一种植物培育装置及包含其的植物培育远程监控系统的制作方法

本发明属于植物培育技术领域，具体涉及一种植物培育装置及包含其的植物培育远程监控系统。

背景技术：

日光培育室是反季节作物以及不同生态环境作物培育的主要设施，但在夜晚，培育内没有自然光源，植物的生长就受到了很大的限制，对一些需要高光照强度才能正常生长的植物，其不利影响显得尤为明显。

现有技术中，很多培育室采用设置在顶部补光灯来增强温室内的光照强度，使补光灯位于植物顶部的上方；因受到结构布局的限制，补光灯的布局往往密度不够而且高度偏高，造成补光灯发出的光照射至植物表面时，强度已大为降低，其效果只能起到补充光源的作用，不能完全满足植物在不同生长阶段对光照的要求。

公开号为CN201909289U的实用新型专利公开了一种温室补光灯升降机构，包括一根由电机驱动、轴径上设置有多个螺旋槽的旋转主轴，旋转主轴的两侧设置有多条共轴线定滑轮组；每一共轴线定滑轮组上设置多个定滑轮，每一定滑轮对应一旋转主轴上的螺旋槽；所述各螺旋槽的一端分别固定一绳索，各条绳索经与之对应的定滑轮上端或直接垂下，在绳索垂下的一端设置有绳索长短调节机构；在旋转主轴和各共轴线定滑轮组的正下方设置有固定在绳索长短调节机构下端的补光灯组。

上述方案通过旋转主轴的旋转，使绳索缠绕在旋转主轴的螺旋槽内或由螺旋槽放下，补光灯升降灵活，使补光灯始终布局在最有利于作物生长的位置。然而，部件较多，结构繁琐，对于空间有限的培育室并不适用。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种植物培育装置，包括培育室，所述培育室内设置有LED补光灯和高度调节装置，所述高度调节装置包括依次连接的电机、驱动螺杆和升降杆，所述LED补光灯连接在所述升降杆上，所述升降杆设置有内螺纹，所述驱动螺杆与升降杆螺接，所述电机通过驱动螺杆控制升降杆上下运动。LED补光灯在升降杆的带动下实现上下运动，从而调节植物受到的光照强度。本发明的高度调节装置结构简单，零件较少，并且占用空间小，实用性很强

进一步地，所述升降杆连接有防旋转组件，所述防旋转组件包括与升降杆连接的滑块和竖直设置在培育室内壁上的滑槽，所述滑块匹配连接在滑槽内且在滑槽中滑动。滑槽和滑块的组合保证了升降杆在驱动螺杆转动的情况下只做上下放心的平动位移，而不会产生旋转，从而使得LED补光灯平稳的做上下位移。

进一步地，滑块与滑槽之间连接有滚轴或滚轮，用于减小摩擦力。

进一步地，所述培育室内壁上设置有容置槽，所述驱动螺杆和升降杆位于所述的容置槽内；进一步的增大了培育室内的空间。

进一步地，还包括位于所述培育室内的加热器、加湿器、照明灯和紫外灯中的一个以上；所述培育室侧壁上连接有风机。

加热器用于增加培育室内的温度；

加湿器用于调节培育室内的湿度；

照明灯用于提供照明光源；

紫外灯可以防止植物徒长，并且有消毒杀菌作用，可以减少植物病害；

风机用于培育室内的通风，调节培育室内的氧气和二氧化碳的含量，此外还可以用于及时排除空气收紫外灯照射所产生的臭氧。

进一步地，所述植物培育装置还包括降温系统，所述降温系统包括相互连接的压缩机和蒸发器，所述蒸发器位于培育室内，所述压缩机位于培育室外。降温系统用于降低培育室内的温度。

进一步地，所述植物培育装置还包括控制器和传感器组，所述控制器分别与所述的传感器组、高度调节电机、LED补光灯、加热器、加湿器、照明灯、紫外灯、风机和降温系统连接。

进一步地，传感器组包括温度传感器、湿度传感器、亮度传感器、二氧化碳浓度传感器和紫外线传感器中的一个以上。

控制器可以预先设定培育室内各个条件的参数阈值，温度传感器、湿度传感器、亮度传感器、二氧化碳浓度传感器和紫外线传感器用于检测培育室内各个条件参数的值，当检测到参数值不在设定的阈值范围内，控制器将驱动高度调节电机、LED补光灯、加热器、加湿器、照明灯、紫外灯、风机和降温系统等执行部件使培育室内的各个参数值向着预设的阈值靠近，最终回到预设的阈值范围内，当传感器检测到的参数在预设的阈值范围内时，控制器不会驱动相应的执行部件工作，当传感器检测的参数超出预设的阈值范围时，控制器将驱动相应的执行部件工作，是参数值重新回到预设的阈值范围内，如此重复的工作，使得各个参数始终维持在预设的阈值范围内。

进一步地，所述LED补光灯为包括红光芯片LED和蓝光芯片LED，植物对光的吸收具有选择性，其光合作用和能量转化仅利用其中一小部分有效光。有研究表明，植物中对光需求大的主要包括叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素在可见光区域内都有吸收，但其较强吸收区主要是波长在640nm～660nm的红光区和波长在410nm～470nm的蓝紫光区；类胡萝卜素则主要以波长在410nm～470nm的蓝紫光为主要的吸收区。

进一步地，所述红光芯片LED和蓝光芯片LED的数量比为1:3～1:7。此种LED的数量比的范围能够为植物提供最佳吸收波长的光，可大大提高了植物的光转化率。

进一步地，所述红光芯片LED和蓝光芯片LED的数量比为1:5。

本发明还提供了一种植物培育远程监控系统，包括以上各项实施方式中所述的植物培育装置和终端，且所述培育室内设置有摄像头，

所述摄像头和传感器组用于采集当前植物生长环境信息，并将所述植物生长环境信息传输至控制器和终端；

所述终端用于接收所述植物生长环境信息，并用于输入反应植物种植状况的事件信息，并将所述反应植物种植状况的事件信息发送至控制器，对植物生长情况实施监测和控制；

所述控制器用于驱动所述高度调节电机、LED补光灯、加热器、加湿器、照明灯、紫外灯、风机和降温系统中的一种以上。

植物培育远程监控系统可以通过终端实施监测培育室内的植物的各个环境参数，并且可以通过终端对培育室内的各参数进行调节，实现远程控制。

进一步地，所述终端包括PDA、智能手机或便携式电脑。

进一步地，还包括云端服务器，所述云端服务器存储有植物生长标准信息数据库，所述云端服务器用于接收和分析所述植物生长环境信息，并与所述植物生长标准信息库中的数据信息进行检索并得到检索结果，将所述检索结果输出至终端。

本发明具有如下的有益效果：

本发明的高度调节装置结构简单，零件较少，并且占用空间小，实用性很强；控制器可以根据预设的参数值对培育室内的环境参数进行自动控制，节省大量的人力，智能快捷，反应灵敏；红蓝光的搭配，为植物生长提供最优的光照组合，大大提高植物的光转化率。本发明的植物培育远程监控系统，实现了植物培育的远程实时监测和远程控制，智能化程度高。

附图说明

图1是本发明植物培育装置的内部结构示意图；

图2是图1中A部分的局部放大图；

图3是本发明植物培育装置的剖面结构示意图；

图4是本发明植物培育远程监控系统连接关系示意图；

图中：

1、培育室；2、LED补光灯；3、高度调节装置；31、电机；32、驱动螺杆；33、升降杆；4、防旋转组件；41、滑块；42、滑槽；5、加热器；6、照明灯；7、紫外灯；8、风机；9、压缩机；10、蒸发器；11、控制器；12、传感器组；13、终端；14、摄像头；15、云端服务器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有说明，“多个”的含义为两个或更多。

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

图1～3给出了本发明植物培育装置的具体实施方式，本发明提供了一种植物培育装置，包括培育室1，所述培育室1内设置有LED补光灯2和高度调节装置3，所述高度调节装置3包括依次连接的电机31、驱动螺杆32和升降杆33，所述LED补光灯2连接在所述升降杆33上，所述升降杆33设置有内螺纹，所述驱动螺杆32与升降杆33螺接，所述电机31通过驱动螺杆32控制升降杆33上下运动。LED补光灯2在升降杆33的带动下实现上下运动，用于调节植物受到的光照强度。

在上述实施方式中，所述升降杆33连接有防旋转组件4，所述防旋转组件4包括与升降杆33连接的滑块41和竖直设置在培育室1内壁上的滑槽42，所述滑块41匹配连接在滑槽42内且在滑槽42中滑动。

在上述实施方式中，滑块41与滑槽42之间连接有滚轴或滚轮，用于减小摩擦力。

在上述实施方式中，所述培育室1内壁上设置有容置槽，所述驱动螺杆32和升降杆33位于所述的容置槽内；进一步的增大了培育室1内的空间。

在上述实施方式中，还包括位于所述培育室1内的加热器5、加湿器、照明灯6和紫外灯7中的一个以上；所述培育室1侧壁上连接有风机8。

加热器5用于增加培育室1内的温度；

加湿器用于调节培育室1内的湿度；

照明灯6用于提供照明光源；

紫外灯7可以防止植物徒长，并且有消毒杀菌作用，可以减少植物病害；

风机8用于培育室1内的通风，调节培育室1内的氧气和二氧化碳的含量，此外还可以用于及时排除空气收紫外灯7照射所产生的臭氧。

在上述实施方式中，所述植物培育装置还包括降温系统，所述降温系统包括相互连接的压缩机9和蒸发器10，所述蒸发器10位于培育室1内，所述压缩机9位于培育室1外。降温系统用于降低培育室1内的温度。

在上述实施方式中，所述植物培育装置还包括控制器11和传感器组12，所述控制器11分别与所述的传感器组12、高度调节电机31、LED补光灯2、加热器5、加湿器、照明灯6、紫外灯7、风机8和降温系统连接。

在上述实施方式中，传感器组12包括温度传感器、湿度传感器、亮度传感器、二氧化碳浓度传感器和紫外线传感器中的一个以上。

控制器11可以预先设定培育室1内各个条件的参数阈值，温度传感器、湿度传感器、亮度传感器、二氧化碳浓度传感器和紫外线传感器用于检测培育室1内各个条件参数的值，当检测到参数值不在设定的阈值范围内，控制器11将驱动高度调节电机31、LED补光灯2、加热器5、加湿器、照明灯6、紫外灯7、风机8和降温系统等执行部件使培育室1内的各个参数值向着预设的阈值靠近，最终回到预设的阈值范围内，当传感器检测到的参数在预设的阈值范围内时，控制器11不会驱动相应的执行部件工作，当传感器检测的参数超出预设的阈值范围时，控制器11将驱动相应的执行部件工作，是参数值重新回到预设的阈值范围内，如此重复的工作，使得各个参数始终维持在预设的阈值范围内。

例如，对于当前非常流行养景天科和十二卷科的观赏植物，这两类植物的原生态环境都是热带沙漠气候，白天干热晚上阴冷，放眼国内并没有一处常年拥有这样的气候特征，此类植物由于常年生长在沙漠，白天无法打开气孔吸收二氧化碳，已经进化为晚上打开气孔吸收并保存二氧化碳，用于白天有光情况下光合作用，但是晚上必须在低温中才能更好的吸收，最佳甚至可以低至0摄氏度，这是一个必然条件，否则植物的美观度大大下降。利用本发明的植物培育装置来培育上述两种植物的具体操作流程为：白天LED补光灯2会提供足够的光照来代替日光，强度和效果都达到了原生态的光照要求，开启加热器5让培育室1内的温度达到35摄氏度，以提供生长和光合作用所需要的温度，风机8会定时开启自动通风换气。灯光强度和加热温度开关时间在控制器11都已经预设，如需要增强光照，开启电机31驱动驱动螺杆32可以完成。晚上LED补光灯2会关闭，压缩机9开始工作进行降温，风机8关闭，以降低空气中的含氧量，增加二氧化碳浓度，此过程完全自动。在开机设置完时间后，机器自动根据对应程序开始工作，人工只需要按照实际需要进行浇水和施肥等操作。

在上述实施方式中，所述LED补光灯2为包括红光芯片LED和蓝光芯片LED。

在上述实施方式中，所述红光芯片LED和蓝光芯片LED的数量比为1:3～1:7。

在本实施例中，所述红光芯片LED和蓝光芯片LED的数量比为1:5。

如图4所示，本发明还提供了一种植物培育远程监控系统的具体实施方式，包括以上各项实施方式所述的植物培育装置和终端13，且所述培育室1内设置有摄像头14，

所述摄像头14和传感器组12用于采集当前植物生长环境信息，并将所述植物生长环境信息传输至控制器11和终端13；

所述终端13用于接收所述植物生长环境信息，并用于输入反应植物种植状况的事件信息，并将所述反应植物种植状况的事件信息发送至控制器11，对植物生长情况实施监测和控制；

所述控制器11用于驱动所述高度调节电机31、LED补光灯2、加热器5、加湿器、照明灯6、紫外灯7、风机8和降温系统中的一种以上。

植物培育远程监控系统可以通过终端13实施监测培育室1内的植物的各个环境参数，并且可以通过终端13对培育室1内的各参数进行调节，实现远程控制。

在上述实施方式中，所述终端13包括PDA、智能手机或便携式电脑。

在上述实施方式中，所述植物培育远程监控系统，还包括云端服务器，所述云端服务器存储有植物生长标准信息数据库，所述云端服务器用于接收和分析所述植物生长环境信息，并与所述植物生长标准信息库中的数据信息进行检索并得到检索结果，将所述检索结果输出至终端13。

本发明植物培育远程监控系统的具体工作过程为：

摄像头14和传感器组12通过对当前植物生长环境信息进行监测，将当前的温度，湿度，二氧化碳以及光照度等信息每间隔一个时间段就反馈到终端13，终端13将所有信息汇总后上传到云端服务器15，终端13将接受到的信息通过控制软件，结合云端服务器15中数据库或网络资源对植物当前生长状况进行分析判断，生成针对当前状况的培育方案，如通过温度和湿度判断是否应该浇水和应该浇多少水，通过二氧化碳浓度判断是否应该对培育室1进行通风操作，通过当前光照度判断是否应该调节补光灯高度等。同时与服务器将该植物生长和培育信息存入数据库，作为资料备份记录和智能学习的资料。然后手机终端13将方案发送到控制器11，由控制器11将方案转成工作指令发送到高度调节电机31、LED补光灯2、加热器5、加湿器、照明灯6、紫外灯7、风机8和降温系统等具体的执行机构。各个执行机构即对指令作出反映，利用其自身的通风，控制温度，控制光照等功能对植物进行培育。

本发明中所有装置也都有被动反馈功能，能够接受用户终端13的查询指令，根据用户指令返回其需要的信息，特别是在用户不在家时通过个人移动控制端对家居植物进行远程访问，实时掌握家居中的植物生长状况。

本发明的监控系统依赖于内嵌于终端13的软件程序。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。