智能型家庭植物工厂制造技术

本实用新型专利技术涉及一种智能型家庭植物工厂，属于农业机械领域的蔬菜生产装置。包括柜体，柜体内设置水耕栽培及营养液自动循环系统、空调系统、人工补光系统和智能控制系统，柜体包括明室、暗室、底层和背部夹层，人工补光系统采用由红光LED、蓝光LED和绿光LED构成的LED植物光源板进行人工补光。本家庭植物工厂种植品种广，包括各类叶菜、果菜、苗芽菜、食用菌类、药草香料类和观赏类果蔬植物等。叶类植物的生育期大幅度缩短，果类植物的始收期提早、收获期延长、产量显著提高。叶菜类生长间适合约50棵叶菜生长，生长期20~25天；育苗间可同步育苗70棵，育苗时间：20天左右；蘑菇间生长时间30天左右，可月产鲜蘑菇3-5斤。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种智能型家庭植物工厂，具体为一种家庭用的微型植物生产工厂，属于农业机械领域的植物种植及蔬菜生产装置。
技术介绍
随着人们生活水平的逐步提高及对食物需求的改变，健康、绿色、环保、便捷的生活方式越来越受重视，卫生、营养、健康的食物愈来愈受到人们的喜爱，其中绿色无公害、新鲜洁净的蔬菜产品对人们的现代生活尤为重要。而如何快捷的生产这种蔬菜成为人们关注的重要话题。植物工厂是植物栽培的最高境界，它为植物提供了生长发育的最佳环境，集成了全自动、全智能的环境模拟技术为植物的生长与发育创造出最佳的人工环境，是完全可控可调、按照人的意志进行管理的一种生产模式。它是集约化最高的一种农业生产方式，采用完全工厂化流程式作业的生产模式，规避了外界气候因子的一切干扰，实现了栽培环境的精确模拟，所生产的蔬菜品质高、产量好，具有传统栽培模式无法比拟的优势。但是目前的植物工厂种植空间单一，只能满足单一植物生长的需要，不能满足需要不同生长条件的多种植物的同时生长。因此，开发一种适合不同条件的多种植物同时生长的智能型家庭植物工厂成为本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种智能型家庭植物工厂，本技术的智能型家庭植物工厂是针对家庭开发的一种微型植物工厂，采用全封闭式智能环境控制系统，精巧美观， 便捷实用，智能操控、管理方便。既可很好的满足人们日常生活对蔬菜产品的基本需要，还可以作为家庭生活的绿色装饰品、空气净化器、天然氧吧，实现低碳、智能、环保、健康的生活。另外，这种家庭蔬菜工厂可以广泛应用于气候环境恶劣，不适合植物生长的区域，如沙漠化地域、海洋舰艇、南北极地等特殊地带，从而满足特殊群体的需求，为解决非可耕地人类生存问题做出贡献。为实现本技术的目的，采取以下技术方案一种智能型家庭植物工厂，包括柜体，柜体内设置水耕栽培及营养液自动循环系统、空调系统、人工补光系统和智能控制系统，其特征在于所述的柜体包括明室、暗室、底层和背部夹层，所述的人工补光系统采用由红光LED、蓝光LED和绿光LED构成的LED植物光源板进行人工补光。所述明室为叶菜类生长间，分为三层栽培空间，每层栽培空间内设置水耕栽培装置和人工补光系统。所述的暗室分为育苗间和蘑菇生长间，蘑菇生长间分为三层蘑菇培养层，分别设置水耕栽培装置和人工补光系统。所述的蘑菇生长间还设置紫外线消毒灯和自动加湿装置，可避免菌类传播，保证蘑菇生长对湿度的要求。所述的叶菜类生长间、育苗间和蘑菇生长间分别具有不同的温度控制系统，可根据不同植物的需要实现分温区控制。所述的叶菜类生长间、育苗间和蘑菇生长间分别设置独立的新风系统，新风系统包括两个15瓦的小型风扇，安装方式一正一反，用PLC控制，根据二氧化碳传感器的采集数据，控制风扇的工作时间，来控制二氧化碳浓度。每个生长空间都有独立的新风系统，可实现生长间内的气体与室内气体的置换，在生活空间内形成一个天然氧吧。所述柜体的底层内安装空调系统、营养液箱和水泵，具有可向外拉的门。所述的空调系统包括风机和压缩机组。所述柜体的背面设有夹层，夹层内设置供液管和回液管，夹层背部设有出气孔，夹层厚度为10cm。柜体的最底部设有轮子。所述的水耕栽培及营养液自动循环系统包括水耕栽培槽、定植盖板、营养液箱、水泵、供液管、回液管、检测器、PLC、自动配液系统和营养液强排管线，所述的水耕栽培槽分别设有供液孔、回液孔及液位显示孔，在底面上设有排液孔，所述定植盖板上设有定植孔，放置在水耕栽培槽上，水泵置于营养液箱内，供液管底端与水泵连接，营养液通过供液管流入水耕栽培槽中，再通过回液管流回营养液箱，自动配液系统通过管线与营养液箱相连，强排管线与供液管相连，其上安装强排阀门。所述的水耕栽培槽深10cm，所述的供液孔和回液孔的孔径为3_8cm，排液孔的孔径为3-6cm。所述定植盖板上设有定植孔，定植孔的直径为2. 5cm,间距为10cm，可将植物直接定植在定植孔内。所述的水耕栽培槽为不锈钢或PVC材料制成，所述的定植盖板为PVC 或不锈钢材料制成。LED植物补光灯板和水耕栽培装置均可进行抽屉式的安装和拆卸，可方便清洗及将几层栽培空间改装成为一个大的果菜类的生长空间，操作简单。所述的自动配液系统包括配液箱和计量泵，配液箱通过管线与计量泵相连，剂量泵通过管线与营养液箱相连。营养液可以实现自动配制。所述的供液管上安装供液阀门。可以对供液流速进行调节。所述的营养液自动循环系统还包括搅拌管线，所述的搅拌管线一端连接在靠近营养液箱的供液管上，另一端与营养液箱相连，搅拌管线上安装搅拌阀门。所述的营养液自动循环系统还包括给水管线，所述给水管线与营养液箱相连，其上安装给水阀门。检测器可实时监测箱体内营养液的PH、 EC、溶氧、液位等各项指标，并将各种监测数据传送到PLC，通过PLC对自动配液系统进行控制，实现各项参数的调节，保证各项参数适应蔬菜生长发育需求。所述的人工补光系统包括LED植物光源板、光照检测器和PLC，所述的LED植物光源板由光源板本体和控制器组成，光源板本体和控制器通过通信接口相连接，光源板本体设有若干个红光LED、蓝光LED和绿光LED，所述的植物光源板安装在智能型家庭植物工厂每层栽培室的顶部。所述的人工补光系统还设置灯板散热系统，包括两个15瓦的小型风扇，安装方式一正一反，用PLC控制，根据固定化的时间程序，来控制风扇的起停，来达到灯板散热功能。所述的LED植物光源板的红光LED的波长为660 士 20nm，最大发光强度为220 Mmol ·πΓ2 · S-1 ；蓝光LED的波长为450 士 20nm，最大发光强度为43 Mmol ·πΓ2 · s"1 ；绿光LED 的波长为550士20nm，最大发光强度为17Mm0l · m_2 · s—1。所述的光源板本体上设有温度传感器。所述的光源板本体上还设有若干风扇。当温度传感器测定的光源板本体温度超过设定的温度时，即开启风扇，对光源板本体进行降温处理。所述的红光LED、蓝光LED和绿光 LED相互间隔排列，红光LED、蓝光LED和绿光LED的数量比例为8:1:1。在智能型家庭植物工厂供蔬菜生长的栽培室内设有光照检测器，光照检测器在为植物补光过程中，可以收集光源的光照强度、光照频率、光照周期等信息，并将这些信息传输到智能型家庭植物工厂顶部的PLC内，PLC可按照预先根据植物生长特性设定的最佳光照参数实时对光源各项指标进行调控，使各项光照指标适合植物生长发育要求。所述的LED植物光源板和水耕栽培装置均采用抽拉结构安装在柜体上，可进行抽屉式的安装和拆卸，可方便清洗及将几层栽培空间改装成为一个大的果菜类的生长空间， 操作简单。所述的智能控制系统，包括传感器、PLC (可编程逻辑控制器)、人机交互界面和执行机构，传感器、人机交互界面和执行机构分别与PLC相连。所述的传感器包括pH传感器、 EC (电导率)传感器、液位传感器、液温传感器、湿度传感器、温度传感器、二氧化碳传感器、 光照传感器等。所述的人机交互界面为HMI (人机界面)显示屏。所述的执行机构包括补光装置、供回液和给排水装置及环境控制装置等。智能控制系统还包括摄像头和监控器，摄像头通过网络与监控器相连。摄像头安装在智能型家庭植物工厂的栽培本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种智能型家庭植物工厂，包括柜体，柜体内设置水耕栽培及营养液自动循环系统、空调系统、人工补光系统和智能控制系统，其特征在于：所述的柜体包括明室、暗室、底层和背部夹层，所述的人工补光系统采用由红光ＬＥＤ、蓝光ＬＥＤ和绿光ＬＥＤ构成的ＬＥＤ植物光源板进行人工补光。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏灵玲，杨其长，
申请(专利权)人：北京中环易达设施园艺科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11