花卉自动培养箱及其培养方法
【专利摘要】本发明公开了一种花卉自动培养箱，包括箱体、培育槽、营养液槽、水槽和控制装置，培育槽内设有营养液、雾化器和水泵，培育槽上设有液位传感器和湿度传感器，培育槽顶部设有培育盘，培育盘上设有培育孔，培育孔内设有放置花卉种子的栽培棉，培育盘上方设为花卉生长室，营养液槽内设有营养液和水泵Ⅰ，水槽内设有清水和水泵Ⅱ，花卉生长室内设置有喷淋架，本发明以气雾为主水培为辅的综合性培养方式，避免了水培系统容易根部缺氧烂根以及纯气雾培养水份和营养不足的问题，另外通过自动控制花卉生长所需要的温度、湿度和日光量，提高居室花卉的开花率、延长开花时间，实现了美化室内环境、亲近自然的目的。
【专利说明】
花卉自动培养箱及其培养方法
技术领域
[0001]本发明属于在容器、促成温床或温室里栽培花卉、花卉或稻的技术领域，具体是涉及一种花卉自动培养箱及其培养方法。
【背景技术】
[0002]绿色盆景花卉装饰居室已成为一种时尚，既能舒缓心情、陶冶生活情趣，大型景观盆栽又能够带来可观经济效益。伴随着农村城镇化的进程，预计到2015年我国将有2.5亿个左右城镇家庭户，按1/5的家庭配置一盆花卉计算，则是5000万个，加之各楼堂馆所、宾馆酒店，这将是一个巨大的新兴产业市场！
[0003]城市“层层叠叠”的高楼大厦，阴、阳面的差别使居室花卉采光成为一大难题，与此同时园艺产品的观赏价值也被日趋重视，对花色、品质、开花结果等都提出了个性化的要求;观赏花卉对水的质量、用水量均有要求，且要求精细，忘记浇水或浇水量不当，容易造成花卉干枯或“溺死”；花卉遭病害侵袭的“惨状”等，使得采用新技术、新光源对居室花卉进行精细护理，已成为科研工作者竞相研究的热点。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种花卉自动培养箱及其培养方法，该花卉自动培养箱及其培养方法以气雾为主水培为辅的综合性培养方式，避免了水培系统容易根部缺氧烂根以及纯气雾培养水份和营养不足的问题，另外通过自动控制花卉生长所需要的温度、湿度和日光量，提高居室花卉的开花率、延长开花时间，实现了美化室内环境、亲近自然的目的。
[0005]为了达到上述目的，本发明包括箱体，所述箱体内设置有培育槽、营养液槽、水槽和控制装置，所述培育槽内设有稀释的营养液、雾化器和与控制装置连接的水栗，所述培育槽槽壁上设置有与控制装置连通的液位传感器和湿度传感器，所述培育槽顶部设置有培育盘，所述培育槽和培育盘形成密闭的根系生长空间，所述培育盘上设置有上下贯穿的培育孔，所述培育孔内设置有放置花卉种子的栽培棉，所述培育盘上方设置为花卉生长室，所述营养液槽内分别设置有营养液和与控制装置连接且用于将营养液抽入培育槽的水栗I，所述水槽内分别设置有清水和与控制装置连接且用于将清水抽入培育槽的水栗Π，所述花卉生长室侧壁上设置有与水栗连通的喷淋架，所述喷淋架用于向培育盘内喷淋稀释的营养液，所述控制装置还连接有设置在花卉生长室内的光通量传感器和补光灯。
[0006]进一步，所述花卉生长室内还设置有均与控制装置连通的温度传感器和湿度传感器I。
[0007]进一步，所述控制装置包括WiDo WiFi物联网主控器。
[0008]进一步，所述控制装置连接有显示屏。
[0009]进一步，所述箱体内设置有相互连通的电源安装室和电器元件安装室，所述控制装置设置在电器元件安装室内，所述培育槽、营养液槽和水槽的底部或者槽壁上设置有与电器元件安装室连通的铺线槽。
[0010]进一步，所述花卉生长室侧壁上设置有与电器元件安装室连通的线缆通道，所述线缆通道内设置有多根分别与光通量传感器、补光灯、温度传感器和湿度传感器I连接的导电线。
[0011]进一步，所述箱体顶部设置有将花卉生长室密闭的箱盖，所述箱体位于电器元件安装室处侧壁上设置有进气孔，所述电器元件安装室内设置有换气扇，所述电器元件安装室与花卉生长室之间设置有排气孔，所述箱盖上远离电器元件安装室的另一端设置有换气扇I。
[0012]本发明还公开了一种花卉培养方法，其步骤如下:
[0013]I)将多种花卉的培养工艺参数以数据形式存储在与控制器连接的储存器中；
[0014]2)将所选取的花卉种子包裹在栽培棉中，放置在培育盘上的培育孔中，然后在培育槽、营养液槽和水槽内分别配置有稀释的营养液、营养液和清水；
[0015]3)开启培养箱，控制器自动读取储存器中该花卉种子的培养工艺参数，培养箱内花卉生长室中的温度传感器、光通量传感器、湿度传感器自动工作并且将各个传感器检测到的数字信号发送给控制器，控制器接收到该数字信号后，与培养工艺参数进行对比判断，然后控制补光灯、雾化器进行工作，为花卉创造适合其生长的最佳环境。
[0016]进一步，通过液位传感器检测到培育槽内液位低，需要进行自动补液，控制装置根据花卉的培养工艺中营养液的浓度参数分别控制水栗I和水栗Π的工作时间，进行自动配液。
[0017]进一步，通过红外线感应装置、显示屏和按键装置与控制装置连接，红外线感应装置感应到人靠近培养箱后，启动显示屏进行工作，将花卉生长状态、湿度、温度和营养液位显示在显示屏，可以根据按键装置对花卉的工艺参数进行改动调整。
[0018]本发明的有益效果在于:
[0019]1、本发明花卉自动培养箱以气雾为主水培为辅的综合性培养方式，通过超声波雾化器将培养液气雾化，并使其充满根系生长空间，花卉直接从凝结在根系上的培养液液珠吸收养分和水份，同时部分根系裸露在空气中，喷雾式培养使花奔根系均勾的吸收营养和氧气，避免了水培系统容易根部缺氧烂根的问题;部分根系在水中，避免了纯气雾培养水份和营养不足的问题；
[0020]2、本发明花卉自动培养箱利用微控制装置控制培养设备实现无人自动培养花卉，培养数据的存储与分析，并与此同时可依据培养花卉种类的不同和使用者对花卉品种的需求相应切换培养策略，即作为家庭可以在不需要懂得花卉栽培技术，不用花费精力栽培，通过自动控制花卉生长所需要的温度、湿度和日光量，提高居室花卉的开花率、延长开花时间，实现了美化室内环境、亲近自然的目的。
[0021]3、本发明花卉自动培养箱自身全自动的调节，操作简单，无需正常工作时无需照看，方便用户的使用；
[0022]4、本发明花卉自动培养箱采用雾化方式培养需水量少，只需土壤栽培的1/10的用水量就可完成相同生物量的生长，节水效率高达90%，可以长时间自动运行，无需再次加注培养液；
[0023]5、本发明花卉自动培养箱基本不受光照强度、湿度等室内环境条件的影响，可以在几乎任何季节任何时间去使用，方便去培育各种季节花卉。
【附图说明】
[0024]为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明:
[0025]图1为本发明花卉自动培养箱的结构示意图；
[0026]图2为本发明花卉自动培养箱的剖视图；
[0027]图3为本发明花卉自动培养箱的控制流程图。
[0028]【附图说明】:1-箱体;2-培育槽;3-营养液槽;4-水槽;5-电源安装室;6_电器元件安装室;7-雾化器;8-培育盘;9-培育孔;I O-液位传感器；11-湿度传感器;12-喷淋架;13-温度传感器；14-控制装置；15-显示屏；16-线缆通道；17-补光灯；18-隔板；19-栽培棉;20-种子；21-换气扇I ； 22-箱盖;23-花卉生长室。
【具体实施方式】
[0029]下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0030]如图1所示为本发明花卉自动培养箱的结构示意图；如图2所示为本发明花卉自动培养箱的剖视图，本发明一种花卉自动培养箱，包括箱体1，所述箱体I内设置有培育槽2、营养液槽3、水槽4和控制装置14，所述培育槽2内设有稀释的营养液、雾化器7和与控制装置连接的水栗，所述培育槽2槽壁上设置有与控制装置连通的液位传感器10和湿度传感器11，所述培育槽2顶部设置有培育盘8，所述培育槽2和培育盘8形成密闭的根系生长空间，所述培育盘8上设置有上下贯穿的培育孔9，所述培育孔9内设置有放置花卉种子20的栽培棉19，所述培育盘8上方设置为花卉生长室23，所述营养液槽3内分别设置有营养液和与控制装置14连接且用于将营养液抽入培育槽2的水栗I，所述水槽4内分别设置有清水和与控制装置14连接且用于将清水抽入培育槽2的水栗Π，所述花卉生长室23侧壁上设置有与水栗连通的喷淋架12，所述喷淋架12用于向培育盘8内喷淋稀释的营养液，所述控制装置14还连接有设置在花卉生长室23内的光通量传感器和补光灯17。
[0031]本实施例在花卉种子育种发芽、生根过程中，通过雾化器7将培养液气雾化，并使其充满根系生长空间，液气顺着培育孔9浸入栽培棉19内，给花卉种子20提供其发芽、生根必须的水份和营养，由于水份和营养并不能完全满足花卉种子生长的需要，通过控制装置启动水栗，使稀释的营养液通过喷淋架12喷淋在培育盘8内的栽培棉19上，为花卉种子生长提供充分的水份和营养，多余稀释的营养液沿着栽培棉19滴入培育槽2内。
[0032]花卉种子育苗期，花卉生根后，其根系在培育孔9内向下生长进入根系生长空间，直到浸入培育槽2中稀释的营养液内，通过超声波雾化器将培养液气雾化，并使其充满根系生长空间，花卉直接从凝结在根系上的培养液液珠吸收养分和水份，同时部分根系裸露在空气中，喷雾式培养使花卉根系均匀的吸收营养和氧气，避免了水培系统容易根部缺氧烂根的问题;部分根系在水中，避免了纯气雾培养水份和营养不足的问题，即使断电不能正常喷雾，花卉也可以正常生长，不出现纯气雾式培养系统那种因为断电而花卉迅速萎蔫的现象，为了保持花卉花朵的鲜艳，需要对花卉叶面和花朵需要进行补充水份和施叶面肥，
[0033]另外考虑到室内环境光线不足，尤其是阴雨天气时，室内的光照无法满足花卉的生长需求，通过设置光通量传感器和补光灯17，利用光通量传感器获取室内环境光线条件信息，将其反馈回控制装置，然后控制器做出判断启动继电器，接通补光灯带电源为花卉补充光照。
[0034]进一步，优选的所述花卉生长室23内还设置有均与控制装置14连通的温度传感器13和湿度传感器I，通过设置有温度传感器13和湿度传感器I，便于检测花卉生长室23内的温度和湿度，为花卉叶子与花朵生长提供合适的水份和温度。
[0035]进一步，优选的所述控制装置14包括Arduino UNO R3控制器，通过Arduino UNOR3控制器编程控制继电器模块通断，继而继电器控制雾化器电源的通断，从而间接性地控制雾化器。
[0036]进一步，所述控制装置14连接有显示屏15，本实施例为了能够直观的了解到培养箱内的温度和湿度等环境参数，采用1602字符型LCD模块来显示培养箱内的温度和湿度。
[0037]进一步，所述箱体I内设置有相互连通的电源安装室5和电器元件安装室6，所述控制装置14设置在电器元件安装室6内，所述培育槽2、营养液槽3和水槽4的底部或者槽壁上设置有与电器元件安装室6连通的铺线槽。
[0038]进一步，所述花卉生长室23侧壁上设置有与电器元件安装室6连通的线缆通道16，所述线缆通道16内设置有多根分别与光通量传感器、补光灯、温度传感器和湿度传感器I连接的导电线。
[0039]进一步，所述箱体I顶部设置有将花卉生长室23密闭的箱盖22，所述箱体I位于电器元件安装室6处侧壁上设置有进气孔，所述电器元件安装室6内设置有换气扇，所述电器元件安装室6与花卉生长室23之间设置有排气孔，所述箱盖I上远离电器元件安装室6的另一端设置有换气扇121，通过设置有换气扇和换气扇121，不仅可以降低电器元件安装室6内的温度，避免电器元件发热，延长电器元件的使用寿命，而且可以方便花卉生长室23内空气流动，为花卉生长提供其必须的二氧化碳和氧气，还提升花卉生长室23内的温度。
[0040]本发明花卉自动培养箱制备过程如下:箱体制备完后，经过功率，电流，电压的计算，传感器的数模及其反馈值的情况以及实现W1-Fi联网等功能指标，主要电气元器件选取如下:Arduino wido控制器、240V-5V继电器、60v降压模块、12V灯带、光通量传感器、水位传感器温湿度传感器、雾化器头、80cm水栗、220v电源适配器，先初步接线，将传感器、继电器连入、显示屏连入控制器，检测传感器的工作是否工作正常、传感器实际工作条件、传感器实际的工作状态，并预估并设定修正值以修正传感器与实际值之间的误差，安装部分传感器，再次测试个部位传感器是否工作正常，确保各设备依然工作正常，水栗、雾化器、补光灯连入系统，加营养液，进行实验
[0041]如图3所示为本发明花卉自动培养箱的控制流程图；本发明还公开了一种花卉培养方法，其步骤如下:
[0042]I)将多种花卉的培养工艺参数以数据形式存储在与控制器连接的储存器中；
[0043]2)将所选取的花卉种子包裹在栽培棉中，放置在培育盘上的培育孔中，然后在培育槽、营养液槽和水槽内分别配置有稀释的营养液、营养液和清水；
[0044]3)开启培养箱，控制器自动读取储存器中该花卉种子的培养工艺参数，培养箱内花卉生长室中的温度传感器、光通量传感器、湿度传感器自动工作并且将各个传感器检测到的数字信号发送给控制器，控制器接收到该数字信号后，与培养工艺参数进行对比判断，然后控制补光灯、雾化器进行工作，为花卉创造适合其生长的最佳环境。
[0045]进一步，通过液位传感器检测到培育槽内液位低，需要进行自动补液，控制装置根据花卉的培养工艺中营养液的浓度参数分别控制水栗I和水栗Π的工作时间，进行自动配液，本实施例液位传感器采用Water Sensor水位传感器，其是一款简单易用、性价比较高的水位/水滴识别检测传感器，是通过具有一系列的暴露的平行导线测量其水滴/水量大小从而判断水位，可以轻松完成水量到模拟信号的转换，输出的模拟值可以直接被WiDo WiFi物联网主控器读取。
[0046]进一步，通过红外线感应装置、显示屏和按键装置与控制装置连接，红外线感应装置感应到人靠近培养箱后，启动显示屏进行工作，将花卉生长状态、湿度、温度和营养液位显示在显示屏，可以根据按键装置对花卉的工艺参数进行改动调整，本实施例中为了节约控制器引脚，借助IXD转I2C协议模块驱动IXD显示屏。
[0047]最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节。
【主权项】
1.一种花卉自动培养箱，其特征在于:包括箱体，所述箱体内设置有培育槽、营养液槽、水槽和控制装置，所述培育槽内设有稀释的营养液、雾化器和与控制装置连接的水栗，所述培育槽槽壁上设置有与控制装置连通的液位传感器和湿度传感器，所述培育槽顶部设置有与培育盘，所述培育槽和培育盘形成密闭的根系生长空间，所述培育盘上设置有上下贯穿的培育孔，所述培育孔内设置有放置花卉种子的栽培棉，所述培育盘上方设置为花卉生长室，所述营养液槽内分别设置有营养液和与控制装置连接且用于将营养液抽入培育槽的水栗I，所述水槽内分别设置有清水和与控制装置连接且用于将清水抽入培育槽的水栗Π，所述花卉生长室侧壁上设置有与水栗连通的喷淋架，所述喷淋架用于向培育盘内喷淋稀释的营养液，所述控制装置还连接有设置在花卉生长室内的光通量传感器和补光灯，所述箱体顶部设置有将花卉生长室密闭的箱盖，所述箱体位于电器元件安装室处侧壁上设置有进气孔，所述电器元件安装室内设置有换气扇，所述电器元件安装室与花卉生长室之间设置有排气孔，所述箱盖上远离电器元件安装室的另一端设置有换气扇I。2.如权利要求1所述的花卉自动培养箱，其特征在于:所述花卉生长室内还设置有均与控制装置连通的温度传感器和湿度传感器I。3.如权利要求1或2所述的花卉自动培养箱，其特征在于:所述控制装置包括WiDoWiFi物联网主控器。4.如权利要求3所述的花卉自动培养箱，其特征在于:所述控制装置连接有显示屏。5.如权利要求4所述的花卉自动培养箱，其特征在于:所述箱体内设置有相互连通的电源安装室和电器元件安装室，所述控制装置设置在电器元件安装室内，所述培育槽、营养液槽和水槽的底部或者槽壁上设置有与电器元件安装室连通的铺线槽。6.如权利要求5所述的花卉自动培养箱，其特征在于:所述花卉生长室侧壁上设置有与电器元件安装室连通的线缆通道，所述线缆通道内设置有多根分别与光通量传感器、补光灯、温度传感器和湿度传感器I连接的导电线。7.一种使用权利要求1?6任一项所述的花卉自动培养箱的花卉培养方法，其特征在于，其步骤如下: 1)将多种花卉的培养工艺参数以数据形式存储在与控制器连接的储存器中； 2)将所选取的花卉种子包裹在栽培棉中，放置在培育盘上的培育孔中，然后在培育槽、营养液槽和水槽内分别配置有稀释的营养液、营养液和清水； 3)开启培养箱，控制器自动读取储存器中该花卉种子的培养工艺参数，培养箱内花卉生长室中的温度传感器、光通量传感器、湿度传感器自动工作并且将各个传感器检测到的数字信号发送给控制器，控制器接收到该数字信号后，与培养工艺参数进行对比判断，然后控制补光灯、雾化器进行工作，为花卉创造适合其生长的最佳环境。8.如权利要求7所述的花卉培养方法，其特征在于:通过液位传感器检测到培育槽内液位低，需要进行自动补液，控制装置根据花卉的培养工艺中营养液的浓度参数分别控制水栗I和水栗Π的工作时间，进行自动配液。9.如权利要求7所述的花卉培养方法，其特征在于:通过红外线感应装置、显示屏和按键装置与控制装置连接，红外线感应装置感应到人靠近培养箱后，启动显示屏进行工作，将花卉生长状态、湿度、温度和营养液位显示在显示屏，可以根据按键装置对花卉的工艺参数进行改动调整。
【文档编号】A01G31/00GK105918096SQ201610280909
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】韩再焜, 李秋慧, 王炳慧
【申请人】重庆大学