本發(fā)明涉及一種種植箱及其溫度控制方法，屬于植物種植技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，健康、綠色、環(huán)保、便捷的生活方式越來越受到人們的追捧，用以種植蔬菜、水果等植物的家庭用種植箱在一定程度上滿足了人們的需求。
眾所周知，光照、溫度、氣體、水、養(yǎng)料是綠色植物生長的五大要素，隨時植物的生長，需要對種植箱中的五大要素進行相應(yīng)的控制。
其中，溫度和氣體濃度等空氣質(zhì)量因素均對植物的生命活動有重要影響。例如，植物的光合作用主要利用空氣中的CO2作為生長的氣體肥料，而CO2同時也是植物呼吸作用的產(chǎn)物。在光照較弱時，例如夜晚，植物呼吸作用強于光合作用，導(dǎo)致空氣中CO2濃度增大，影響植物呼吸作用；在光照較強時，植物呼吸作用弱于光合作用，導(dǎo)致空氣中CO2濃度降低，影響植物光合作用。因此，需要調(diào)節(jié)種植箱內(nèi)的CO2的濃度，以使種植箱的空氣環(huán)境滿足植物的生存需求。
植物具有最佳的生存溫度，在溫度過低或過高的情況下均無法良好生長。而區(qū)別于大自然的自行調(diào)控，在種植箱內(nèi)培養(yǎng)的植物，隨著植物自身生命活動的進行、以及對溫度調(diào)控時箱體內(nèi)外的氣體交換，都會引起種植箱內(nèi)溫度的變化，而如何保證種植箱維持較佳的溫度，也是一重要課題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為至少解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明的目的在于提供一種種植箱及其溫度控制方法，實現(xiàn)種植箱中維持植物生長的最佳溫度的效果。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實施方式提供了一種種植箱，包括具有內(nèi)部空間的箱體、設(shè)置于所述箱體上并用于連通所述內(nèi)部空間與箱體外部空間的進風(fēng)通道和出風(fēng)通道、用于開閉所述進風(fēng)通道和/或所述出風(fēng)通道的風(fēng)門、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、以及控制系統(tǒng)，所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括用于監(jiān)測所述內(nèi)部空間的內(nèi)部溫度T1的第一溫度傳感器、用于監(jiān)測所述外部空間的環(huán)境溫度T2的第二溫度傳感器、設(shè)置于所述種植箱內(nèi)并用于產(chǎn)熱以使所述內(nèi)部空間升溫的加熱模組、以及用于制冷以使所述內(nèi)部空間降溫的制冷模組；所述控制系統(tǒng)用于根據(jù)所述內(nèi)部溫度T1、所述環(huán)境溫度T2和預(yù)設(shè)溫度值T0的大小關(guān)系，控制所述加熱模組、所述制冷模組、所述風(fēng)門的開閉以使T1＝T0。
作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，當T1＞T0≥T2或T1＜T0≤T2時，所述控制系統(tǒng)控制所述風(fēng)門開啟以使所述內(nèi)部空間與所述外部空間之間形成交換氣流直至T1＝T0；當T1＞T2＞T0或T1＜T2＜T0時，所述控制系統(tǒng)控制所述風(fēng)門開啟以使所述內(nèi)部空間與所述外部空間之間形成交換氣流，后控制所述風(fēng)門關(guān)閉并控制所述制冷模組開啟以使所述內(nèi)部空間降溫或所述加熱模組開啟以使所述內(nèi)部空間升溫直至T1＝T0；當T2＞T1＞T0或T2＜T1＜T0時，所述控制系統(tǒng)控制所述風(fēng)門關(guān)閉并控制所述制冷模組開啟以使所述內(nèi)部空間降溫或所述加熱模組開啟以使所述內(nèi)部空間升溫直至T1＝T0。
作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，當T1＞T2＞T0或T1＜T2＜T0時，所述控制系統(tǒng)控制所述風(fēng)門開啟以使所述內(nèi)部空間與所述外部空間之間形成交換氣流直至T1＝T2，后控制所述風(fēng)門關(guān)閉并控制所述制冷模組開啟以使所述內(nèi)部空間降溫或所述加熱模組開啟以使所述內(nèi)部空間升溫直至T1＝T0。
作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述種植箱還包括設(shè)置于所述進風(fēng)通道和/或所述出風(fēng)通道處的風(fēng)機，所述控制系統(tǒng)控制所述風(fēng)機與所述風(fēng)門同步開啟。
作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述控制系統(tǒng)包括采集模塊，所述采集模塊用于根據(jù)所述種植箱內(nèi)的植物種類采集相對應(yīng)的所述預(yù)設(shè)溫度值T0。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實施方式提供了一種如上所述的種植箱的溫度控制方法，所述方法包括步驟：
監(jiān)測種植箱內(nèi)部空間的內(nèi)部溫度T1及種植箱外部空間的環(huán)境溫度T2；
判斷所述內(nèi)部溫度T1、所述環(huán)境溫度T2與預(yù)設(shè)溫度值T0的大小關(guān)系；
根據(jù)所述大小關(guān)系控制加熱模組、制冷模組、風(fēng)門的開閉以使T1＝T0。
作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述步驟“根據(jù)所述大小關(guān)系控制加熱模組、制冷模組、風(fēng)門的開閉以使T1＝T0”包括：
當T1＞T0≥T2或T1＜T0≤T2時，控制所述風(fēng)門開啟以使所述內(nèi)部空間與所述外部空間之間形成交換氣流直至T1＝T0；
當T1＞T2＞T0時，控制所述風(fēng)門開啟以使所述內(nèi)部空間與所述外部空間之間形成交換氣流，后控制所述風(fēng)門關(guān)閉并控制所述制冷模組開啟以使所述內(nèi)部空間降溫直至T1＝T0；
當T1＜T2＜T0時，控制所述風(fēng)門開啟以使所述內(nèi)部空間與所述外部空間之間形成交換氣流，后控制所述風(fēng)門關(guān)閉并控制所述加熱模組開啟以使所述內(nèi)部空間升溫直至T1＝T0；
當T2＞T1＞T0時，控制所述風(fēng)門關(guān)閉并控制所述制冷模組開啟以使所述內(nèi)部空間降溫直至T1＝T0；
當T2＜T1＜T0時，控制所述風(fēng)門關(guān)閉并控制所述加熱模組開啟以使所述內(nèi)部空間升溫直至T1＝T0。
作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述步驟“當T1＞T2＞T0時，控制所述風(fēng)門開啟以使所述內(nèi)部空間與所述外部空間之間形成交換氣流，后控制所述風(fēng)門關(guān)閉并控制所述制冷模組開啟以使所述內(nèi)部空間降溫直至T1＝T0”包括：
當T1＞T2＞T0時，控制所述風(fēng)門開啟以使所述內(nèi)部空間與所述外部空間之間形成交換氣流直至T1＝T2，后控制所述風(fēng)門關(guān)閉并控制所述制冷模組開啟以使所述內(nèi)部空間降溫直至T1＝T0；
所述步驟“當T1＜T2＜T0時，控制所述風(fēng)門開啟以使所述內(nèi)部空間與所述外部空間之間形成交換氣流，后控制所述風(fēng)門關(guān)閉并控制所述加熱模組開啟以使所述內(nèi)部空間升溫直至T1＝T0”包括：
當T1＜T2＜T0時，控制所述風(fēng)門開啟以使所述內(nèi)部空間與所述外部空間之間形成交換氣流直至T1＝T2，后控制所述風(fēng)門關(guān)閉并控制所述加熱模組開啟以使所述內(nèi)部空間升溫直至T1＝T0。
作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述方法還包括步驟：
根據(jù)所述種植箱內(nèi)的植物種類采集相對應(yīng)的預(yù)設(shè)溫度值T0。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益技術(shù)效果：通過對種植箱內(nèi)部空間和外部空間分別進行溫度監(jiān)測，采用加熱模組、制冷模組和風(fēng)門的多方面調(diào)控，維持種植箱內(nèi)的空氣保持溫度恒定且最佳，為植物生長提供最佳溫度條件。
附圖說明
圖1是本發(fā)明一實施方式的種植箱的溫度控制方法的流程圖。
具體實施方式
以下將結(jié)合附圖所示的具體實施方式對本發(fā)明進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
本發(fā)明一實施方式提供了一種用以種植蔬菜、水果等植物的種植箱。所述種植箱呈長方體，其包括具有內(nèi)部空間的箱體、連接于所述箱體上并用于開閉所述箱體開口的門體、設(shè)置在所述內(nèi)部空間內(nèi)且用以種植植物的至少一層承載件、氣體交換系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、以及控制系統(tǒng)。
所述氣體交換系統(tǒng)包括進風(fēng)通道、出風(fēng)通道以及風(fēng)門。所述進風(fēng)通道和所述出風(fēng)通道分別設(shè)置于所述箱體上并用于連通所述內(nèi)部空間與所述箱體的外部空間。
所述風(fēng)門可設(shè)置為一個或多個，并用于開閉所述進風(fēng)通道和/或所述出風(fēng)通道。在本發(fā)明一實施方式的，所述風(fēng)門設(shè)置為用于開閉所述進風(fēng)風(fēng)道的進風(fēng)風(fēng)門、及用于開閉所述出風(fēng)風(fēng)道的出風(fēng)風(fēng)門。優(yōu)選地，所述進風(fēng)風(fēng)門和所述出風(fēng)風(fēng)門聯(lián)動設(shè)置。
當所述風(fēng)門開啟時，所述內(nèi)部空間和所述外部空間可形成交換氣流。具體的，所述進風(fēng)風(fēng)門開啟，所述外部空間的氣體可通過所述進風(fēng)風(fēng)道進入所述內(nèi)部空間；所述出風(fēng)風(fēng)門開啟，所述內(nèi)部空間的氣體可通過所述出風(fēng)風(fēng)道進入所述外部空間。由于所述外部空間要遠遠大于所述內(nèi)部空間，因此隨著交換氣流的流動，所述內(nèi)部空間的溫度會逐漸與所述外部空間相一致。
在本發(fā)明一實施方式中，所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、加熱模組和制冷模組。
所述第一溫度傳感器設(shè)置于所述種植箱內(nèi)并用于實時監(jiān)測所述內(nèi)部空間的內(nèi)部溫度T1，所述第二溫度傳感器設(shè)置于所述種植箱外并用于實時監(jiān)測所述外部空間的環(huán)境溫度T2。
所述加熱模組設(shè)置于所述種植箱內(nèi)，當所述加熱模組開啟時，所述加熱模組可產(chǎn)熱以使所述內(nèi)部空間升溫。在本發(fā)明一實施方式中，所述加熱模組設(shè)置為通電即可產(chǎn)熱的加熱絲。
所述制冷模組用于制冷以使所述內(nèi)部空間降溫。在本發(fā)明一實施方式中，所述制冷模組包括壓縮機、蒸發(fā)器和冷凝器，當所述壓縮機開啟時，所述蒸發(fā)器可產(chǎn)生冷量并將所述冷量提供至所述內(nèi)部空間，以達到制冷降溫的目的。
在本發(fā)明一實施方式中，所述控制系統(tǒng)用于根據(jù)所述內(nèi)部溫度T1、所述環(huán)境溫度T2和預(yù)設(shè)溫度值T0的大小關(guān)系，控制所述加熱模組、所述制冷模組、所述風(fēng)門的開閉以使所述內(nèi)部溫度T1＝T0。
這樣，本發(fā)明一實施方式的種植箱，通過對內(nèi)部空間和外部空間分別進行溫度監(jiān)測，采用加熱模組、制冷模組和風(fēng)門的多方面調(diào)控，維持種植箱內(nèi)的空氣保持溫度恒定且最佳，可為植物生長提供最佳溫度條件。
進一步地，根據(jù)所述內(nèi)部溫度T1、所述環(huán)境溫度T2和所述預(yù)設(shè)溫度值T0的大小關(guān)系，所述種植箱具有四種不同工作模式，包括停機模式、完全補償模式、半補償模式及開機模式。
當T1＝T0時，所述種植箱執(zhí)行停機模式：所述內(nèi)部溫度T1恰好為適宜植物生長的最佳溫度，無需對所述內(nèi)部空間的空氣進行調(diào)溫，所述控制系統(tǒng)控制所述加熱模組、所述制冷模組和所述風(fēng)門均處于關(guān)閉狀態(tài)。
當T1＞T0≥T2或T1＜T0≤T2時，所述種植箱均執(zhí)行完全補償模式：具體的，所述控制系統(tǒng)控制所述風(fēng)門開啟以使所述內(nèi)部空間與所述外部空間之間形成交換氣流，所述交換氣流使得所述外部空間的溫度逐漸補償所述內(nèi)部空間的溫度，最終使得T1＝T0，也即所述內(nèi)部空間的溫度達到植物最佳生長溫度，后控制所述風(fēng)門關(guān)閉。這樣，所述種植箱執(zhí)行所述完全補償模式時，可利用外界的自然溫度調(diào)節(jié)種植箱內(nèi)的溫度保持最佳，節(jié)約了能源；同時，通過引入外部空間的氣體，還可使種植箱內(nèi)保持較佳的CO2濃度值，利于植物的生命活動。
當T1＞T2＞T0或T1＜T2＜T0時，所述種植箱均執(zhí)行半補償模式：具體的，當T1＞T2＞T0時，所述控制系統(tǒng)控制所述風(fēng)門開啟以使所述內(nèi)部空間與所述外部空間之間形成交換氣流，所述交換氣流使得所述外部空間的溫度逐漸補償所述內(nèi)部空間的溫度，直至T1＝T2，此時種植箱內(nèi)外溫度相同，而后控制所述風(fēng)門關(guān)閉并控制所述制冷模組開啟以使所述內(nèi)部空間降溫直至T1＝T0，后控制所述制冷模組關(guān)閉；相類似的，當T1＜T2＜T0時，控制所述風(fēng)門開啟以使所述內(nèi)部空間與所述外部空間之間形成交換氣流，直至T1＝T2，后控制所述風(fēng)門關(guān)閉并控制所述加熱模組開啟以使所述內(nèi)部空間升溫直至T1＝T0。這樣，所述種植箱執(zhí)行所述半補償模式時，可充分利用外界的自然溫度調(diào)節(jié)種植箱內(nèi)的溫度，直至自然溫度無法達到調(diào)節(jié)作用時再啟動制冷/制熱，不僅使溫度保持最佳，而且充分節(jié)約了能源；同時，通過引入外部空間的氣體，還可使種植箱內(nèi)保持較佳的CO2濃度值，利于植物的生命活動。
當T2＞T1＞T0或T2＜T1＜T0時，所述種植箱執(zhí)行開機模式：具體的，當T2＞T1＞T0時，控制所述風(fēng)門關(guān)閉并控制所述制冷模組開啟以使所述內(nèi)部空間降溫直至T1＝T0；當T2＜T1＜T0時，控制所述風(fēng)門關(guān)閉并控制所述加熱模組開啟以使所述內(nèi)部空間升溫直至T1＝T0。
本發(fā)明一實施方式的種植箱，通過設(shè)置四種不同工作模式，使種植箱根據(jù)環(huán)境溫度與內(nèi)部溫度的差異，做到對溫度的最佳調(diào)控；而且根據(jù)環(huán)境不同而合理利用了環(huán)境溫度的補償作用，節(jié)約能源。
進一步地，在本發(fā)明一實施方式中，所述氣體交換系統(tǒng)還包括風(fēng)機，所述風(fēng)機設(shè)置于所述進風(fēng)通道和/或所述出風(fēng)通道處，當所述風(fēng)門開啟時，所述控制系統(tǒng)可控制所述風(fēng)機同步開啟，以增大所述內(nèi)部空間與所述外部空間之間的交換氣流的流速，加快溫度補償?shù)淖兓俾?，并保持所述?nèi)部空間的溫度均一性。
進一步地，所述控制系統(tǒng)包括采集模塊，所述采集模塊用于根據(jù)所述種植箱內(nèi)的植物種類采集相對應(yīng)的所述預(yù)設(shè)溫度值T0。
本發(fā)明另一實施方式還提供了一種所述種植箱的溫度控制方法，所述方法包括步驟：
監(jiān)測種植箱內(nèi)部空間的內(nèi)部溫度T1及種植箱外部空間的環(huán)境溫度T2；
判斷所述內(nèi)部溫度T1、所述環(huán)境溫度T2與預(yù)設(shè)溫度值T0的大小關(guān)系；
根據(jù)所述大小關(guān)系控制加熱模組、制冷模組、風(fēng)門的開閉以使T1＝T0。
這樣，本發(fā)明一實施方式的種植箱的溫度控制方法，通過對內(nèi)部空間和外部空間分別進行溫度監(jiān)測，采用加熱模組、制冷模組和風(fēng)門的多方面調(diào)控，維持種植箱內(nèi)的空氣保持溫度恒定且最佳，可為植物生長提供最佳溫度條件。
進一步地，所述步驟“根據(jù)所述大小關(guān)系控制加熱模組、制冷模組、風(fēng)門的開閉以使T1＝T0”包括：
當T1＞T0≥T2或T1＜T0≤T2時，控制所述風(fēng)門開啟以使所述內(nèi)部空間與所述外部空間之間形成交換氣流直至T1＝T0；
當T1＞T2＞T0時，控制所述風(fēng)門開啟以使所述內(nèi)部空間與所述外部空間之間形成交換氣流直至T1＝T2，后控制所述風(fēng)門關(guān)閉并控制所述制冷模組開啟以使所述內(nèi)部空間降溫直至T1＝T0；
當T1＜T2＜T0時，控制所述風(fēng)門開啟以使所述內(nèi)部空間與所述外部空間之間形成交換氣流直至T1＝T2，后控制所述風(fēng)門關(guān)閉并控制所述加熱模組開啟以使所述內(nèi)部空間升溫直至T1＝T0；
當T2＞T1＞T0時，控制所述風(fēng)門關(guān)閉并控制所述制冷模組開啟以使所述內(nèi)部空間降溫直至T1＝T0；
當T2＜T1＜T0時，控制所述風(fēng)門關(guān)閉并控制所述加熱模組開啟以使所述內(nèi)部空間升溫直至T1＝T0；
當T1＝T0時，控制所述加熱模組、所述制冷模組、所述風(fēng)門均處于關(guān)閉狀態(tài)。
這樣，所述種植箱可充分利用外界的自然溫度調(diào)節(jié)種植箱內(nèi)的溫度，而且結(jié)合加熱模組的制熱/制冷模組的制冷，不僅使溫度保持最佳，而且充分節(jié)約了能源；另外，通過引入外部空間的氣體，還可使種植箱內(nèi)保持較佳的CO2濃度值，利于植物的生命活動。
進一步地，在本發(fā)明一實施方式中，所述方法還包括：
每當所述風(fēng)門開啟，控制所述風(fēng)機同步開啟。這樣，可增大所述內(nèi)部空間與所述外部空間之間的交換氣流的流速，加快溫度補償?shù)淖兓俾?，并保持所述?nèi)部空間的溫度均一性。
進一步地，在本發(fā)明一實施方式中，所述方法還包括步驟：
根據(jù)所述種植箱內(nèi)的植物種類采集相對應(yīng)的預(yù)設(shè)溫度值T0。
這樣，可根據(jù)所述種植箱內(nèi)的植物種類的不同，采集不同的預(yù)設(shè)溫度值T0，增強所述種植箱的通用性。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：通過對種植箱內(nèi)部空間和外部空間分別進行溫度監(jiān)測，采用加熱模組、制冷模組和風(fēng)門的多方面調(diào)控，維持種植箱內(nèi)的空氣保持溫度恒定且最佳，為植物生長提供最佳溫度條件。
上文所列出的詳細說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。