一种植物工厂制造技术

本发明专利技术公开一种植物工厂，主要由培养环境室、光照组件、CO2浓度产生控制模块、空调模块、养料供应模块和控制模块组成，并通过对光照组件的调控，使得不同类型植物在每个生长阶段相应的光照需求得到满足，让植物在每个生长阶段都处于最佳的生长状态，按照符合相应生长配置方案的预定方式进行生长，提高了植物的种植效率，实现了植物工厂的精益生产，以达到符合植物工厂生产特点的零库存目标。

A plant factory

The invention discloses a plant factory, which is mainly composed of a culture environment room, a light module, a CO2 concentration generation control module, an air conditioning module, a nutrient supply module and a control module. Through the regulation of the light module, the corresponding light demand of different types of plants at each growth stage is satisfied, and the plants are in the optimal growth state at each growth stage. According to the scheduled mode of growth allocation, the plant growth efficiency is improved, and the lean production of plant factory is realized, so as to achieve the zero inventory target which is in line with the production characteristics of plant factory.

【技术实现步骤摘要】
一种植物工厂
本专利技术涉及现代农业种植领域，尤其涉及一种植物工厂。
技术介绍
植物工厂作为未来的一种重要的果蔬、粮食、树苗生产方式，已受到了广泛的关注，随着相关技术的不断进步，业内从多角度的创新不断推动着植物工厂的发展与完善。当前世界上植物工厂的生产系统根据光照来源的不同分为自然光利用型、人工光利用型和自然光-人工光混合利用型的三大类。自然光利用型植物工厂利用自然光，厂房为大型玻璃温室或连栋塑料温室，室内设置各种环境因子的监测和调控设备。这类植物工厂多少受到自然条件的影响，种植植物类型也有一定程度限制，其最大难题是如何实现夏季降温与冬季加温的低成本和低能耗。人工光利用型植物工厂对植物照明灯进行光照调控以满足相应植物的照明需求。自然光-人工光混合利用型利用自然光，且在阴天光照不足或者夜间时通过植物补光灯为植物补充光照，由于利用了自然光，能够比人工光利用型工厂花费的照明成本更低。而又因为利用了人工光，能够比自然光利用型工厂提供更快的生产效率。但是，由于需要自然光射入厂房，其厂房大多也为大型玻璃温室或连栋塑料温室，也存在与自然利用型工厂相同的种植植物类型受限、空间利用率低、夏季降温和冬季降温的成本高等问题。而为了实现全年连续生产、提供反季绿色蔬菜、多植物类型种植和大空间利用率等目的，目前更倾向于通过人工光利用型工厂使用人工光来实现植物的照明需求。当前，植物工厂规模小，植物工厂的制造者和使用者关注的是如何在低成本的条件下加速植物工厂内植物的生长。也就是如何通过最适应的条件使相应的植物保持最佳的生长状态。例如，公告号CN203206878U的中国专利文献公开了一种由智能控制系统控制的微型植物工厂，包括通过管道连通的营养液自动配比系统和植物培养箱，营养液自动配比系统和植物培养箱均与控制器连接，所述的植物培养箱包括植物培养基质层、补光灯。营养液通过自动配比系统完成，精度高，提供各种植物生长所需的营养；植物培养箱内的环境因子(温度、湿度、光照强度、CO2浓度)以及营养液PH值、EC值等通过相应的传感器进行采集，采集到的模拟信号由控制器PLC进行实时监测，实时调控培养箱温湿度、光照强度、CO2浓度，以及营养液各参数，使其最适宜植物生长。但是不同类型的植物的光照需求不一样，同时其生长的每个阶段所需的光照也有所不同，因此，现有的植物工厂技术依然存在诸多不足：1)无法满足不同类型的植物的不同生长阶段的光照需求；2)无法对光照进行实时调节。因此，迫切需要一种能够解决上述不足的植物工厂系统，让植物处于最佳的生长状态，以提高植物种植的效率。
技术实现思路
针对现有技术之不足，本专利技术提供了一种植物工厂，来解决对不同类型的植物的不同生长阶段的光照需求的满足和对光照进行实时调节的技术问题一种植物工厂，其包括：培养环境室，将培养环境室根据各种植物类型划分多个种植区域；光照组件，用于向植物工厂提供可变的光照条件；CO2浓度产生控制模块，用于控制植物工厂内的CO2浓度；空调模块，用于控制植物工厂内的温度和湿度；养料供应模块，用于向植物工厂提供营养养料；控制模块用于控制所述光照组件、CO2浓度产生控制模块、空调模块以及养料供应模块，根据植物工厂中各种植区域种植的植物类型分区域提供影响相应类型的植物生长的可控光照、CO2浓度、温度、湿度和营养养料。为了让种植区域的植物能完全接受光照组件的光，不被外界阳光的干扰，需要将培养环境室设置为密闭-无菌-暗室。光照组件包括了光照驱动模块、光照元件、监视模块和光照强度感应模块，所述光照驱动模块连接于所述光照元件，光照驱动模块、监视模块和光照强度感应模块连接所述控制模块；所述光照元件设置有多个不同波长的LED灯光，且不同波长对应不同类型植物的生长过程中各生长阶段的光照需求，所述LED灯光设于各所述种植区域上方；所述光照驱动模块按照能为各LED灯光独立供电的方式设置。控制模块根据不同植物的类型所配置的生长方案，通过时间计算和监视模块传输来的图像来判断植物现在所处的生长阶段，来判断植物现在的生长阶段，从而调节所述对应的波长的LED灯光响应于经光照驱动模块调节的电流而产生用于相应种植区域的植物生长的光照环境；控制模块还通过光照强度感应模块感应的每天的实时的光照强度当前的光照强度是否满足植物生长所需的预设值，从而控制光照驱动模块调控光照元件；工作人员还可以通过监视模块来观察植物的生长状态，判断植物现在的生长状态与现在提供的光照是否匹配，如果不匹配，可认为通过控制模块来调控。优选地，所述LED灯光全为红色的LED灯光，波长范围为610nm-720nm。优选地，所述LED灯光全为蓝色的LED灯光，波长范围为400nm-520nm。优选地，所述LED灯光为红色光和蓝色光组合的LED灯光，组合的LED灯光的红蓝灯光色谱比例范围为5：1-10：1。CO2浓度产生控制模块包括CO2浓度监测器和CO2产生器；植物厂各种植区域都分别设置有CO2浓度监测器和CO2产生器，在所述控制模块应用相应的生长配置方案之后，由所述控制模块调整所述CO2浓度产生控制模块产生对应不同植物的CO2浓度，并通过CO2浓度监测器采集和检测种植区域内的CO2浓度，控制模块根据CO2浓度监测器采集到的信息来控制CO2产生，当CO2浓度监测器检测到种植区域内植物所需CO2浓度不足时，所述控制模块控制CO2产生器自动运行产生CO2，当种植区域内CO2浓度达到设定值时自动关闭CO2产生器。所述空调模块包括了温度感应单元、湿度感应单元和空调装置，植物厂各种植区域都分别设置有温度感应单元、湿度感应单元和空调装置，在所述控制模块应用相应的生长配置方案之后，由所述控制模块调整所述空调模块产生对应不同植物的温度和湿度，并通过光照组件的光照强度感应单元感应种植区域内的实时的光照强度，温度感应单元感应种植区域内的实时的温度，湿度感应单元感应种植区域内的实时的湿度，由所述控制模块根据种植区域内实时的光照强度、实时的温度和实时的湿度来控制所述空调模块中的空调装置产生对应不同植物的温度和湿度。所述植物工厂的内部设有至少一个包含至少两个种植区域的种植平台，其中，所述至少两个种植区域在竖直方向上按照能种植相应类型的植物的方式间隔设置。有益技术效果本专利技术能够结合不同类型植物的生长方案，并借以控制光照组件作出相应调整，使得光照组件发出与所述相应类型的植物在不同生长阶段对应波长的光照，使得不同类型植物在每个生长阶段相应的光照需求得到满足，让植物在每个生长阶段都处于最佳的生长状态，按照符合相应生长配置方案的预定方式进行生长，以使得相应类型的植物达到手动或自动设定给所述植物工厂的生长目标。提高了植物的种植效率，实现了植物工厂的精益生产，以达到符合植物工厂生产特点的零库存目标。附图说明图1是植物工厂的一个优选实施方式的结构示意图；图2是植物工厂的一个优选实施方式的模块示意图；附图标记列表1：光照组件11：光照驱动模块12：光照元件13：光照强度感应模块14：监视模块121：LED灯光2：CO2浓度产生控制模块21：CO2浓度监测器22：CO2产生器3：空调模块31：温度感应单元32：湿度感应单元33：空调装置4：养料供应模块5：控制模块51：培养环境室61：种植平台611：种植区域具体实施方式下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植物工厂，其包括：培养环境室，培养环境室根据各种植物类型划分多个种植区域；光照组件，用于向植物工厂提供可变的光照条件；和CO2浓度产生控制模块，用于控制植物工厂内的CO2浓度；和空调模块，用于控制植物工厂内的温度和湿度；养料供应模块，用于向植物工厂提供营养养料；以及控制模块，分别与光照组件、CO2浓度产生控制模块、空调模块、养料供应模块连接，用于控制所述光照组件、CO2浓度产生控制模块、空调模块以及养料供应模块，根据植物工厂中各种植区域种植的植物类型分区域提供影响相应类型的植物生长的可控光照、CO2浓度、温度、湿度和营养养料；光照组件、CO2浓度产生控制模块、空调模块、养料供应模块和控制模块设置在培养环境室各个种植区域内；其特征在于，培养环境室为密闭‑无菌‑暗室；光照组件能提供不同波长的光照以及对光照强度进行实时监测；控制模块根据不同植物的类型配置相应的生长方案，依据生长方案自动调整光照组件来针对不同类型的植物的每个生长阶段的光照需求来提供不同波长的光照，同时，工作人员可以根据自己对植物的生长阶段的观察，通过控制模块，人工手动调整光照组件来匹配不同类型植物的每个生长阶段的光照需求。...

【技术特征摘要】
1.一种植物工厂，其包括：培养环境室，培养环境室根据各种植物类型划分多个种植区域；光照组件，用于向植物工厂提供可变的光照条件；和CO2浓度产生控制模块，用于控制植物工厂内的CO2浓度；和空调模块，用于控制植物工厂内的温度和湿度；养料供应模块，用于向植物工厂提供营养养料；以及控制模块，分别与光照组件、CO2浓度产生控制模块、空调模块、养料供应模块连接，用于控制所述光照组件、CO2浓度产生控制模块、空调模块以及养料供应模块，根据植物工厂中各种植区域种植的植物类型分区域提供影响相应类型的植物生长的可控光照、CO2浓度、温度、湿度和营养养料；光照组件、CO2浓度产生控制模块、空调模块、养料供应模块和控制模块设置在培养环境室各个种植区域内；其特征在于，培养环境室为密闭-无菌-暗室；光照组件能提供不同波长的光照以及对光照强度进行实时监测；控制模块根据不同植物的类型配置相应的生长方案，依据生长方案自动调整光照组件来针对不同类型的植物的每个生长阶段的光照需求来提供不同波长的光照，同时，工作人员可以根据自己对植物的生长阶段的观察，通过控制模块，人工手动调整光照组件来匹配不同类型植物的每个生长阶段的光照需求。2.如权利要求1所述的植物工厂，其特征在于，所述光照组件包括了光照驱动模块、光照元件、光照强度感应模块和监视模块，光照驱动模块、监视模块和光照强度感应模块连接所述控制模块，所述光照驱动模块连接于所述光照元件；控制模块根据不同植物类型所配置的相应生长方案向光照驱动模块输出控制信号，光照驱动模块根据控制信号驱动对应不同类型植物生长阶段的波长光照元件运作；控制模块根据光照强度感应模块实时感应培养环境室内种植区域内的光照强度，判断当前培养环境室内种植区域的光照强度是否符合种植区域内该类型植物当前的光照需求，然后控制模块根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷翌旸，
申请(专利权)人：惠州市康耐特电装有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44