具有用于反馈控制的微流体裸片和传感器的气雾栽培系统技术方案

本披露涉及具有用于反馈控制的微流体裸片和传感器的气雾栽培系统。具体地，本披露涉及一种用于植物生长的温室或单个容器，所述温室或单个容器耦合至物联网并且包括用于水或养分分配的微流体裸片。基于包括在生长环境内的传感器，所述微流体裸片是可自动控制的或者利用来自远程用户的指令进行控制的。

Aerosol culture system with micro fluid bare sheets and sensors for feedback control

The disclosure relates to an aerosol cultivation system having micro fluidic bare sheets and sensors for feedback control. Specifically, the disclosure relates to a greenhouse or a single container for plant growth, which is coupled to the Internet of things and includes a microfluidic bare sheet for distribution of water or nutrients. Based on a sensor included in the growth environment, the microfluidic bare sheet is automatically controlled or controlled by instructions from remote users.

【技术实现步骤摘要】
具有用于反馈控制的微流体裸片和传感器的气雾栽培系统
本披露涉及一种包括用于养分和水分配的微流体裸片气雾栽培系统。
技术介绍
气雾栽培是无需土壤来种植植物的过程，其中，植物的根部悬挂于空气中并且从雾或其他水分配方法接收水分。现有的气雾栽培系统并入了向根部提供水和其他养分的喷雾器。喷雾器具有不可精确控制或适配的较大水滴。在市场上存在很多检测关于环境的质量(诸如温度、环境光、和湿度)的设备。现在，这些设备可通过物联网彼此通信。物联网即“物物相连的互联网”，其延伸至任何物品以便进行信息交换和通信。物联网是用于将任何设备与互联网连接以便借助于信息感测设备(诸如湿度传感器、压力传感器、温度传感器、光传感器、红外传感器和全球定位系统，仅举几例)来进行信息交换和通信的网络。它们可基于商定的协议进行通信以便实现智能识别、定位、跟踪、监测和管理。在此网络中，物品可彼此通信而无需用户的干预。每个设备可以访问相应信息的接收器、数据发送信道、存储功能、处理电路、操作系统、特定应用、和数据发送器。该设备耦合至或者包括其自身的处理和数据发送特征。该设备被配置为遵守物联网的通信协议。此外，每个设备将具有唯一序列号以用于识别在物联网中的该设备。物联网应用于各种各样的领域，诸如智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、安全家居、智能火控、工业监测、养老、个人健康、花卉种植、水系统监测、食品源、和敌情检查到情报收集等。这包括使得传感器嵌入且配备在各种对象中，诸如电网、铁路、桥、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝和油气管道。这些传感器然后与集中式用户应用自动或者手动通信以便实时在网络中管理和控制这些对象、人员、机器、设备和设施。这允许用户以更精致且动态的方式管理生产和生活，从而实现“智能”状态，提高资源利用率和生产水平，并给我们提供更多有关我们环境的信息。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种气雾栽培系统，以至少部分地解决上述问题。本披露涉及向气雾栽培系统中的植物的根部提供对流体、水或养分、或抑制素(诸如杀虫剂)的精确控制和输送，其中，微流体输送单元包括微流体裸片。例如，该裸片包括衬底、腔室、以及允许以特定速率和液滴大小来精确输送所选流体体积的喷嘴。在一个实施例中，容器包括定位在中心区域内的多个裸片，这些裸片向悬挂于该容器内的根球提供雾模式的流体。控制器或者基于在该容器中或周围包括的传感器自动地接收指令或者直接从用户接收指令。该控制器然后以特定于该根球的速率、压力和体积来控制该微流体裸片喷射流体。根据本公开的一个方面，提供了一种系统，包括：被配置成用于支撑植物的容器；以及定位在所述容器内的微流体裸片，所述裸片包括：衬底；在所述衬底上的第一绝缘层；在所述第一绝缘层中的多个腔室；在所述第一绝缘层上的第二绝缘层；以及在所述第二绝缘层中的多个喷嘴。在一个实施例中，所述系统进一步包括控制器，所述控制器耦合至所述微流体裸片并且被配置成用于控制所述微流体裸片。在一个实施例中，所述系统进一步包括：耦合至所述控制器的收发器；以及耦合至所述控制器的多个传感器。在一个实施例中，所述多个传感器被配置成用于检测环境参数并输出环境参数信号；所述控制器被配置成用于接收所述环境参数信号并响应于所述环境参数信号而输出微流体裸片控制信号。在一个实施例中，所述系统进一步包括：通信网络；所述多个传感器被配置成用于检测环境参数并输出环境参数信号；所述控制器被配置成用于接收所述环境参数信号并输出数据信号；所述收发器被配置成用于利用所述通信网络来发送所述数据信号。在一个实施例中，所述系统进一步包括：耦合至所述微流体裸片的第一流体存贮器；以及耦合至所述微流体裸片的第二流体存贮器，第一流体不同于第二流体。在一个实施例中，所述系统进一步包括：耦合在所述存贮器与所述微流体裸片之间的第一阀门；耦合在所述存贮器与所述微流体裸片之间的第二阀门；以及被配置成用于控制所述微流体裸片、所述第一阀门和所述第二阀门的处理电路。在一个实施例中，所述系统进一步包括：耦合至所述处理电路的多个传感器，每个传感器被配置成用于检测环境参数并且被配置成用于输出环境参数信号，所述处理电路被配置成用于接收所述环境参数信号并用于基于所述环境参数信号来控制所述第一阀门和所述第二阀门。在一个实施例中，所述系统进一步包括：被配置成用于对所述多个腔室进行加热的多个加热器。在一个实施例中，所述系统进一步包括：耦合至所述微流体裸片的流体存贮器；耦合在所述存贮器与所述微流体裸片之间的阀门；以及被配置成用于控制所述微流体裸片和所述阀门的处理电路。在一个实施例中，所述系统进一步包括：耦合至所述处理电路的多个传感器，每个传感器被配置成用于检测环境参数并且被配置成用于输出环境参数信号，所述处理电路被配置成用于接收所述环境参数信号并用于基于所述环境参数信号来控制所述阀门。在一个实施例中，所述系统进一步包括：耦合至所述处理电路的收发器，所述收发器被配置成用于从所述处理电路接收有关所述环境参数的信息并且向远程用户设备发送所述信息。在一个实施例中，所述收发器被配置成用于接收用于控制所述微流体裸片的指令并且向所述处理电路发送所述指令以便控制所述微流体裸片。根据本公开的另一方面，提供了一种气雾栽培系统，包括：多个容器，每个容器被配置成用于支撑和培育至少一株植物；流体存贮器；多个微流体设备，每个容器包括至少一个微流体设备，每个微流体设备包括：衬底；与所述存贮器流体连通的多个腔室；以及多个喷嘴；以及耦合至所述微流体设备的控制器，所述控制器被配置成用于控制所述微流体设备向所述植物提供流体。在一个实施例中，所述系统进一步包括多个湿度传感器，每个容器包括所述湿度传感器之一，所述控制器被配置成用于：从多个湿度传感器中的每个湿度传感器接收信号；判定所述信号是否低于阈值湿度值；识别所述信号低于所述阈值湿度值的容器；并且激活所述容器中的所述微流体设备。在一个实施例中，每个容器包括一组微流体设备。在一个实施例中，所述组中的每个微流体设备被固定到所述容器的内壁上，其中，所述喷嘴面向所述容器的中心区域。在一个实施例中，每个微流体设备包括印刷电路板、定位在所述印刷电路板上的微流体裸片、固定到所述内壁上的印刷电路板支架，所述印刷电路板被配置成从所述印刷电路板支架上被移除。在一个实施例中，所述印刷电路板支架包括被配置成用于与所述印刷电路板上的电触头进行交互的电触头，所述印刷电路板支架耦合至所述控制器并且被配置成用于从所述控制器向所述微流体裸片发送控制信号。在一个实施例中，所述微流体设备包括压电喷射部件。在一个实施例中，所述微流体设备包括在所述衬底中形成的加热器。本披露的气雾栽培系统可与物联网相集成，该物联网允许设备彼此自动通信并向远程用户传送数据。例如，该微流体裸片可包括在温室中的植物生长容器阵列中，其中，每个容器具有对相关联容器的水分含量进行监测的湿度传感器。这些传感器可向远程用户发送数据，该远程用户可提供用于向水分低的容器提供特定量的水的指令。可替代地，当一个容器低于阈值水分量而没有来自用户的输入时，控制器可处理传感器数据并提供水。这种闭环系统可进行感测、采取动作并且再次进行感测，均无需任何外部输入。存在使用传感器、控制器和微流体裸片来使此系统自动化的无限能力。附图说明在这些附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，其特征在于，包括：被配置成用于支撑植物的容器；以及定位在所述容器内的微流体裸片，所述裸片包括：衬底；在所述衬底上的第一绝缘层；在所述第一绝缘层中的多个腔室；在所述第一绝缘层上的第二绝缘层；以及在所述第二绝缘层中的多个喷嘴。

【技术特征摘要】
2015.12.30 US 14/985,1281.一种系统，其特征在于，包括：被配置成用于支撑植物的容器；以及定位在所述容器内的微流体裸片，所述裸片包括：衬底；在所述衬底上的第一绝缘层；在所述第一绝缘层中的多个腔室；在所述第一绝缘层上的第二绝缘层；以及在所述第二绝缘层中的多个喷嘴。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括控制器，所述控制器耦合至所述微流体裸片并且被配置成用于控制所述微流体裸片。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，进一步包括：耦合至所述控制器的收发器；以及耦合至所述控制器的多个传感器。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述多个传感器被配置成用于检测环境参数并输出环境参数信号；所述控制器被配置成用于接收所述环境参数信号并响应于所述环境参数信号而输出微流体裸片控制信号。5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，进一步包括：通信网络；所述多个传感器被配置成用于检测环境参数并输出环境参数信号；所述控制器被配置成用于接收所述环境参数信号并输出数据信号；所述收发器被配置成用于利用所述通信网络来发送所述数据信号。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：耦合至所述微流体裸片的第一流体存贮器；以及耦合至所述微流体裸片的第二流体存贮器，第一流体不同于第二流体。7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，进一步包括：耦合在所述存贮器与所述微流体裸片之间的第一阀门；耦合在所述存贮器与所述微流体裸片之间的第二阀门；以及被配置成用于控制所述微流体裸片、所述第一阀门和所述第二阀门的处理电路。8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，进一步包括：耦合至所述处理电路的多个传感器，每个传感器被配置成用于检测环境参数并且被配置成用于输出环境参数信号，所述处理电路被配置成用于接收所述环境参数信号并用于基于所述环境参数信号来控制所述第一阀门和所述第二阀门。9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：被配置成用于对所述多个腔室进行加热的多个加热器。10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：耦合至所述微流体裸片的流体存贮器；耦合在所述存贮器与所述微流体裸片之间的阀门；以及被配置成用于控制所述微流体裸片和所述阀门的处理电路。11.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·德法齐奥，S·多德，
申请(专利权)人：意法半导体公司，
类型：新型
国别省市：美国,US