本發(fā)明涉及植物栽培技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種植物栽培系統(tǒng)及其栽培方法。

背景技術(shù)：

如今，植物的栽培和養(yǎng)護基本還靠人工養(yǎng)護，效率低下。此外，還需要靠養(yǎng)護人員的經(jīng)驗判斷不同植物需要的水分及肥料，稍有不慎很容易對植物帶來或大或小的傷害。同時，也有部分自動澆水的系統(tǒng)，但該系統(tǒng)通常還是靠養(yǎng)護人員的控制，沒有真正的自動化。絕大多數(shù)植物生長需要進行光合作用，常規(guī)種植的植物其光合作用的光源主要來

自于太陽光。植物生長隨著日出日落晝夜交替呈現(xiàn)出周期性有慣性的規(guī)律，但也隨著季節(jié)陰晴冷暖干澇的氣候而產(chǎn)生變化，這些變化影響到植物的生長速率。影響植物光合作用效率的外部因素主要有以下幾種：光照、二氧化碳、溫度、水分、礦物質(zhì)營養(yǎng)。為提高植物的生長效率，可通過科學綜合調(diào)節(jié)上述幾種外部因素來實現(xiàn)。

目前常用的集中化植物栽培方式是地膜覆蓋、大棚種植、定時澆水施肥等，這些常規(guī)的手段只能單一的解決溫度、光照、水分、營養(yǎng)等問題，無法從根本上為植物設計出標準穩(wěn)定的外部生長環(huán)境。因此需要一種智能化網(wǎng)絡控制的植物栽培系統(tǒng)來減少人力物力，確保植物的高效生長。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種植物栽培系統(tǒng)及其栽培方法，該植物栽培系統(tǒng)為植物生長提供了智能化、自動化的控制環(huán)境，通過科學精準的控制，大大提高了植物的生長效率與質(zhì)量。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種植物栽培系統(tǒng)，包括獨立于外界的可利用自然光源的植物栽培區(qū)域、中央控制器、氧氣執(zhí)行模塊、溫度執(zhí)行模塊、濕度執(zhí)行模塊、澆水執(zhí)行模塊、施肥執(zhí)行模塊；

所述中央控制器分別連接氧氣執(zhí)行模塊、溫度執(zhí)行模塊、濕度執(zhí)行模塊、澆水執(zhí)行模塊、施肥執(zhí)行模塊；

氧氣執(zhí)行模塊包括測量植物栽培區(qū)域內(nèi)氧氣濃度的氧氣濃度傳感器，以及向植物栽培區(qū)域供應氧氣的氧氣供應模塊；

溫度執(zhí)行模塊包括測量栽培區(qū)域內(nèi)空氣溫度的溫度傳感器，以及吸收或放出熱量的溫度調(diào)節(jié)模塊；

濕度執(zhí)行模塊包括測量栽培區(qū)域內(nèi)空氣濕度的空氣濕度傳感器，測量栽培區(qū)域內(nèi)土壤濕度的土壤濕度傳感器；

澆水執(zhí)行模塊接收中央控制器發(fā)出的指令，對栽培區(qū)域自動進行澆水；

施肥執(zhí)行模塊接收中央控制器發(fā)出的指令，對栽培區(qū)域自動進行施肥。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：人造光源模塊，用于對栽培區(qū)域進行光照補充，提高栽培區(qū)域內(nèi)的光照強度和光照時間。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：二氧化碳傳感器，用于測量栽培區(qū)域內(nèi)二氧化碳含量信息，并反饋給中央控制器。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫，與所述中央控制器連接，用于存儲各執(zhí)行模塊的信息。

優(yōu)選地，所述栽培區(qū)域選自溫室、搭棚、綠屋、網(wǎng)室中的一種。

本發(fā)明還提供了上述植物栽培系統(tǒng)的栽培方法，包括如下步驟：

s10：將植物種植入栽培區(qū)域，啟動植物栽培系統(tǒng)；

s20：氧氣執(zhí)行模塊測量植物栽培區(qū)域內(nèi)氧氣濃度并向植物栽培區(qū)域供應氧氣，溫度執(zhí)行模塊測量栽培區(qū)域內(nèi)空氣溫度并吸收或放出熱量來調(diào)節(jié)溫度，濕度執(zhí)行模塊測量栽培區(qū)域內(nèi)空氣濕度及土壤濕度，二氧化碳傳感器測量栽培區(qū)域內(nèi)二氧化碳含量信息；

s30：當栽培區(qū)域需要澆水時，中央控制器向澆水執(zhí)行模塊發(fā)出指令進行自動澆水；當栽培區(qū)域需要施肥時，中央控制器向施肥執(zhí)行模塊發(fā)出指令進行自動施肥；

s40：當栽培區(qū)域光照強度或日照時間不足時，人造光源模塊栽培區(qū)域進行光照補充，提高栽培區(qū)域內(nèi)的光照強度和光照時間。

優(yōu)選地，中央控制器的發(fā)送指令信息及各執(zhí)行模塊的執(zhí)行信息均會存儲到網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫中。

優(yōu)選地，所述栽培區(qū)域選自溫室、搭棚、綠屋、網(wǎng)室中的一種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

（1）本發(fā)明的植物栽培系統(tǒng)，為植物生長創(chuàng)造了理想的環(huán)境，通過科學精確的植物外部因素控制，在種植最佳條件及光能穩(wěn)定充足的條件下，使植物光合作用速率加快，降低了在光照強度低時植物的呼吸作用，從而提高植物的產(chǎn)量。由于種植區(qū)域與外界隔離，因而可減少病蟲害，以及大自然環(huán)境變化對植物生長的影響。通過科學精準的控制，大大提高了植物的生長效率與質(zhì)量。

（2）本發(fā)明的植物栽培系統(tǒng)，氧氣執(zhí)行模塊包括測量植物栽培區(qū)域內(nèi)氧氣濃度的氧氣濃度傳感器，以及向植物栽培區(qū)域供應氧氣的氧氣供應模塊；溫度執(zhí)行模塊包括測量栽培區(qū)域內(nèi)空氣溫度的溫度傳感器，以及吸收或放出熱量的溫度調(diào)節(jié)模塊；濕度執(zhí)行模塊包括測量栽培區(qū)域內(nèi)空氣濕度的空氣濕度傳感器，測量栽培區(qū)域內(nèi)土壤濕度的土壤濕度傳感器。全方位保障了栽培區(qū)域內(nèi)的氧氣充足、濕度適中、溫度熱量適宜，有利于植物的生長。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的一種植物栽培系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明實施例2的一種植物栽培系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合說明書附圖，詳細說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點。

實施例1.

如圖1所示，本實施例的植物栽培系統(tǒng)，包括獨立于外界的可利用自然光源的植物栽培區(qū)域、中央控制器1、氧氣執(zhí)行模塊2、溫度執(zhí)行模塊3、濕度執(zhí)行模塊4、澆水執(zhí)行模塊5、施肥執(zhí)行模塊6。

所述中央控制器1分別連接氧氣執(zhí)行模塊2、溫度執(zhí)行模塊3、濕度執(zhí)行模塊4、澆水執(zhí)行模塊5、施肥執(zhí)行模塊6。

氧氣執(zhí)行模塊2包括測量植物栽培區(qū)域內(nèi)氧氣濃度的氧氣濃度傳感器21，以及向植物栽培區(qū)域供應氧氣的氧氣供應模塊22。

溫度執(zhí)行模塊3包括測量栽培區(qū)域內(nèi)空氣溫度的溫度傳感器31，以及吸收或放出熱量的溫度調(diào)節(jié)模塊32。

濕度執(zhí)行模塊4包括測量栽培區(qū)域內(nèi)空氣濕度的空氣濕度傳感器41，測量栽培區(qū)域內(nèi)土壤濕度的土壤濕度傳感器42。

澆水執(zhí)行模塊5接收中央控制器發(fā)出的指令，對栽培區(qū)域自動進行澆水。

施肥執(zhí)行模塊6接收中央控制器發(fā)出的指令，對栽培區(qū)域自動進行施肥。

實施例2.

如圖2所示，本實施例的植物栽培系統(tǒng)，包括獨立于外界的可利用自然光源的植物栽培區(qū)域、中央控制器1、氧氣執(zhí)行模塊2、溫度執(zhí)行模塊3、濕度執(zhí)行模塊4、澆水執(zhí)行模塊5、施肥執(zhí)行模塊6、人造光源模塊7、二氧化碳傳感器8、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫9。栽培區(qū)域選自溫室、搭棚、綠屋、網(wǎng)室中的一種。

所述中央控制器1分別連接氧氣執(zhí)行模塊2、溫度執(zhí)行模塊3、濕度執(zhí)行模塊4、澆水執(zhí)行模塊5、施肥執(zhí)行模塊6、人造光源模塊7、二氧化碳傳感器8、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫9。

氧氣執(zhí)行模塊2包括測量植物栽培區(qū)域內(nèi)氧氣濃度的氧氣濃度傳感器21，以及向植物栽培區(qū)域供應氧氣的氧氣供應模塊22。當種植區(qū)域內(nèi)氧氣濃度低于現(xiàn)階段呼吸作用需求量時，即低于預設氧氣濃度時，中央控制器控制氧氣供應模塊22開啟或增加氧氣供應速度，使種植區(qū)域內(nèi)氧氣濃度維持在預設氧氣濃度值附近。反之，中央控制器控制氧氣供應系統(tǒng)18關(guān)閉或降低氧氣供應速度。

溫度執(zhí)行模塊3包括測量栽培區(qū)域內(nèi)空氣溫度的溫度傳感器31，以及吸收或放出熱量的溫度調(diào)節(jié)模塊32。

濕度執(zhí)行模塊4包括測量栽培區(qū)域內(nèi)空氣濕度的空氣濕度傳感器41，測量栽培區(qū)域內(nèi)土壤濕度的土壤濕度傳感器42。中央控制器將該濕度信息與現(xiàn)階段光照強度檔次下的預設濕度進行對比，再控制澆水執(zhí)行模塊5向種植區(qū)域提供水分或攝取水分。

澆水執(zhí)行模塊5接收中央控制器發(fā)出的指令，對栽培區(qū)域自動進行澆水。

施肥執(zhí)行模塊6接收中央控制器發(fā)出的指令，對栽培區(qū)域自動進行施肥。

人造光源模塊7用于對栽培區(qū)域進行光照補充，提高栽培區(qū)域內(nèi)的光照強度和光照時間。為掛靠在種植區(qū)域內(nèi)的植物種植燈，所述植物種植燈可為led植物種植燈、t5或t8植物節(jié)能燈管、傘形植物生長燈、ge高光通鈉燈中的一種或一種以上的任意組合。當種植區(qū)域內(nèi)自然光的光照強度低于該時間段的光照強度檔次時，中央控制器控制植物種植燈開啟以提高種植區(qū)域內(nèi)的光照強度，直至達到該時間段的光照強度檔次。

二氧化碳傳感器8用于測量栽培區(qū)域內(nèi)二氧化碳含量信息，并反饋給中央控制器。當種植區(qū)域內(nèi)二氧化碳濃度低于現(xiàn)階段光合作用需求量時，即低于預設二氧化碳濃度時，中央控制器控制二氧化碳傳感器8開啟或增加二氧化碳供應速度，使種植區(qū)域內(nèi)二氧化碳濃度維持在預設二氧化碳濃度值附近。

網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫9與所述中央控制器1連接，用于存儲各執(zhí)行模塊的信息。

本實施例的植物栽培系統(tǒng)的栽培方法，具體包括如下步驟：

s10：將植物種植入栽培區(qū)域，啟動植物栽培系統(tǒng)；

s20：氧氣執(zhí)行模塊測量植物栽培區(qū)域內(nèi)氧氣濃度并向植物栽培區(qū)域供應氧氣，溫度執(zhí)行模塊測量栽培區(qū)域內(nèi)空氣溫度并吸收或放出熱量來調(diào)節(jié)溫度，濕度執(zhí)行模塊測量栽培區(qū)域內(nèi)空氣濕度及土壤濕度，二氧化碳傳感器測量栽培區(qū)域內(nèi)二氧化碳含量信息；

s30：當栽培區(qū)域需要澆水時，中央控制器向澆水執(zhí)行模塊發(fā)出指令進行自動澆水；當栽培區(qū)域需要施肥時，中央控制器向施肥執(zhí)行模塊發(fā)出指令進行自動施肥；

s40：當栽培區(qū)域光照強度或日照時間不足時，人造光源模塊栽培區(qū)域進行光照補充，提高栽培區(qū)域內(nèi)的光照強度和光照時間。

本發(fā)明的植物栽培系統(tǒng)，為植物生長創(chuàng)造了理想的環(huán)境，通過科學精確的植物外部因素控制，在種植最佳條件及光能穩(wěn)定充足的條件下，使植物光合作用速率加快，降低了在光照強度低時植物的呼吸作用，從而提高植物的產(chǎn)量。由于種植區(qū)域與外界隔離，因而可減少病蟲害，以及大自然環(huán)境變化對植物生長的影響。通過科學精準的控制，大大提高了植物的生長效率與質(zhì)量。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。