一种适用于室内的智能种菜机器人系统的制作方法

本发明属于种植系统领域，尤其是一种适用于室内的智能种菜机器人系统。

背景技术：

阳台、天台、室内等环境通常要种植一些植物或花卉以起到绿化生活环境、美化生活空间的目的。但种植植物花卉就必须保证栽种的土壤保持一定的湿度和水分，如种植者对植物不能进行科学及时的浇灌施肥，会造成植物或花卉营养不良甚至枯萎至死。

针对阳台、天台、室内等环境，虽然也有不少单位或个人引进了一些国外与物联网相关的计算机智能控制系统，如物联网温室环境控制系统、物联网施肥灌溉控制系统、工厂化种植智能控制系统等，这些系统真正实现了阳台、天台、室内等环境控制的智能化和自动化，但往往存在投资过大，系统维护不方便等各种发展制约瓶颈，再者就是要求阳台、天台、室内等环境的管理操作人员本身有较高的文化素质和较丰富的工程技术经验，目前普通民众还不具备上述要求，这也限制了国外同类产品在国内的推广应用。

目前，国内很多阳台、天台、室内等环境采用的是手动浇灌施肥方式，但此种方式存在着如浪费水资源、增加灌溉施肥劳动强度、缺乏科学性等诸多弊端。虽然也有个别地方采用了自动化的阳台、天台、室内等环境，但目前的自动化系统还存在以下不足：1、控制方式较为简单，大多是根据土壤的湿度调节灌溉供水，忽略了土壤温度、光照对植物的影响；2、普遍缺乏可监控性，无法进行有效管理。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可折叠、智能化、控制精确且兼具操作娱乐性的适用于室内的智能种菜机器人系统。

本发明的技术方案为：一种适用于室内的智能种菜机器人系统，包括种植架、补光系统、灌溉系统、控温系统、通风系统、智能控制系统和通信系统；所述种植架包括托盘和两立柱，所述托盘设于两立柱之间且托盘与立柱相垂直，所述托盘为多层结构，所述托盘上设有一种植装置，所述种植装置包括上层钢骨架、下层钢骨架和包覆在上下层钢骨架外的种植布，所述上层钢骨架、下层钢骨架和种植布围绕形成一腔体构成种植区域，所述上层钢骨架与立柱固定相连以对种植装置起到支撑作用，所述种植架的最上层还设有一平台；所述补光系统包括大气温湿度光照度三合一传感器和led灯管；所述灌溉系统包括水箱、肥箱、水泵i、水泵ii、水主管、水支管、肥主管、肥支管、水渗管和肥渗管，所述水箱、肥箱分别连接水泵i、水泵ii，所述水泵i、水泵ii分别连接水主管、肥主管，所述水主管、肥主管分别连接水支管、肥支管，所述水支管、肥支管分别连接水渗管和肥渗管；所述控温系统包括土壤温湿度传感器、电热丝和雾化喷头，所述雾化喷头与水支管相连；所述通风系统包括通风风扇；所述智能控制系统包括控制板，所述控制板分别与led灯管、水泵i及水泵ii、电热丝、雾化喷头和通风风扇相连；所述通信系统包括中央数据库与客服务系统、app软件、互联网、云服务器、互联网、家庭wifi路由器和嵌入式系统，所述中央数据库与客服务系统、app软件分别与互联网相连，所述互联网与云服务器相连，所述云服务器与互联网相连，所述互联网与家庭wifi路由器相连，所述家庭wifi路由器与嵌入式系统相连，所述嵌入式系统一方面通过传感器采集卡与大气温湿度光照度三合一传感器、土壤温湿度传感器相连，另一方面与控制板相连。

优选地，所述种植架中托盘为边缘垂直翘起的长方形结构以形成方槽状，所述立柱为铝型材槽结构。

优选地，所述种植装置中下层钢骨架是由两根横向和两根纵向的钢骨架组成的长方形框架，所述上层钢骨架也是由两根横向和两根纵向的钢骨架组成的长方形框架；所述上层钢骨架的每一纵向钢骨架包括两弯折部，所述上层钢骨架通过两弯折部分别弯折包覆在支柱的两侧面上实现与支柱的固定连接；所述两弯折部通过两个螺丝包覆在支柱的两侧面上实现与支柱的固定相连，当松开两个螺丝时所述种植装置即可实现在立柱侧面槽结构上滑动。

优选地，所述补光系统中所述大气温湿度光照度三合一传感器设于所述平台上，所述led灯管可以为多个且通过led灯管固定座设于所述平台及每一层托盘的下表面。

优选地，所述灌溉系统中所述水箱、肥箱、水泵i、水泵ii设于最下层种植装置的内部，所述水主管和肥主管设于一立柱内部，所述每一水支管和每一肥支管充当导管且均伸入设于每一层的种植装置内，所述水渗管和肥渗管均埋设于种植装置内。

优选地，所述控温系统中所述土壤温湿度传感器设于每层种植装置的内部，所述电热丝呈多根平行间隔地分布于每层种植装置的底部以构成电热丝网，所述雾化喷头设于所述平台及每一层托盘的下表面且与水支管相连。

优选地，所述通风系统中所述通风风扇设于最下层种植装置的下部。

优选地，所述水箱的容量为15l，所述水箱可外接引水管或可取下水箱加水，所述水箱底板的下侧分布有水管与水泵i相连，所述水泵i的输水速度为120l/h，所述水箱的内侧、外侧还分别设有水位感应器、水位控制器和报警器，其中所述水位感应器与水位控制器相连，所述水位控制器与报警器相连；所述肥箱的容量为5l，所述肥箱内盛装水溶性复合肥，所述肥箱可外接引水管或可取下肥箱加水，所述肥箱底板的下侧分布有肥管与水泵ii相连，所述水泵ii控制速度以使肥渗管的渗出速度为1l/m*h。

优选地，还包括显示系统，所述显示系统为显示屏，所述补光系统、灌溉系统和控温控制系统还均与显示屏相连，其中显示屏分别与大气温湿度光照度三合一传感器、土壤温湿度传感器相连且显示屏设于平台的侧面。

优选地，还包括电源系统，所述电源系统包括开关电源，所述开关电源与各系统相连且所述开关电源与保护及配电电路装成1个盒子安装于另一立柱内部。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的种植架稳固牢靠，可折叠，未折叠开时上下钢骨架之间相互叠合节省空间，折叠开时形状接近长方体，形成种植区域便于种植，且折叠后面积是展开的十分之一，极大方便物流(包装方便，保护电气与结构，占空间小)和搬运(体积小适应电梯与门框尺寸)，免安装打开即用；本发明系统的外型美观，管线包括传感器全预埋；本发明系统实现了无人化管理，可在wifi环境下智能运行，由手机app管控，带音乐播放、图片与视频分享，相当于偷菜娱乐游戏现实版，极具市场前景，将生态生活与娱乐趣味性完美结合。

附图说明

图1为本发明的种植架折叠时结构示意图。

图2为本发明的种植架展开时结构示意图。

图3为本发明的最下层种植装置的俯视图。

图4为本发明的一立柱内结构示意图。

图5为本发明的另一立柱内结构示意图。

图6为本发明的整体结构示意图。

图7为本发明的系统框架图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步说明。

如图1至图7所示，一种适用于室内的智能种菜机器人系统，包括种植架、补光系统、灌溉系统、控温系统、通风系统、智能控制系统和通信系统。

其中种植架包括托盘1和两立柱2，托盘1固定设于两立柱2之间，托盘1为边缘垂直翘起的长方形结构以形成方槽状，立柱2为铝型材槽结构，托盘1水平设置且与支柱2相垂直，托盘1可以为多个呈上、下层设置，层与层之间预留空间。

托盘1上设有一种植装置，其中种植装置包括上层钢骨架3、下层钢骨架4和包覆在上下层钢骨架外的种植布5，上层钢骨架3、下层钢骨架4和种植布5围绕形成一腔体构成种植区域，上层钢骨架3通过两个螺丝与立柱2固定相连以对种植装置起到支撑作用，而种植布5为耐紫外线的防水布。

具体的，上下层钢骨架的具体结构为：下层钢骨架4是由两根横向和两根纵向的钢骨架组成的长方形框架；上层钢骨架3是由两根横向和两根纵向的钢骨架组成的长方形框架。而上层钢骨架3的每一纵向钢骨架包括两弯折部31，上层钢骨架3通过两弯折部31分别弯折包覆在支柱2的两侧面上实现与支柱2的固定连接，两弯折部31是通过两个螺丝连接包覆在支柱的两侧面上实现与支柱的固定相连，当松开两个螺丝时种植装置即可实现在立柱侧面槽结构上滑动。当种植装置内无种植作物时，则上层钢骨架3的弯折部31包覆在支柱2上实现上下层钢骨架折叠起来节省空间，如图1所示；当种植装置内需要种植作物时，则上层钢骨架3的弯折部31展开实现上下层钢骨架展开如长方形框架结构，最大程度利用空间，如图2所示，其中最下层种植装置内可用于放置水肥箱、水泵、蘑菇、木耳、豆芽种植机与育苗盘，而其余层种植装置内可用于种植各种蔬菜花卉等。

本种植架的最上层还设有一平台6，如图1、图2所示。

补光系统包括大气温湿度光照度三合一传感器7和led灯管8，其中大气温湿度光照度三合一传感器7设于平台6上，led灯管8可以为多个且通过led灯管固定座设于平台6及每一层托盘的下表面。

灌溉装置包括水箱9、肥箱10、水泵i11、水泵ii12、水主管13、水支管16、肥主管15、肥支管14、水渗管17和肥渗管18，水箱9、肥箱10、水泵i11、水泵ii12设于最小层种植装置的内部且水箱9与水泵i11相连，肥箱10与水泵ii12相连，水泵i11连接水主管13且水主管13设于一立柱内部，水主管13与多个水支管16相连且每一水支管16伸入设于每一层的种植装置内，水支管16与水渗管17相连且水渗管17埋设于种植装置内，水泵ii12连接肥主管15且肥主管15设于一立柱内部，肥主管15与多个肥支管14相连且每一肥支管14伸入设于每一层的种植装置内，肥支管14与肥渗管18相连且肥渗管18埋设于种植装置内，如图3、图4所示。

上述水箱9容量为15l，水箱9可外接引水管或可取下水箱加水，水箱9底板的下侧分布有水管与水泵i11相连，水泵i11的输水速度为120l/h。此外，水箱9的内侧、外侧还分别设有水位感应器、水位控制器和报警器，其中水位感应器与水位控制器相连，水位控制器与报警器相连；当水位感应器感应到水箱内的水位过低达到下限位时，水位感应器发送信号至水位控制器，水位控制器控制报警器发出报警信号，启动水箱9内使用自来水管加水或自动加水。

上述肥箱10的容量为5l，肥箱10内盛装水溶性复合肥，肥箱10可外接引水管或可取下肥箱加水，肥箱10底板的下侧分布有肥管10与水泵ii12相连，水泵ii12控制速度以使肥渗管18的渗出速度为1l/m*h。

控温系统包括土壤温湿度传感器20、电热丝21和雾化喷头22，土壤温湿度传感器20设于每层种植装置的内部，电热丝21呈多根平行间隔地分布于所述种植装置的底部以构成电热丝网，雾化喷头22设于所述平台及每一层托盘的下表面且与水支管16相连。

通风系统包括通风风扇，通风风扇设于最下层种植装置的下部。

智能控制系统包括控制板19，控制板19分别与led灯管8、水泵i11及水泵ii12、电热丝21、雾化喷头22和通风风扇相连。

通信系统包括中央数据库与客服务系统23、app软件24、互联网25、云服务器26、互联网27、家庭wifi路由器28和嵌入式系统29；其中中央数据库与客服务系统23、app软件24分别与互联网25相连，互联网25与云服务器26相连，云服务器26与互联网27相连，互联网27与家庭wifi路由器28相连，家庭wifi路由器28与嵌入式系统29相连，嵌入式系统29一方面通过传感器采集卡30与大气温湿度光照度三合一传感器7、土壤温湿度传感器20相连，另一方面与控制板19相连，如图7所示。

由此，本发明系统的智能化工作原理如下：本发明由种植架形成多层的托盘用于放置种植装置，立柱内布置管线控制系统，安装补光、灌溉、控温系统和通风系统，可通过控制及通信系统自带的触摸屏进行补光、施水、施肥、喷水雾、调温、通风、补水(当储水箱水位低时启动使用自来水管自动补水)等操作；其中操作由用户的手机、电脑、平板等终端上的app软件控制，可选层控制，可设定条件控制如光照低于设定值时启动led灯管补光、土壤湿度低于设定值时启动水泵实现施水和施肥、土壤温度低于设定值时启动电热丝进行调温作业、土壤温度高于设定值时启动雾化喷头进行降温作业，可根据预定的计划任务进行作业，也可按专家系统的模型结合实测环境条件运算生成计划任务。用户还可对于传感器数据采集周期进行预设及调整，数据在本地数据库存储，也可上传云端服务器(客户群体之间菜的分享)，再通过云端服务器提供的服务对系统进行管理包括pc端、移动手机app等，可远程控制，带音乐播放、图片与视频分享，相当于偷菜娱乐游戏现实版，真正实现了既种植收获无污染的环保蔬菜，也美化环境、怡养性情、寓教于乐。

本发明系统还包括显示系统；其中显示系统为显示屏，补光系统、灌溉系统和控温控制系统还均与显示屏相连，其中显示屏分别与大气温湿度光照度三合一传感器、土壤温湿度传感器相连且显示屏设于平台的侧面，可将大气环境的温度、湿度、光照度及土壤的温度、湿度反应在显示屏上，方便用户就近观察与操作。

本发明系统还包括电源系统；其中电源系统包括开关电源，开关电源与各系统相连且开关电源与保护及配电电路装成1个盒子安装于另一立柱内部，如图5所示。

本发明的种植架稳固牢靠，可折叠，未折叠开时上下钢骨架之间相互叠合节省空间，折叠开时形状接近长方体，形成种植区域便于种植，且折叠后面积是展开的十分之一，极大方便物流(包装方便，保护电气与结构，占空间小)和搬运(体积小适应电梯与门框尺寸)，免安装打开即用；本发明系统的外型美观，管线包括传感器全预埋；本发明系统实现了无人化管理，可在wifi环境下智能运行，由手机app管控，带音乐播放、图片与视频分享，相当于偷菜娱乐游戏现实版，极具市场前景，将生态生活与娱乐趣味性完美结合。

上述的实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的权利范围，因此，依本发明申请专利范围所作的修改、等同变化、改进等，仍属本发明所涵盖的范围。