植物栽培监控系统的制作方法

本发明是关于一种植物栽培监控系统。

背景技术：

近年来，随着城市化进程加剧及环保生态健康意识的提高，高端栽培的概念已渐渐进入家庭，或是以小规模的模式运作起来。

植物栽培系统可以让使用者于室内环境下四季种植植物，而且植物生长的过程，既不受气候条件影响，也不受操作技能限制。更重要的是，以植物栽培系统体现种菜模式，更能够解决蔬菜安全的问题。

因此，如何在室内环境下确保植物拥有最合适的生长环境，无疑是业界一个重要的课题。

技术实现要素：

本发明的技术目的在于提供一种植物栽培监控系统，其能有效降低养液(第一液体及第二液体)的调整成本及产生沉淀物的机会，以达到更佳的养液调整效果，并提高植物的生产品质及缩短生长周期。

根据本发明的一实施方式，一种植物栽培监控系统，其包含植物栽培槽、养液槽、检测装置、供应槽、时间控制单元、份量控制单元与控制装置。植物栽培槽用以栽培植物。养液槽连通植物栽培槽，养液槽用以容置第一液体。检测装置用以检测第一液体并提供数据。供应槽连通养液槽，供应槽用以容置第二液体。时间控制单元用以设定供应槽在时间单位中分别供应第二液体至养液槽的时间点。份量控制单元用以根据数据设定供应槽在每个时间点供应第二液体至养液槽的份量。控制装置用以控制供应槽在每个时间点供应对应的份量的第二液体至养液槽。

在本发明一个或多个实施方式中，上述的时间控制单元用以设定从而使两相邻的时间单位中的时间点不同。

在本发明一个或多个实施方式中，上述的时间控制单元用以设定从而使两相邻的时间单位中的时间点相同。

在本发明一个或多个实施方式中，上述的检测装置包含酸碱度检测器。此酸碱度检测器用以检测第一液体的酸碱度。

在本发明一个或多个实施方式中，上述的检测装置包含导电度检测器。此导电度检测器用以检测第一液体的导电度。

在本发明一个或多个实施方式中，上述的检测装置包含容量测量器。此容量测量器用以测量第一液体在养液槽的容量。

在本发明一个或多个实施方式中，上述的养液槽包含第一泵浦。此第一泵浦连通植物栽培槽，控制装置控制第一泵浦以把第一液体输送至植物栽培槽。

在本发明一个或多个实施方式中，上述的供应槽包含第二泵浦。第二泵浦连通养液槽，控制装置控制第二泵浦以把对应的第二液体输送至养液槽。

在本发明一个或多个实施方式中，上述的植物栽培监控系统还包含供水箱。此供水箱连通养液槽与控制装置，并用以供水给养液槽。

本发明上述实施方式与已知先前技术相较，至少具有以下优点：

(1)由于植物栽培监控系统包含时间控制单元，使用者可以针对不同需要而设计时间控制单元的设定，以有效降低第一液体及第二液体的调整成本及产生沉淀物的机会，以达到更佳的养液调整效果，并提高植物的生产品质及缩短生长周期。

(2)随着第一泵浦把第一液体输送至植物栽培槽并回流至养液槽所带动的流动效果，有助提升植物栽培槽中养液的含氧量，有利植物的生长。

附图说明

图1是绘示依照本发明一实施方式的植物栽培监控系统的应用示意图。

图2至图5是绘示图1的植物栽培监控系统的操作时序图。

具体实施方式

请参照图1，其绘示依照本发明一实施方式的植物栽培监控系统100的应用示意图。如图1所示，一种植物栽培监控系统100包含植物栽培槽110、养液槽120、检测装置130、供应槽(在本实施方式中，供应槽的数量为4个，但本发明并不以此为限，为方便以下描述，图1中的供应槽分别标示为140a、140b、140c及140d)、时间控制单元150、份量控制单元160与控制装置170。植物栽培槽110用以栽培植物200。养液槽120连通植物栽培槽110，养液槽120用以容置第一液体L1，使得植物栽培槽110也容置有第一液体L1。检测装置130用以检测第一液体L1并提供数据。第一液体L1实质上为养液。供应槽140a、140b、140c、140d连通养液槽120，供应槽140a、140b、140c、140d分别用以容置第二液体L2。时间控制单元150用以设定供应槽140a、140b、140c、140d在多个时间单位中分别供应第二液体L2至养液槽120的多个时间点。份量控制单元160用以根据数据设定供应槽140a、140b、140c、140d在每个时间点供应第二液体L2至养液槽120的份量。控制装置170用以控制供应槽140a、140b、140c、140d在每个时间点供应对应的份量的第二液体L2至养液槽120。在实务的应用中，为使植物栽培监控系统100的结构简化，时间控制单元150、份量控制单元160与控制装置170可合并为一体，但本发明并不以此为限。

具体地说，如上所述，在本实施方式中，供应槽的数量为4个，在图1中分别标示为140a、140b、140c及140d，而第二液体L2均为养液。在实务的应用中，容置在供应槽140a、140b、140c、140d的第二液体L2可为不同的养液。在本实施方式中，供应槽140a容置的第二液体L2可为浓缩养液A，当浓缩养液A添加至第一液体L1时，第一液体L1的导电度将会提升。相似地，供应槽140b容置的第二液体L2可为浓缩养液B，当浓缩养液B添加至第一液体L1时，第一液体L1的导电度也将会提升。另外，供应槽140c容置的第二液体L2可为酸性养液，而供应槽140d容置的第二液体L2则可为碱性 养液。应了解到，以上所举供应槽的数量及在不同供应槽中第二液体L2的种类仅为例示，并非用以限制本发明，任何本领域技术人员，应视实际需要，适当选择供应槽的数量及在不同供应槽中第二液体L2的种类。

为使在植物栽培槽110中所栽培的植物200能够健康地生长，第一液体L1的酸碱度与导电度均需要保持适当的范围，因此，如图1所示，在本实施方式中，检测装置130包含酸碱度(pH值)检测器131以及导电度(Electrical Conductivity；EC)检测器132。酸碱度检测器131用以检测第一液体L1的酸碱度并提供数据，即第一液体L1的酸碱度。相似地，导电度检测器132用以检测第一液体L1的导电度并提供数据，即第一液体L1的导电度。如此一来，第一液体L1的酸碱度与导电度均受到监控，并且份量控制单元160能够根据第一液体L1的酸碱度与导电度的数据设定供应槽140a、140b、140c、140d在每个时间点供应第二液体L2至养液槽120的份量。

举例而言，由于导电度检测器132检测第一液体L1的导电度，因此当第一液体L1的导电度低于所预设的数值时，导电度检测器132将提供导电度的数据，份量控制单元160则根据第一液体L1的导电度的数据，设定供应槽140a及/或供应槽140b在每个时间点供应第二液体L2至养液槽120的份量，而控制装置170则根据设定控制供应槽140a向养液槽120供应浓缩养液A(即第二液体L2)，或是控制供应槽140b向养液槽120供应浓缩养液B(即第二液体L2)，或是控制供应槽140a及供应槽140b分先后次序向养液槽120供应浓缩养液A及浓缩养液B，以使第一液体L1的导电度上升至预设的数值。浓缩养液A或/及浓缩养液B的搭配，需视实际需要而定。

另一方面，由于酸碱度检测器131检测第一液体L1的酸碱度，因此当第一液体L1的酸碱度低于控制装置170所预设的数值时，也即第一液体L1变得过酸时，酸碱度检测器131将提供酸碱度的数据，份量控制单元160则根据第一液体L1的酸碱度的数据设定供应槽140d在每个时间点供应碱性养液(即第二液体L2)至养液槽120的份量，控制装置170则根据设定控制供应槽140d向养液槽120供应碱性养液，以使第一液体L1的酸碱度上升至预设 的数值。

同理，当第一液体L1的酸碱度高于控制装置170所预设的数值时，也即第一液体L1变得过碱时，酸碱度检测器131将提供酸碱度的数据，份量控制单元160则根据第一液体L1的酸碱度的数据设定供应槽140c在每个时间点供应酸性养液(即第二液体L2)至养液槽120的份量，控制装置170则根据设定控制供应槽140c向养液槽120供应酸性养液，以使第一液体L1的酸碱度下降至预设的数值。

为使容置在养液槽120的第一液体L1更有效率地供应至植物栽培槽110，如图1所示，养液槽120包含第一泵浦121。第一泵浦121连通植物栽培槽110，控制装置170控制第一泵浦121以把第一液体L1输送至植物栽培槽110。在控制装置170的控制下，第一泵浦121能有效率地把容置在养液槽120中的第一液体L1供应至植物栽培槽110，并且，随着第一泵浦121把第一液体L1输送至植物栽培槽110并回流至养液槽120所带动的流动效果，有助提升植物栽培槽110中养液的含氧量，有利植物200的生长。

相似地，为使容置在供应槽140a、140b、140c、140d的第二液体L2更有效率地供应至养液槽120，如图1所示，供应槽140a、140b、140c、140d分别包含第二泵浦141。第二泵浦141连通养液槽120，控制装置170控制第二泵浦141以把对应的第二液体L2输送至养液槽120。在控制装置170的控制下，第二泵浦141能有效率地把第二液体L2供应至养液槽120。更具体地说，在本实施方式中，在控制装置170的控制下，供应槽140a的第二泵浦141能有效率地把浓缩养液A供应至养液槽120、供应槽140b的第二泵浦141能有效率地把浓缩养液B供应至养液槽120、供应槽140c的第二泵浦141能有效率地把酸性养液供应至养液槽120、而供应槽140d的第二泵浦141能有效率地把碱性养液供应至养液槽120。

在本实施方式中，植物栽培监控系统100更包含供水箱180。供水箱180连通养液槽120与控制装置170，并用以供水给养液槽120。另外，如图1所示，检测装置130包含容量测量器133。容量测量器133用以测量第一液体 L1在养液槽120的容量并提供数据，即第一液体L1在养液槽120的容量。当第一液体L1被输送至植物栽培槽110，并被栽培在植物栽培槽110的植物200吸收后，养液槽120中第一液体L1的容量将会减少，控制装置170将根据容量测量器133所提供的数据，控制供水箱180供水给养液槽120。

另一方面，当第一液体L1的导电度高于控制装置170所预设的数值时，导电度检测器132将提供导电度的数据，控制装置170也可根据设定控制供水箱180供水给养液槽120，以稀释浓缩养液A或/及浓缩养液B，并使第一液体L1的导电度下降至预设的数值。

请参照图2至图5，其绘示图1的植物栽培监控系统100的操作时序图。为了有效降低第一液体L1及第二液体L2的调整成本及产生沉淀物的机会，以达到更佳的养液调整效果，并提高植物200的生产品质及缩短生长周期，如上所述，植物栽培监控系统100包含时间控制单元150，而使用者可以针对不同需要而设计时间控制单元150的预设程序。

在实务的应用中，时间控制单元150用以设定使两相邻的时间单位X中的时间点相同。如图2所示，以养液槽120中第一液体L1变得过酸为例子。酸碱度检测器131会检测养液槽120中第一液体L1的酸碱度并提供数据，即养液槽120中第一液体L1的酸碱度，份量控制单元160则根据第一液体L1的酸碱度的数据设定供应槽140d在每个时间点供应碱性养液(即第二液体L2)至养液槽120的份量，控制装置170则根据设定，控制供应槽140d向养液槽120供应份量为M的碱性养液。假设把养液槽120中的第一液体L1容量完全输送至植物栽培槽110的时间为一个时间单位X，控制装置170会根据时间控制单元150的设定，把第二液体L2分两次以上在时间单位X内平均供应至养液槽120。举例而言，在本实施方式中，在养液槽120中的第一液体L1输送至植物栽培槽110时，控制装置170根据时间控制单元150的设定，控制供应槽140d把碱性养液分三次在时间单位X内平均供应至养液槽120，也就是说，在时间单位X的开始时、X/3时及2X/3时，供应槽140d会分别把份量为M/3的碱性养液供应至养液槽120。如果时间单位X结束后，酸碱 度检测器131检测第一液体L1的酸碱度并提供的数据显示养液槽120的第一液体L1的酸碱度还没上升至预设的数值，控制装置170将在第二个时间单位X重复以上程序，直至在某一个时间单位X结束后，养液槽120的第一液体L1的酸碱度上升至预设的数值为止。当养液槽120的第一液体L1的酸碱度上升至预设的数值后，供应槽140d不再向养液槽120供应碱性养液，而控制装置170将再次以一个时间单位X把养液槽120中的第一液体L1输送至植物栽培槽110，以使碱性养液能够更均匀地存在于第一液体L1中，也可降低养液的调整成本及产生沉淀物的机会，以达到更佳的养液调整效果，并提高植物200的生产品质及缩短生长周期。在本实施方式中，第一泵浦121的运作时间为3X。应了解到，以上的操作时序同样适于应用在第一液体L1变得过碱的情况。

为进一步使碱性养液能够更均匀地存在于第一液体L1中，时间控制单元150也可用以设定从而使两相邻的时间单位X中的时间点不同。如图3所示，在第二个时间单位X中，控制装置170根据时间控制单元150的设定，控制供应槽140d把碱性养液供应至养液槽120的时间相对第一个时间单位X中的时间错开。在本实施方式中，错开的时间为第一个时间单位X中供应槽140d每次向养液槽120供应碱性养液的时间差的一半，也即X/6。也就是说，在第二个时间单位X中，供应槽140d会在时间为X/6时、3X/6时及5X/6时，分别把份量为M/3的碱性养液供应至养液槽120，以进一步使碱性养液能够更均匀地存在于第一液体L1中，也进一步降低养液的调整成本及产生沉淀物的机会，以达到更佳的养液调整效果，并提高植物200的生产品质及缩短生长周期。应了解到，以上所举错开的时间仅为例示，并非用以限制本发明，本领域技术人员，应视实际需要，适当选择在任一时间单位X中供应槽向养液槽120供应第二液体L2所要错开的时间。

如图4所示，当养液槽120中第一液体L1的导电度低于所预设的数值时，份量控制单元160会根据第一液体L1的导电度的数据，设定供应槽140a及/或供应槽140b在每个时间点供应第二液体L2至养液槽120的份量，在养液 槽120中的第一液体L1输送至植物栽培槽110的第一个时间单位X中，控制装置170根据时间控制单元150的设定，先控制供应槽140a把浓缩养液A(即第二液体L2)在第一个时间单位X的开始时、X/3时及2X/3时分三次平均供应至养液槽120(举例而言，浓缩养液A每次的份量为H/3)，然后，再控制供应槽140b把浓缩养液B(即第二液体L2)在第二个时间单位X的开始时、X/3时及2X/3时分三次平均供应至养液槽120(举例而言，浓缩养液B每次的份量为K/3)。当养液槽120的第一液体L1的导电度上升至预设的数值后，供应槽140a及供应槽140b不再向养液槽120供应浓缩养液A及浓缩养液B，而控制装置170将再次以一个时间单位X把养液槽120中的第一液体L1输送至植物栽培槽110，以使浓缩养液A及浓缩养液B能够更均匀地存在于第一液体L1中，也可降低养液的调整成本及产生沉淀物的机会，以达到更佳的养液调整效果，并提高植物200的生产品质及缩短生长周期。

为进一步使浓缩养液A及浓缩养液B能够更均匀地存在于第一液体L1中，如图5所示，在第二个时间单位X中，控制装置170根据时间控制单元150的设定，使供应槽140b把浓缩养液B供应至养液槽120的时间相对第一个时间单位X中的时间错开。在本实施方式中，错开的时间为第一个时间单位X中供应槽140a每次向养液槽120供应浓缩养液A的时间差的一半，也即X/6。也就是说，在第二个时间单位X中，供应槽140b会在时间为X/6时、3X/6时及5X/6时，分别把份量为K/3的浓缩养液B供应至养液槽120，以进一步使浓缩养液A及浓缩养液B能够更均匀地存在于第一液体L1中，也进一步降低养液的调整成本及产生沉淀物的机会，以达到更佳的养液调整效果，并提高植物200的生产品质及缩短生长周期。应了解到，以上所举错开的时间仅为例示，并非用以限制本发明，本领域技术人员，应视实际需要，适当选择在任一时间单位X中供应槽向养液槽120供应第二液体L2所要错开的时间。

综上所述，本发明的技术方案与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。通过上述技术方案，可达到相当的技术进步，并具有产业上的广泛利用 价值，其至少具有以下优点：

(1)由于植物栽培监控系统包含时间控制单元，使用者可以针对不同需要而设计时间控制单元的设定，以有效降低第一液体及第二液体的调整成本及产生沉淀物的机会，以达到更佳的养液调整效果，并提高植物的生产品质及缩短生长周期。

(2)随着第一泵浦把第一液体输送至植物栽培槽并回流至养液槽所带动的流动效果，有助提升植物栽培槽中养液的含氧量，有利植物的生长。

虽然本发明已经以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。