一种蔬菜种植用无土栽培装置的制作方法

本实用新型涉及农作物种植领域，尤其涉及一种蔬菜种植用无土栽培装置。

背景技术：

面对越来越严重的空气、土壤污染，如何更快、更安全的获得绿色无污染的蔬菜满足于人们的日常生活需要，已经成为越来越迫切的问题，各国都在研究植物工厂，方向之一就是全自动植物工厂。其中有为满足市场需求的大型全封闭植物工厂，为植物生产提供适宜的、稳定的生长环境，缩短植物生长周期；也有小型的家用阳台式植物工厂，主要为市民体验种植乐趣，丰富市民生活，同时让市民吃上自己种植的真正无公害洁净蔬菜。

现已授权的实用新型，专利号为cn201720281649.4，专利名称为一种植物培养设备，更具体地，涉及一种水培植物生长智能控制系统。水培植物生长智能控制系统的温度传感器、光照度传感器、时钟模块、液位传感器的输出端连接着单片机的输入端；太阳能光伏电源、交流电源的输出端连接着自动选择开关的输入端；自动选择开关的输出端连接着单片机的输入端；单片机的输出端连接着植物生长led灯、继电器、驱动模块、显示模块的输入端；驱动模块的输出端连接着电磁阀的输入端。该实用新型一种水培植物生长智能控制系统，其结构简单，通过检测植物的温度、湿度、光照度等，控制植物生长led灯进行补光，控制通气泵提供氧气，控制电磁阀进行施肥灌溉

蔬菜作物的根系只有在一定的ph值范围内才能进行正常的新陈代谢活动,包括呼吸、离子交换、对各营养元素的吸收等等.虽然不同的蔬菜作物适应的ph值范围有差异,一般蔬菜植株根际的ph值要求在5.4—6.3之间,高于或低于这个范围,根系的活动就会受到抑制,严重时甚至可能造成根系坏死，另外温度也会影响根系的生长，如果温度过高，光照后，水培瓶里容易滋生苔藓，容易导致水培蔬菜烂根，并且影响美观，而上述方案只实现了液位和光照参数的调节，忽略了温度和水培液体ph这两个重要影响因素的调节，不利于蔬菜的栽培。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：为了解决现有技术问题，无法对液体温度和ph对进行调节。

一种蔬菜种植用无土栽培装置，包括控制处理器模块、传感器模块、执行模块；

所述控制处理器模块包括控制处理器、电源模块、通信模块、显示模块、存储模块，所述电源模块、通信模块、显示模块、存储模块分别与控制处理器连接；

所述传感器模块包括温度传感器、光照传感器、液位传感器、ph传感器，所述温度传感器、光照传感器、液位传感器、ph传感器分别与控制处理器连接；

所述执行模块包括led驱动器、通气泵驱动器、压缩机驱动器、第一电磁阀驱动器、第二电磁阀驱动器、植物生长led灯、通气泵、压缩机、第一电磁阀、第二电磁阀，所述led驱动器与植物生长led灯连接，所述通气泵驱动器与通气泵连接，所述压缩机驱动器与压缩机连接，所述第一电磁阀驱动器与第一电磁阀连接，所述第二电磁阀驱动器与第二电磁阀连接，所述led驱动器、通气泵驱动器、压缩机驱动器、第一电磁阀驱动器、第二电磁阀驱动器分别与控制处理器连接，所述第一电磁阀用于控制输水管的开启和关闭，所述第二电磁阀用于控制中和剂输送管的开启和关闭；

所述电源模块包括自动选择开关、太阳能光伏电源、交流电源，所述太阳能光伏电源、交流电源分别与自动选择开关连接，所述自动选择开关与控制处理器连接。

进一步的，还包括报警模块，所述报警模块与控制处理器连接。

进一步的，所述报警模块包括报警指示灯、蜂鸣报警器，所述报警指示灯、蜂鸣报警器分别与控制处理器连接。

进一步的，还包括图像采集装置，所述图像采集装置与控制处理器连接。

进一步的，还包括时钟模块，所述时钟模块与控制处理器连接。

进一步的，所述液位传感器采用lm1042芯片。

进一步的，所述光照度传感器采用bh1750芯片。

进一步的，所述控制处理器的核心为dsp处理芯片，所述dsp处理芯片的型号为tms320f28035。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型一种蔬菜种植用无土栽培装置，通过ph传感器以及ph调节装置的设计，实现了水培液ph值的调节，有利促进蔬菜营养的吸收。

2.本实用新型一种蔬菜种植用无土栽培装置，通过温度传感器与压缩机的设计，实现了水陪夜温度的调节，防止水培液滋生细菌，避免蔬菜根系腐烂。

附图说明

图1为本实用新型的整体系统图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种蔬菜种植用无土栽培装置，包括控制处理器模块、传感器模块、执行模块；

所述控制处理器模块包括控制处理器、电源模块、通信模块、显示模块、存储模块，所述电源模块、通信模块、显示模块、存储模块分别与控制处理器连接；

所述传感器模块包括温度传感器、光照传感器、液位传感器、ph传感器，所述温度传感器、光照传感器、液位传感器、ph传感器分别与控制处理器连接；

所述执行模块包括led驱动器、通气泵驱动器、压缩机驱动器、第一电磁阀驱动器、第二电磁阀驱动器、植物生长led灯、通气泵、压缩机、第一电磁阀、第二电磁阀，所述led驱动器与植物生长led灯连接，所述通气泵驱动器与通气泵连接，所述压缩机驱动器与压缩机连接，所述第一电磁阀驱动器与第一电磁阀连接，所述第二电磁阀驱动器与第二电磁阀连接，所述led驱动器、通气泵驱动器、压缩机驱动器、第一电磁阀驱动器、第二电磁阀驱动器分别与控制处理器连接，所述第一电磁阀用于控制输水管的开启和关闭，所述第二电磁阀用于控制中和剂输送管的开启和关闭；

所述电源模块包括自动选择开关、太阳能光伏电源、交流电源，所述太阳能光伏电源、交流电源分别与自动选择开关连接，所述自动选择开关与控制处理器连接。

本方案的工作原理简述：

由于蔬菜作物的根系只有在一定的ph值范围内才能进行正常的新陈代谢活动，针对这一特点本实用新型与现有技术不同的是增加了ph调节装置和压缩机，所述ph调节装置包括中和药剂箱、连通所述药剂箱与栽培池的中和剂输送管以及设置于所述输送管上的第二电磁阀，所述中和药剂包括碳酸胺、小苏打等弱碱等，压缩机为常用装置，在此不做过多描述。温度传感器用于实时检测水培液的温度，液位传感器用于检测水培液的液位高度，ph传感器用于检测水培液的ph，显示模块用于显示上述传感器检测的信息，用于用户输入温度、ph、氧气浓度的阀值，便于实现无土栽培装置的监控，太阳能光伏电源将太阳能光电板收集到的太阳能转换为电能，转换后的电能通过自动选择开关，根据输出电能情况，自动选择开关选择供电方式。

温度传感器实时检测水培液温度，当检测到水培液内温度低于预设阀值时，控制处理器控制压缩机工作，开始制冷功能，当温度降到正常范围时，自动关闭压缩机。

光照传感器实时检测光照强度，当检测到蔬菜光照不足时，控制处理器控制植物生长led灯工作，模拟自然光源，促进蔬菜的光合作用，当光照充足后，自动关闭植物生长led灯，也可以根据预设的开启和关闭时间自动控制植物生长led灯的开启和关闭。

液位传感器实时检测水培液高度，当检测到高度低于预设的高度阀值时，控制处理器控制第一电磁阀动作，使得水箱内的水送入栽培池，当检测到高度恢复正常范围时，关闭第一电磁阀，从而实现水培液高度的调节，保证水培液高度的稳定性。

ph传感器实时检测水培液的酸碱度，当ph传感器检测到ph值低于预设的ph阈值时，控制处理器控制第二电磁阀打开以向所述栽培池送酸，当检测到ph值处于ph阈值范围内时，则控制所述第二电磁阀关闭，从而起到中和、调节水体ph值的作用。

还设置有通气泵，用户可以通过显示模块预设通气泵的开启和关闭时间，通气泵工作，增加水培液内溶解氧的含量，从而促进蔬菜根系生长。

进一步的，还包括报警模块，所述报警模块与控制处理器连接，报警模块用于当出现液位过高、温度过高、光照较弱时，及时提醒工作人员，以保证蔬菜的正常生长。

进一步的，所述报警模块包括报警指示灯、蜂鸣报警器，所述报警指示灯、蜂鸣报警器分别与控制处理器连接，报警指示灯包括液位指示灯、酸碱指示灯、光照指示灯、温度指示灯，分别预警，预警效果好。

进一步的，还包括图像采集装置，所述图像采集装置与控制处理器连接，图像采集装置为摄像头，本实用新型设置有将蔬菜种植区域分为若干个子区域，每个子区域都安装有摄像头，便于用户所述观察蔬菜的生长情况。

进一步的，还包括时钟模块，所述时钟模块与控制处理器连接，时钟模块采用ds1302时钟芯片，用于为系统提供标准的时间信号，vcc1为后备电源、vcc2为主电源，ds1302芯片由vcc1或vcc2两者中的较大者供电。

进一步的，所述液位传感器采用lm1042芯片，液位传感器用于检测水培蔬菜的水的液面高度，当检测到液面高度低于预设阀值时，控制处理器控制第一电磁阀进行灌溉，保证液面稳定，保护蔬菜根系。

进一步的，所述光照度传感器采用bh1750芯片，光照传感器用于检测水蔬菜的光照强度，并根据检测的光照强度控制植物led灯的开启和关闭，代替自然光源，使得蔬菜能够更好地生长发育。

进一步的，所述控制处理器的核心为dsp处理芯片，所述dsp处理芯片的型号为tms320f28035，该型号的处理芯片是一款32位的处理芯片，运算速度快，且内部配置有大量软硬件资源，方便对外进行各种不同功能的扩展。

值得注意的是：本方案中的控制处理器、电源模块、存储模块、温度传感器、光照传感器、液位传感器、ph传感器、压缩机、通气泵等均为现有技术中的常用电路或实物，本方案的创新不在于单个的电路上，而是数个模块以及电路的配合实现了水培液体ph、液位高度、温度、光照强度、氧气浓度等环境参数的调节。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。