一种智能种植箱的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种智能种植箱，包括土壤层、秸秆层和控制层；秸秆层设在土壤层下方；土壤层设有至少一个传感器和渗水管，渗水管安装在土壤层底部；控制层包括控制器和电动水泵；控制器分别与传感器和电动水泵连接，渗水管与电动水泵连接。本实用新型提供的智能种植箱，可实时控制土壤湿度，在湿度不足时，自动实现水分的输送，采用自下而上、分流浇灌的方式，浇灌均匀，对影响作物生长的因素进行实时、全面地监测，智能化程度高，可适用于室内农场和居家种植。
【专利说明】一种智能种植箱
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种智能种植箱。
【背景技术】
[0002] 中国地少人多，耕地面积逐年降低，人均耕地占有面积也在逐年减少。但随着科学 技术的不断发展，大面积的室内立体种植农场将成为未来种植业的发展趋势。在城市中， 居家种植越来越被广泛的接受和喜爱，但场地限制和繁琐的养护过程是居家种植最大的局 限。城市中的居民多居住在楼内，不能像农村居民那样拥有自己的土地，没有家庭小菜园生 产无公害蔬菜。
[0003] 为了解决种植的问题，人们使用了种植箱来种植作物或花草，这样就可以脱离传 统依赖土地耕种的种植模式。常用种植箱内部结构简单，土壤湿度难以控制，一旦种植箱内 土壤湿度不足，易导致种植物因缺水而丧失膨压以致萎蔫，而湿度过高，又会导致作物根部 腐烂。此外，土壤的温度、光照强度及营养成分等也对作物的生长有一定的影响，现有的种 植箱并没有考虑这些因素做出改进。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、 操作方便，温、湿度可控，适宜于室内农场和居家种植的智能种植箱。
[0005] 本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006] -种智能种植箱，包括土壤层、秸杆层和控制层；秸杆层设在土壤层下方；土壤层 设有至少一个传感器和渗水管，渗水管安装在土壤层底部；控制层包括控制器和电动水泵； 控制器分别与传感器和电动水泵连接，渗水管与电动水泵连接。
[0007] 优选地是，所述渗水管包括主管和多个支管；主管设有进水口和多个出水口，进水 口连接电动水泵，出水口分别连接各支管；支管的管径小于主管的管径，且管壁上设有通 孔。
[0008] 优选地是，多个支管均匀分布于土壤层。
[0009] 优选地是，所述种植箱为上下分层的抽拉式结构，包括固定层、隔挡层和抽拉层， 固定层与抽拉层通过隔挡层隔开；土壤层设置在固定层，秸杆层设置在抽拉层。
[0010] 优选地是，所述隔挡层为带通孔的托板或细纱网。
[0011] 优选地是，所述传感器包括湿度传感器、和/或温度传感器、和/或光照传感器、和 /或电导率传感器。
[0012] 优选地是，所述电动水泵上设有进水管；电动水泵通过进水管从外置的盛水装置 抽取水和/或从盛有营养液的装置抽取营养液。
[0013] 优选地是，所述控制器与一终端通过无线网络连接。
[0014] 优选地是，所述种植箱的箱体外侧设有渗水管的外接口以及至少一个扩展接口， 扩展接口内设有控制器的接口引线。
[0015] 优选地是，所述种植箱的箱体底部设有至少一个滚轮。
[0016] 与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
[0017] 1、自下而上的浇灌模式：通过在土壤层底部设置渗水管，在浇灌水或营养液时，水 或营养液自下往上渗入土壤，根部为作物最先受浇灌的部位，可良好地吸收水分及营养，有 效克服传统的自土壤上方而下浇灌所存在的水或营养液未渗入土壤或没有被作物吸收的 问题发生。
[0018] 2、浇灌均匀、分流浇灌：渗水管由主管和多个支管构成，支管均匀分布于土壤层， 使水分更为均匀地渗入土壤，浇灌均匀，有效避免因人工浇灌不均造成的部分作物缺水部 分作物受淹的情况；支管的管径细小，起到分流的作用，主管流进支管的水流量不大，渗入 土壤的水流细缓，避免浇灌量大时，湿度传感器未能及时感应造成过量水流入土壤的问题 发生，节水、环保、节省人力。
[0019] 3、土壤层下铺设秸杆层；现有的种植箱仅铺设土壤层，而本实用新型在土壤层下 铺设秸杆层，当土壤内水分过多时，下一层的秸杆可以起到吸水的作用，防止作物根部腐 烂；秸杆层由各种作物的秸杆经高温高压粉碎压制而成，当秸杆层逐渐分解腐烂时，可作为 上层土壤的有机肥力，为作物提供营养，防止土壤硬结；将秸杆层设置在抽拉层，在秸杆分 解消耗至一定程度时，可以抽出进行补给和替换。
[0020] 4、考虑了影响作物生长的各种环境因素，如土壤的湿度、温度、光照强度、营养成 分，对这些因素进行实时的监测，并采取适当的措施，例如在湿度不足时，自动实现水分的 输送等，全面改善土壤环境，智能化程度高，可适用于室内农场和居家种植。
[0021] 5、多个种植箱可纵向或横向叠加，并通过扩展接口连接，叠加时各个种植箱的控 制层通过控制器的接口引线连接，形成一个控制层，渗水管可通过渗水管的连接口彼此连 通。
[0022] 6、采用线上线下互联交通的物联网技术，用户可通过终端实时获取种植箱的土壤 层数据，了解作物的生长情况，向控制器发送指令，远程改善土壤环境。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1为本实用新型的智能种植箱的结构示意图；
[0024] 图2为本实用新型的智能种植箱的浇灌水的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型 技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保 护范围不限于下述的实施例。
[0026] 如图1所示，一种智能种植箱，包括土壤层1、秸杆层2和控制层3。
[0027] 控制层3可设在种植箱底部或种植箱外侧，包括电动水泵31、控制器32和电源 (图中未标出）。电动水泵31上设有两根进水管311，水泵31通过进水管311分别与外置 的盛水装置和盛有营养液的容器连接。
[0028] 土壤层1设有传感器若干和渗水管若干，渗水管与电动水泵31连接。本实用新型 的一个优选实施例中，传感器包括湿度传感器11、温度传感器12、光照传感器13和电导率 传感器14。本实用新型的另一个优选实施例中，渗水管包括主管21和多个支管22,主管21 设有进水口和多个出水口，进水口与电动水泵31连接，出水口与各支管22连接；支管22的 管径小于主管的管径，且管壁上设有通孔，用于水或营养液的渗出，支管22均匀地分布于 土壤层1，为土壤作物提供水分或营养成分，可根据土壤层1在种植箱内的铺设面积及厚度 调整支管22的数量及分布位置。
[0029] 秸杆层2由各种作物的秸杆经高温高压粉碎压制而成，当秸杆层2逐渐分解腐烂 时，可作为上层土壤的有机肥力，为作物提供营养，防止上层土壤硬结。
[0030] 种植箱的箱体底部设有加热装置4和散热装置5,加热装置4可以是电热棒、发热 管等，散热装置5可以是风扇等。种植箱的箱体顶部还设有光照装置6和遮阳装置7,光照 装置6可以是灯管、光照管等，遮阳装置7可以是具有遮阳效果的装置，例如可控制折叠展 开的罩子或者是可控翻转角度的盖子等。
[0031] 控制器32分别与电动水泵31、各传感器、加热装置4、散热装置5、光照装置6和遮 阳装置7连接，电源分别与控制器32、电动水泵31、各传感器、加热装置4、散热装置5、光照 装置6和遮阳装置7连接，作为供电源。
[0032] 本实用新型的一个优选实施例中，种植箱为上下分层设计的抽拉式结构，包括固 定层、隔挡层24和抽拉层，固定层与抽拉层通过隔挡层24隔开；土壤层1设置在固定层，秸 杆层2设置在抽拉层，隔挡层24可为带通孔的托板或细纱网。这种设计的主要目的是当秸 杆分解消耗至一定程度时，可以抽出秸杆层进行秸杆的补给或替换，为了防止在抽出秸杆 层时，上层的土壤颗粒掉落，在土壤层与秸杆层之间设置了托板或细沙网，秸杆可透过托板 或纱网的孔隙与土壤接触，作为有机肥力，为土壤提供营养，在土壤水分过多时，吸水保护 作物根部，养护人员可定期抽出秸杆层查看秸杆的消耗情况，进行补给与替换。
[0033] 工作时，湿度传感器11采集土壤层1的湿度并传输给控制器34,控制器34判断当 前土壤湿度是否低于预设值，该预设值为种植箱内土壤适宜湿度的最低湿度值。若当前土 壤湿度低于预设值，则控制器32启动电动水泵31，电动水泵31通过一根进水管311从外 置的盛水装置中吸取水注入渗水管21的主管21内，水通过主管21流向支管22,并通过支 管22的通孔渗出，渗入土壤层1。由于支管22均匀分布于土壤层2,因此灌水均匀，由于支 管22的管径细小，从主管21分流进每根支管22的水流量不大，有效避免一下子灌水量很 大对作物造成的损坏，通过细缓且均匀地浇灌，在湿度传感器11采集到土壤层的湿度到达 预设值时，控制器32关闭电动水泵31，停止浇灌。
[0034] 电导率传感器14实时测量土壤层1的电导率并发送给控制器，土壤中肥料一般是 钾肥、氮肥，肥料一般是水溶性的，施肥的土壤的离子浓度会比较高，电导率也就相应高，本 实用新型通过测量土壤层的电导率来测量土壤的肥料含量，进而判定是否向土壤层浇灌营 养液。若电导率低于电导率预设值，则控制器32启动电动水泵31，电动水泵31通过进水管 311从外置的盛有营养液的装置中汲取营养液注入到渗水管21中，当电导率传感器14测量 到的电导率到达电导率预设值时，控制器关闭电动水泵31。
[0035] 温度传感器12实时测量土壤层1的温度并发送给控制器32,若当前温度低于预设 温度范围，则控制器32启动加热装置4,若当前温度高于预设温度范围，则启动散热装置5， 直至土壤温度在预设温度范围内。
[0036] 光照传感器13实时测量土壤层1受日光照射的光照强度并发送给控制器32,若当 前光照强度低于光照预设范围，则控制器32启动光照装置6,若当前光照强度高于光照预 设范围，则控制器32启动遮阳装置7,直至土壤层的光照强度在光照预设范围内。
[0037] 本实用新型的一个优选实施例中，控制器32与一终端通过无线网络连接，无线网 络包括移动无线网络如GPRS、WCDMA，以及无线局域网，如wifi等，终端如PC端或手机端；用 户通过终端向控制器32发送指令，远程控制土壤环境，例如用户终端接收到控制器32发送 的湿度不足报警信息后，向控制器32发送浇灌指令，控制器32启动电动水泵31将水引入 渗水管21，对土壤层进行自下而上地浇灌，或当用户终端查看土壤层的温度信息时，发现土 壤温度异常，也可以向控制器32发送指令，远程控制打开加热装置和散热装置。
[0038] 本实用新型的再一个优选实施例中，种植箱的箱体外侧设有渗水管21的外接口 312以及至少一个扩展接口 8,扩展接口 8内设有控制器的接口引线，多个种植箱可纵向或 横向叠加，并通过扩展接口 8连接，叠加时各个种植箱的控制层通过控制器的接口引线连 接，形成一个控制层，渗水管之间可通过外接口 23彼此连通，共用盛水或盛有营养液的容 器。
[0039] 本实用新型的又一个优选实施例中，种植箱的箱体底部设有四个滚轮，人可方便 地推动种植箱，对其进行位置转移。
[0040] 上文中，参照附图描述了本实用新型的【具体实施方式】。但是，本领域中的普通技术 人员能够理解，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以对本实用新型的具体 实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本实用新型权利要求书所限定的范围 内。
【权利要求】
1. 一种智能种植箱，其特征在于，包括土壤层、秸杆层和控制层；秸杆层设在土壤层下 方；土壤层设有至少一个传感器和渗水管，渗水管安装在土壤层底部；控制层包括控制器 和电动水泵；控制器分别与传感器和电动水泵连接，渗水管与电动水泵连接。
2. 根据权利要求1所述的智能种植箱，其特征在于，所述渗水管包括主管和多个支管； 主管设有进水口和多个出水口，进水口连接电动水泵，出水口分别连接各支管；支管的管径 小于主管的管径，且管壁上设有通孔。
3. 根据权利要求2所述的智能种植箱，其特征在于，所述多个支管均匀分布于土壤层。
4. 根据权利要求1所述的智能种植箱，其特征在于，所述种植箱为上下分层的抽拉式 结构，包括固定层、隔挡层和抽拉层，固定层与抽拉层通过隔挡层隔开；土壤层设置在固定 层，秸杆层设置在抽拉层。
5. 根据权利要求4所述的智能种植箱，其特征在于，所述隔挡层为带通孔的托板或细 纱网。
6. 根据权利要求1所述的智能种植箱，其特征在于，所述传感器包括湿度传感器、和/ 或温度传感器、和/或光照传感器、和/或电导率传感器。
7. 根据权利要求1所述的智能种植箱，其特征在于，所述电动水泵上设有进水管；电动 水泵通过进水管从外置的盛水装置抽取水和/或从盛有营养液的装置抽取营养液。
8. 根据权利要求1所述的智能种植箱，其特征在于，所述控制器与一终端通过无线网 络连接。
9. 根据权利要求1所述的智能种植箱，其特征在于，所述种植箱的箱体外侧设有渗水 管的外接口以及至少一个扩展接口，扩展接口内设有控制器的接口引线。
10. 根据权利要求1所述的智能种植箱，其特征在于，所述种植箱的箱体底部设有至少 一个滚轮。
【文档编号】A01G25/16GK203884284SQ201420231230
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】周军明, 刘亮, 蒋莉莉 申请人:上海华博信息服务有限公司