一种智能栽培装置的制作方法

本实用新型属于栽培技术领域，尤其涉及一种智能栽培装置。

背景技术：

可种植土地资源是有限的，随着人口的增加以及科学技术的进步，传统种植业和农业园艺栽培均向机械化、智能化和集约化的生产方向发展，如在城郊和城市周边地区保留大量农用地，通过设施先进的玻璃温室生产粮食、蔬菜和水果等农产品。或是向立体化多层化方向发展，如通过多层种植架种植蔬菜或是进行园艺植物栽培，极大地节约了土地资源且产量极高。无论是玻璃温室还是多层种植架，均需要利用种植装置，现有种植装置采用喷灌、气雾灌溉或是滴灌等方式，如滴灌通过人工调节或是自动调节滴液大小和滴速以控制供水量，但对于植物，这种供水方式属于外部的被动供水，并不能精确满足其需水要求，通常会造成供水不足、不及时或是供水过多的问题，且传统的灌溉系统结构复杂，成本极高；现有的种植装置也不能精确自动调控其根部温度，影响种植物的生长，也不能自动控制其施肥过程和其施肥浓度，自动化程度低；同时，现有的种植装置由于重量大，不利于搬运，超出了老旧小区和简易工房屋顶载荷的要求，限制了其使用范围。

技术实现要素：

基于此，针对上述问题，本实用新型提出一种智能栽培装置，可自动精确控制液肥储罐内的肥水浓度，实现施肥过程和施肥浓度的自动精确控制；通过种植箱、配水箱和浮球阀的配合，实现种植箱内水位的自动控制，变传统的外部被动式补水为植物主动式自动补水，实现根据植物的需要精确控水补水的目的。

本实用新型的技术方案是：一种智能栽培装置，包括种植箱、配水箱和控制箱；所述控制箱内设有液肥储罐和控制器，液肥储罐的出液口通过第一导管与所述配水箱连接，配水箱与所述种植箱之间通过第二导管和第三导管连接，且第三导管延伸至种植箱的底部；所述种植箱内设有承重挡土层，承重挡土层与种植箱底部之间为地下水层，承重挡土层上设有栽培基质层；所述第二导管上设有浮球阀，浮球阀的浮球设于地下水层内；所述第一导管上设有第一电磁阀，第一电磁阀与所述控制器通信连接。

工作时，液肥储罐内装有配置好浓度的肥水液，控制器通过控制第一电磁阀的开和关控制其为配水箱内供液与否；种植物种植于种植箱的栽培基质层，地下水层的肥水液经过承重挡土层渗透虹吸至栽培基质层为种植物供水和矿物质，当种植物吸收一段时间后，地下水层的液位下降，浮球随着一起下降，进而拉动浮球阀打开，而配水箱内的液位是始终高于种植箱内的液位的，浮球阀打开后即可使配水箱内的肥水液补充至种植箱，种植箱内的液位逐渐回升，直至浮球上升将浮球阀关闭停止供液；当种植箱内的肥水液再次被植物消耗，液位下降，浮球随着一起下降，进而拉动浮球阀打开，如此往复，实现种植箱内液位的自动控制，当水不够时，可及时自动补充，变传统的外部被动式补水为植物主动式自动补水，既保证有足够的水供种植物吸收，又不至水过多，实现根据植物的需要精确控水补水的目的。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制箱内还设有施肥器，施肥器的进水口连接有进水管，施肥器的出液口通过第四导管与所述液肥储罐连接；所述进水管上设有第二电磁阀，第二电磁阀与所述控制器通信连接。

施肥器内装有种植物生长所需营养物质，控制器通过控制第二电磁阀的打开时间，以控制进水量，进而控制营养液浓度，实现自动精确控制营养液浓度的目的。

优选地，所述配水箱内设有与所述控制器通信连接的水位监测器。

水位监测器实时监测配水箱内的液位高度，当其液位高度低于预设值时，控制器控制第一导管上的第一电磁阀打开，使液肥储罐为配水箱供液，确保配水箱内的液位始终高于种植箱内的液位。

进一步地，所述配水箱内设有第一温度感应器和加热器，所述第一温度感应器和加热器均与所述控制器导线连接。

第一温度感应器实时测试配水箱内水的温度，并将测试数据发送至控制器，当控制器判定测试温度小于预设温度范围时，控制器控制加热器开始工作，加热配水箱内的水直至达到预设温度范围，确保为种植箱供的水在预设温度范围内。

更进一步地，所述栽培基质层内设有第二温度感应器，所述配水箱内设有与所述第三导管连接的水泵，所述第二温度感应器和水泵均与所述控制器通信连接。

第二温度感应器实时测试栽培基质层的温度并将测试数据发送控制器，当控制器判定栽培基质层的温度低于预定温度时，控制器控制水泵开始工作，水泵通过第二导水管将种植箱地下水层内的低温水抽至配水箱内，种植箱内的水位下降，浮球阀自动打开，配水箱内的高温水(8℃-10℃)通过第一导水管自动补充至种植箱中，如此形成水循环，当第二温度感应器测得栽培基质层的温度达到预定温度时，控制器控制水泵停止工作。

优选地，所述种植箱的顶部设有光强传感器，种植箱的上方设有补光灯，所述光强传感器和补光灯均与所述控制器通信连接。

光强传感器实时测试环境光强并将测试数据发送至控制器，当控制器判定环境光强小于预定值时，控制器控制补光灯通电点亮，为植物生长提供足够的光照。

优选地，所述栽培基质层上部设有疏松透气保温层。

优选地，所述种植箱、配水箱和控制箱均采用PVC微泡板材质。

PVC微泡板材质轻且保温性能好，减轻了种植箱、配水箱和控制箱的重量，并增加了保温性能，搬运更省时省力，且满足了老旧小区和简易工房屋顶载荷的要求，使用范围更广。

优选地，所述承重挡土层与地下水层之间设有导水条，且承重挡土层采用透水性材料。

设置导水条且承重挡土层采用透水性材料，使地下水层的水可以顺畅地经过承重挡土层输送至栽培基质层。

本实用新型的有益效果是：

(1)施肥器内装有种植物生长所需营养物质，控制器通过控制第二电磁阀的打开时间，以控制进水量，进而控制营养液浓度，实现自动精确控制营养液浓度的目的；

(2)通过种植箱、配水箱和浮球阀的配合，实现种植箱内水位的自动控制，当水不够时，可及时自动补充，变传统的外部被动式补水为植物主动式自动补水，既保证有足够的水供种植物吸收，又不至水过多，实现根据植物的需要精确控水补水的目的；

(3)通过第一温度感应器和加热器的配合精确控制配水箱内水的温度，通过第二温度感应器、水泵和控制器的配合实现配水箱和种植箱内的水循环进行热交换，最终实现精确控制栽培基质层的温度的目的，为植物根部提供良好的温度生长环境；

(4)种植箱、配水箱和控制箱均采用PVC微泡板材质，PVC微泡板材质轻且保温性能好，减轻了种植箱、配水箱和控制箱的重量，并增加了保温性能，搬运更省时省力，且满足了老旧小区和简易工房屋顶载荷的要求，使用范围更广。

附图说明

图1是实施例所述智能栽培装置的结构示意图；

图2是种植箱与配水箱的连接示意图；

图3是控制箱的内部结构示意图；

图4是各电子元器件的电路原理框图；

附图标记说明：

11第一导管，12第二导管，13浮球阀，14浮球，15第三导管，20种植箱，21承重挡土层，22地下水层，23栽培基质层，24疏松透气保温层，25导水条，30配水箱，41第一温度感应器，42加热器，43控制器，44第二温度感应器，45水泵，46光强传感器，47补光灯，48水位监测器，51地下水层内液面，52配水箱内液面，60控制箱,61液肥储罐，62第一电磁阀，63施肥器，64进水管，65第四导管，66第二电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例

如图1-4所示，一种智能栽培装置，包括种植箱20、配水箱30和控制箱60；所述控制箱60内设有液肥储罐61和控制器43，液肥储罐61的出液口通过第一导管11与所述配水箱30连接，配水箱30与所述种植箱20之间通过第二导管12和第三导管15连接，且第三导管15延伸至种植箱20的底部；所述种植箱20内设有承重挡土层21，承重挡土层21与种植箱20的底部之间为地下水层22，承重挡土层21上设有栽培基质层23；所述第二导管12上设有浮球阀13，浮球阀13的浮球14设于地下水层22内；所述第一导管11上设有第一电磁阀62，第一电磁阀62与所述控制器43通信连接。

工作时，液肥储罐61内装有配置好浓度的肥水液，控制器43通过控制第一电磁阀62的开和关控制其为配水箱30内供液与否；种植物种植于种植箱20的栽培基质层23，地下水层22的肥水液经过承重挡土层21漫延至栽培基质层23为种植物供水和营养，当种植物吸收一段时间后，地下水层22的液位下降，浮球14随着一起下降，进而拉动浮球阀13打开，而配水箱30内的液位是始终高于种植箱20内的液位的，浮球阀13打开后即可使配水箱30内的肥水液补充至种植箱20，种植箱20内的液位逐渐回升，直至浮球14上升将浮球阀13关闭停止供液；当种植箱20内的肥水液再次被植物消耗，液位下降，浮球14随着一起下降，进而拉动浮球阀13打开，如此往复，实现种植箱20内液位的自动控制，当水不够时，可及时自动补充，变传统的外部被动式补水为植物主动式自动补水，既保证有足够的水供种植物吸收，又不至水过多，实现根据植物的需要精确控水补水的目的。

在另一个实施例中，所述控制箱60内还设有施肥器63，施肥器63的进水口连接有进水管64，施肥器63的出液口通过第四导管65与所述液肥储罐61连接；所述进水管64上设有第二电磁阀66，第二电磁阀66与所述控制43器通信连接。

施肥器63内装有种植物生长所需营养物质，控制器43通过控制第二电磁阀66的打开时间，以控制进水量，进而控制营养液浓度，实现自动精确控制营养液浓度的目的。

在另一个实施例中，所述配水箱30内设有与所述控制43器通信连接的水位监测器48。

水位监测器48实时监测配水箱30内的液位高度，当其液位高度低于预设值时，控制器43控制第一导管11上的第一电磁阀62打开，使液肥储罐61为配水箱30供液，确保配水箱30内的液位始终高于种植箱20内的液位。

在另一个实施例中，所述配水箱内设有第一温度感应器41和加热器42，所述第一温度感应器41和加热器42均与所述控制器43导线连接。

第一温度感应器41实时测试配水箱30内水的温度，并将测试数据发送至控制器43，当控制器43判定测试温度小于预设范围时，控制器43控制加热器42开始工作，加热配水箱30内的水直至达到预设温度范围，确保为种植箱20供的水在预设范围内。

在另一个实施例中，所述栽培基质层23内设有第二温度感应器44，所述配水箱30内设有与所述第三导管15连接的水泵45，所述第二温度感应器44和水泵45均与所述控制器43通信连接。

第二温度感应器44实时测试栽培基质层23的温度并将测试数据发送控制器43，当控制器43判定栽培基质层23的温度低于预定温度时，控制器43控制水泵45开始工作，水泵45通过第三导管15将种植箱20的地下水层22内的低温水抽至配水箱30内，种植箱20内的水位下降，浮球阀13自动打开，配水箱30内的高温水通过第二导管12自动补充至种植箱20中，如此形成水循环，当第二温度感应器44测得栽培基质层23的温度达到预定值时，控制器43控制水泵45停止工作。

在另一个实施例中，所述种植箱20的顶部设有光强传感器46，种植箱20的上方设有补光灯47，所述光强传感器46和补光灯47均与所述控制器43通信连接。

光强传感器46实时测试环境光强并将测试数据发送至控制器43，当控制器43判定环境光强小于预定值时，控制器43控制补光灯47通电点亮，为植物生长提供足够的光照。

在另一个实施例中，所述栽培基质层23上部设有疏松透气保温层24。

在另一个实施例中，所述种植箱20、配水箱30和控制箱60均采用PVC微泡板材质。

PVC微泡板材质轻且保温性能好，减轻了种植箱20、配水箱30和控制箱60的重量，并增加了保温性能，搬运更省时省力，且满足了老旧小区和简易工房屋顶载荷的要求，使用范围更广。

在另一个实施例中，所述承重挡土层21与地下水层22之间设有导水条25，且承重挡土层21采用透水性材料。

设置导水条25且承重挡土层21采用透水性材料，使地下水层22的水可以顺畅地经过承重挡土层21输送至栽培基质层23。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。