一種智能種植箱的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種智能種植箱，包括土壤層、秸稈層和控制層；秸稈層設(shè)在土壤層下方；土壤層設(shè)有至少一個傳感器和滲水管，滲水管安裝在土壤層底部；控制層包括控制器和電動水泵；控制器分別與傳感器和電動水泵連接，滲水管與電動水泵連接。本實用新型提供的智能種植箱，可實時控制土壤濕度，在濕度不足時，自動實現(xiàn)水分的輸送，采用自下而上、分流澆灌的方式，澆灌均勻，對影響作物生長的因素進行實時、全面地監(jiān)測，智能化程度高，可適用于室內(nèi)農(nóng)場和居家種植。
【專利說明】一種智能種植箱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種智能種植箱。

【背景技術(shù)】
[0002] 中國地少人多，耕地面積逐年降低，人均耕地占有面積也在逐年減少。但隨著科學(xué) 技術(shù)的不斷發(fā)展，大面積的室內(nèi)立體種植農(nóng)場將成為未來種植業(yè)的發(fā)展趨勢。在城市中， 居家種植越來越被廣泛的接受和喜愛，但場地限制和繁瑣的養(yǎng)護過程是居家種植最大的局 限。城市中的居民多居住在樓內(nèi)，不能像農(nóng)村居民那樣擁有自己的土地，沒有家庭小菜園生 產(chǎn)無公害蔬菜。
[0003] 為了解決種植的問題，人們使用了種植箱來種植作物或花草，這樣就可以脫離傳 統(tǒng)依賴土地耕種的種植模式。常用種植箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，土壤濕度難以控制，一旦種植箱內(nèi) 土壤濕度不足，易導(dǎo)致種植物因缺水而喪失膨壓以致萎蔫，而濕度過高，又會導(dǎo)致作物根部 腐爛。此外，土壤的溫度、光照強度及營養(yǎng)成分等也對作物的生長有一定的影響，現(xiàn)有的種 植箱并沒有考慮這些因素做出改進。 實用新型內(nèi)容
[0004] 本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、 操作方便，溫、濕度可控，適宜于室內(nèi)農(nóng)場和居家種植的智能種植箱。
[0005] 本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0006] -種智能種植箱，包括土壤層、秸桿層和控制層；秸桿層設(shè)在土壤層下方；土壤層 設(shè)有至少一個傳感器和滲水管，滲水管安裝在土壤層底部；控制層包括控制器和電動水泵； 控制器分別與傳感器和電動水泵連接，滲水管與電動水泵連接。
[0007] 優(yōu)選地是，所述滲水管包括主管和多個支管；主管設(shè)有進水口和多個出水口，進水 口連接電動水泵，出水口分別連接各支管；支管的管徑小于主管的管徑，且管壁上設(shè)有通 孔。
[0008] 優(yōu)選地是，多個支管均勻分布于土壤層。
[0009] 優(yōu)選地是，所述種植箱為上下分層的抽拉式結(jié)構(gòu)，包括固定層、隔擋層和抽拉層， 固定層與抽拉層通過隔擋層隔開；土壤層設(shè)置在固定層，秸桿層設(shè)置在抽拉層。
[0010] 優(yōu)選地是，所述隔擋層為帶通孔的托板或細紗網(wǎng)。
[0011] 優(yōu)選地是，所述傳感器包括濕度傳感器、和/或溫度傳感器、和/或光照傳感器、和 /或電導(dǎo)率傳感器。
[0012] 優(yōu)選地是，所述電動水泵上設(shè)有進水管；電動水泵通過進水管從外置的盛水裝置 抽取水和/或從盛有營養(yǎng)液的裝置抽取營養(yǎng)液。
[0013] 優(yōu)選地是，所述控制器與一終端通過無線網(wǎng)絡(luò)連接。
[0014] 優(yōu)選地是，所述種植箱的箱體外側(cè)設(shè)有滲水管的外接口以及至少一個擴展接口， 擴展接口內(nèi)設(shè)有控制器的接口引線。
[0015] 優(yōu)選地是，所述種植箱的箱體底部設(shè)有至少一個滾輪。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：
[0017] 1、自下而上的澆灌模式：通過在土壤層底部設(shè)置滲水管，在澆灌水或營養(yǎng)液時，水 或營養(yǎng)液自下往上滲入土壤，根部為作物最先受澆灌的部位，可良好地吸收水分及營養(yǎng)，有 效克服傳統(tǒng)的自土壤上方而下澆灌所存在的水或營養(yǎng)液未滲入土壤或沒有被作物吸收的 問題發(fā)生。
[0018] 2、澆灌均勻、分流澆灌：滲水管由主管和多個支管構(gòu)成，支管均勻分布于土壤層， 使水分更為均勻地滲入土壤，澆灌均勻，有效避免因人工澆灌不均造成的部分作物缺水部 分作物受淹的情況；支管的管徑細小，起到分流的作用，主管流進支管的水流量不大，滲入 土壤的水流細緩，避免澆灌量大時，濕度傳感器未能及時感應(yīng)造成過量水流入土壤的問題 發(fā)生，節(jié)水、環(huán)保、節(jié)省人力。
[0019] 3、土壤層下鋪設(shè)秸桿層；現(xiàn)有的種植箱僅鋪設(shè)土壤層，而本實用新型在土壤層下 鋪設(shè)秸桿層，當(dāng)土壤內(nèi)水分過多時，下一層的秸桿可以起到吸水的作用，防止作物根部腐 爛；秸桿層由各種作物的秸桿經(jīng)高溫高壓粉碎壓制而成，當(dāng)秸桿層逐漸分解腐爛時，可作為 上層土壤的有機肥力，為作物提供營養(yǎng)，防止土壤硬結(jié)；將秸桿層設(shè)置在抽拉層，在秸桿分 解消耗至一定程度時，可以抽出進行補給和替換。
[0020] 4、考慮了影響作物生長的各種環(huán)境因素，如土壤的濕度、溫度、光照強度、營養(yǎng)成 分，對這些因素進行實時的監(jiān)測，并采取適當(dāng)?shù)拇胧?，例如在濕度不足時，自動實現(xiàn)水分的 輸送等，全面改善土壤環(huán)境，智能化程度高，可適用于室內(nèi)農(nóng)場和居家種植。
[0021] 5、多個種植箱可縱向或橫向疊加，并通過擴展接口連接，疊加時各個種植箱的控 制層通過控制器的接口引線連接，形成一個控制層，滲水管可通過滲水管的連接口彼此連 通。
[0022] 6、采用線上線下互聯(lián)交通的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，用戶可通過終端實時獲取種植箱的土壤 層數(shù)據(jù)，了解作物的生長情況，向控制器發(fā)送指令，遠程改善土壤環(huán)境。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為本實用新型的智能種植箱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2為本實用新型的智能種植箱的澆灌水的工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。本實施例以本實用新型 技術(shù)方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保 護范圍不限于下述的實施例。
[0026] 如圖1所示，一種智能種植箱，包括土壤層1、秸桿層2和控制層3。
[0027] 控制層3可設(shè)在種植箱底部或種植箱外側(cè)，包括電動水泵31、控制器32和電源 (圖中未標(biāo)出）。電動水泵31上設(shè)有兩根進水管311，水泵31通過進水管311分別與外置 的盛水裝置和盛有營養(yǎng)液的容器連接。
[0028] 土壤層1設(shè)有傳感器若干和滲水管若干，滲水管與電動水泵31連接。本實用新型 的一個優(yōu)選實施例中，傳感器包括濕度傳感器11、溫度傳感器12、光照傳感器13和電導(dǎo)率 傳感器14。本實用新型的另一個優(yōu)選實施例中，滲水管包括主管21和多個支管22,主管21 設(shè)有進水口和多個出水口，進水口與電動水泵31連接，出水口與各支管22連接；支管22的 管徑小于主管的管徑，且管壁上設(shè)有通孔，用于水或營養(yǎng)液的滲出，支管22均勻地分布于 土壤層1，為土壤作物提供水分或營養(yǎng)成分，可根據(jù)土壤層1在種植箱內(nèi)的鋪設(shè)面積及厚度 調(diào)整支管22的數(shù)量及分布位置。
[0029] 秸桿層2由各種作物的秸桿經(jīng)高溫高壓粉碎壓制而成，當(dāng)秸桿層2逐漸分解腐爛 時，可作為上層土壤的有機肥力，為作物提供營養(yǎng)，防止上層土壤硬結(jié)。
[0030] 種植箱的箱體底部設(shè)有加熱裝置4和散熱裝置5,加熱裝置4可以是電熱棒、發(fā)熱 管等，散熱裝置5可以是風(fēng)扇等。種植箱的箱體頂部還設(shè)有光照裝置6和遮陽裝置7,光照 裝置6可以是燈管、光照管等，遮陽裝置7可以是具有遮陽效果的裝置，例如可控制折疊展 開的罩子或者是可控翻轉(zhuǎn)角度的蓋子等。
[0031] 控制器32分別與電動水泵31、各傳感器、加熱裝置4、散熱裝置5、光照裝置6和遮 陽裝置7連接，電源分別與控制器32、電動水泵31、各傳感器、加熱裝置4、散熱裝置5、光照 裝置6和遮陽裝置7連接，作為供電源。
[0032] 本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，種植箱為上下分層設(shè)計的抽拉式結(jié)構(gòu)，包括固 定層、隔擋層24和抽拉層，固定層與抽拉層通過隔擋層24隔開；土壤層1設(shè)置在固定層，秸 桿層2設(shè)置在抽拉層，隔擋層24可為帶通孔的托板或細紗網(wǎng)。這種設(shè)計的主要目的是當(dāng)秸 桿分解消耗至一定程度時，可以抽出秸桿層進行秸桿的補給或替換，為了防止在抽出秸桿 層時，上層的土壤顆粒掉落，在土壤層與秸桿層之間設(shè)置了托板或細沙網(wǎng)，秸桿可透過托板 或紗網(wǎng)的孔隙與土壤接觸，作為有機肥力，為土壤提供營養(yǎng)，在土壤水分過多時，吸水保護 作物根部，養(yǎng)護人員可定期抽出秸桿層查看秸桿的消耗情況，進行補給與替換。
[0033] 工作時，濕度傳感器11采集土壤層1的濕度并傳輸給控制器34,控制器34判斷當(dāng) 前土壤濕度是否低于預(yù)設(shè)值，該預(yù)設(shè)值為種植箱內(nèi)土壤適宜濕度的最低濕度值。若當(dāng)前土 壤濕度低于預(yù)設(shè)值，則控制器32啟動電動水泵31，電動水泵31通過一根進水管311從外 置的盛水裝置中吸取水注入滲水管21的主管21內(nèi)，水通過主管21流向支管22,并通過支 管22的通孔滲出，滲入土壤層1。由于支管22均勻分布于土壤層2,因此灌水均勻，由于支 管22的管徑細小，從主管21分流進每根支管22的水流量不大，有效避免一下子灌水量很 大對作物造成的損壞，通過細緩且均勻地澆灌，在濕度傳感器11采集到土壤層的濕度到達 預(yù)設(shè)值時，控制器32關(guān)閉電動水泵31，停止?jié)补唷?br> [0034] 電導(dǎo)率傳感器14實時測量土壤層1的電導(dǎo)率并發(fā)送給控制器，土壤中肥料一般是 鉀肥、氮肥，肥料一般是水溶性的，施肥的土壤的離子濃度會比較高，電導(dǎo)率也就相應(yīng)高，本 實用新型通過測量土壤層的電導(dǎo)率來測量土壤的肥料含量，進而判定是否向土壤層澆灌營 養(yǎng)液。若電導(dǎo)率低于電導(dǎo)率預(yù)設(shè)值，則控制器32啟動電動水泵31，電動水泵31通過進水管 311從外置的盛有營養(yǎng)液的裝置中汲取營養(yǎng)液注入到滲水管21中，當(dāng)電導(dǎo)率傳感器14測量 到的電導(dǎo)率到達電導(dǎo)率預(yù)設(shè)值時，控制器關(guān)閉電動水泵31。
[0035] 溫度傳感器12實時測量土壤層1的溫度并發(fā)送給控制器32,若當(dāng)前溫度低于預(yù)設(shè) 溫度范圍，則控制器32啟動加熱裝置4,若當(dāng)前溫度高于預(yù)設(shè)溫度范圍，則啟動散熱裝置5， 直至土壤溫度在預(yù)設(shè)溫度范圍內(nèi)。
[0036] 光照傳感器13實時測量土壤層1受日光照射的光照強度并發(fā)送給控制器32,若當(dāng) 前光照強度低于光照預(yù)設(shè)范圍，則控制器32啟動光照裝置6,若當(dāng)前光照強度高于光照預(yù) 設(shè)范圍，則控制器32啟動遮陽裝置7,直至土壤層的光照強度在光照預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
[0037] 本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，控制器32與一終端通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，無線網(wǎng) 絡(luò)包括移動無線網(wǎng)絡(luò)如GPRS、WCDMA，以及無線局域網(wǎng)，如wifi等，終端如PC端或手機端；用 戶通過終端向控制器32發(fā)送指令，遠程控制土壤環(huán)境，例如用戶終端接收到控制器32發(fā)送 的濕度不足報警信息后，向控制器32發(fā)送澆灌指令，控制器32啟動電動水泵31將水引入 滲水管21，對土壤層進行自下而上地澆灌，或當(dāng)用戶終端查看土壤層的溫度信息時，發(fā)現(xiàn)土 壤溫度異常，也可以向控制器32發(fā)送指令，遠程控制打開加熱裝置和散熱裝置。
[0038] 本實用新型的再一個優(yōu)選實施例中，種植箱的箱體外側(cè)設(shè)有滲水管21的外接口 312以及至少一個擴展接口 8,擴展接口 8內(nèi)設(shè)有控制器的接口引線，多個種植箱可縱向或 橫向疊加，并通過擴展接口 8連接，疊加時各個種植箱的控制層通過控制器的接口引線連 接，形成一個控制層，滲水管之間可通過外接口 23彼此連通，共用盛水或盛有營養(yǎng)液的容 器。
[0039] 本實用新型的又一個優(yōu)選實施例中，種植箱的箱體底部設(shè)有四個滾輪，人可方便 地推動種植箱，對其進行位置轉(zhuǎn)移。
[0040] 上文中，參照附圖描述了本實用新型的【具體實施方式】。但是，本領(lǐng)域中的普通技術(shù) 人員能夠理解，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以對本實用新型的具體 實施方式作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本實用新型權(quán)利要求書所限定的范圍 內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種智能種植箱，其特征在于，包括土壤層、秸桿層和控制層；秸桿層設(shè)在土壤層下 方；土壤層設(shè)有至少一個傳感器和滲水管，滲水管安裝在土壤層底部；控制層包括控制器 和電動水泵；控制器分別與傳感器和電動水泵連接，滲水管與電動水泵連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能種植箱，其特征在于，所述滲水管包括主管和多個支管； 主管設(shè)有進水口和多個出水口，進水口連接電動水泵，出水口分別連接各支管；支管的管徑 小于主管的管徑，且管壁上設(shè)有通孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能種植箱，其特征在于，所述多個支管均勻分布于土壤層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能種植箱，其特征在于，所述種植箱為上下分層的抽拉式 結(jié)構(gòu)，包括固定層、隔擋層和抽拉層，固定層與抽拉層通過隔擋層隔開；土壤層設(shè)置在固定 層，秸桿層設(shè)置在抽拉層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能種植箱，其特征在于，所述隔擋層為帶通孔的托板或細 紗網(wǎng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能種植箱，其特征在于，所述傳感器包括濕度傳感器、和/ 或溫度傳感器、和/或光照傳感器、和/或電導(dǎo)率傳感器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能種植箱，其特征在于，所述電動水泵上設(shè)有進水管；電動 水泵通過進水管從外置的盛水裝置抽取水和/或從盛有營養(yǎng)液的裝置抽取營養(yǎng)液。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能種植箱，其特征在于，所述控制器與一終端通過無線網(wǎng) 絡(luò)連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能種植箱，其特征在于，所述種植箱的箱體外側(cè)設(shè)有滲水 管的外接口以及至少一個擴展接口，擴展接口內(nèi)設(shè)有控制器的接口引線。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能種植箱，其特征在于，所述種植箱的箱體底部設(shè)有至少 一個滾輪。
【文檔編號】A01G25/16GK203884284SQ201420231230
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】周軍明, 劉亮, 蔣莉莉 申請人:上海華博信息服務(wù)有限公司