

所述养分添加单元(3)包括控制元件(31)、多个养分存放元件(32)，所述数据采集与处理单元(2)能够与所述养分添加单元(3)实现数据通信，所述控制元件(31)能够控制养分的添加量并且能够控制所述搅拌元件(11)的开闭，所述控制元件(31)与所述养分存放元件(32)的出料阀门(33)电连接，所述控制元件(31)与所述搅拌元件的启动开关(13)电连接。通过设置控制元件(31)，能够按照对各养分的需求控制所述养分存放元件(32)的出料阀门(33)的开闭，以定量添加各养分含量，使水肥中各养分浓度满足植株的生长需求。

在一个具体的实例中，所述搅拌元件(11)为机械搅拌元件、磁力搅拌元件、超声波搅拌元件中的一种或多种。

在一个更具体的实例中，所述机械搅拌元件为旋桨式搅拌器、涡轮式搅拌器、桨式搅拌器、锚式搅拌器、螺带式搅拌器。

在一个具体的实例中，所述养分添加指令包括养分添加量指令、水添加量指令；所述养分添加量指令为养分添加重量指令或养分添加体积指令，所述水添加量指令是指水添加体积指令。

在一个具体实例中，所述养分存放元件(32)包括养分重量测量组件或养分体积测量组件、水添加量测量组件，其中，所述养分重量测量组件或所述养分体积测量组件与所述控制元件(31)电连接，所述水添加量测量组件与所述控制元件(31)电连接。为了保证各养分的添加量准确无误，在所述养分存放元件(32)的出料口出设置测量养分重量或体积的组件，达到添加需求的量后，自动关闭出料阀门。

在一个具体实例中，图2显示了本发明所述的雾培种植用水肥调控系统二的示意图。所述数据采集与处理单元(2)包括云端数据服务器(26)、具有信号发射功能的用于检测水肥中养分浓度信息的养分检测传感器(27)、具有信号发射功能的用于检测水位信息的水位检测传感器(28)，其中，云端数据服务器包括信号接收模块一(261)、用于将养分浓度信息和水位信息转化为可读数据的数据处理模块(262)、用于将养分浓度信息与水肥中养分标准浓度进行比对分析的数据分析模块(263)、根据所述数据分析元件的分析结果及所述水位信息生成养分添加指令的指令生成模块(264)、信号发射模块一(267)；所述控制元件(31)具有信号接收模块二(311)。本发明通过设置云端数据服务器，可以远程控制水肥的各养分的含量和水肥储存量，并能实时调控以使水肥中各养分的含量能满足植株的实际需求。

在一个更具体的实例中，所述云端数据服务器包括储存模块(265)和显示模块(266)。通过设置显示模块和存储模块，不仅能实时观测到水肥储存元件中的水肥的各养分的含量和水肥的储存量，还能对水肥储存元件中的水肥的养分含量的历史数据进行追溯，以便于分析植株出现异常情况的原因，对于后续的种植进行针对性的调整，以获取更高的产量。

图3显示了本发明提供的雾培种植用水肥调控方法，所述水肥调控方法主要包括以下步骤：

步骤1：采集所述水肥存储元件中水肥的各养分的浓度信息以及水肥的水位信息；

步骤2：结合步骤1采集到的所述水肥中各养分的浓度信息、水肥的水位信息，与水肥标准浓度进行综合比对分析，获得水肥中每种养分需要补充量以及水需要加入量；

步骤3：根据步骤2所述水肥中每种养分需要补充量以及水需要加入量，生成养分添加指令和水添加指令；

步骤4：向所述水肥存储元件中加入需要添加的养分和水，根据步骤3所述的养分添加指令和水添加指令控制各养分的添加量和水加入量。

在一个具体的实例中，步骤1中所述养分浓度信息是采用养分检测传感器进行采集，步骤1中所述水位信息是采用水位检测传感器进行采集。

在一个具体的实例中，步骤2中所述综合比对分析是指：按照水肥的养分浓度信息和水位信息计算出水肥中各养分的实时含量，根据水肥中各养分的标准浓度和水肥储存元件的总容量技术出各养分的最大含量，养分的最大含量减去养分的实时含量，即为养分需要补充量。

在一个具体的实例中，在步骤4向水肥储存元件中加入养分和/水过程中，同时对水肥进行搅拌处理。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。