一種智能種植箱的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種智能種植箱，包括土壤層、秸稈層和控制層；秸稈層設在土壤層下方；土壤層設有至少一個傳感器和滲水管，滲水管安裝在土壤層底部；控制層包括控制器和電動水泵；控制器分別與傳感器和電動水泵連接，滲水管與電動水泵連接。本實用新型提供的智能種植箱，可實時控制土壤濕度，在濕度不足時，自動實現水分的輸送，采用自下而上、分流澆灌的方式，澆灌均勻，對影響作物生長的因素進行實時、全面地監測，智能化程度高，可適用于室內農場和居家種植。
【專利說明】一種智能種植箱

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種智能種植箱。

【背景技術】
[0002] 中國地少人多，耕地面積逐年降低，人均耕地占有面積也在逐年減少。但隨著科學 技術的不斷發展，大面積的室內立體種植農場將成為未來種植業的發展趨勢。在城市中， 居家種植越來越被廣泛的接受和喜愛，但場地限制和繁瑣的養護過程是居家種植最大的局 限。城市中的居民多居住在樓內，不能像農村居民那樣擁有自己的土地，沒有家庭小菜園生 產無公害蔬菜。
[0003] 為了解決種植的問題，人們使用了種植箱來種植作物或花草，這樣就可以脫離傳 統依賴土地耕種的種植模式。常用種植箱內部結構簡單，土壤濕度難以控制，一旦種植箱內 土壤濕度不足，易導致種植物因缺水而喪失膨壓以致萎蔫，而濕度過高，又會導致作物根部 腐爛。此外，土壤的溫度、光照強度及營養成分等也對作物的生長有一定的影響，現有的種 植箱并沒有考慮這些因素做出改進。 實用新型內容
[0004] 本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種結構簡單、 操作方便，溫、濕度可控，適宜于室內農場和居家種植的智能種植箱。
[0005] 本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：
[0006] -種智能種植箱，包括土壤層、秸桿層和控制層；秸桿層設在土壤層下方；土壤層 設有至少一個傳感器和滲水管，滲水管安裝在土壤層底部；控制層包括控制器和電動水泵； 控制器分別與傳感器和電動水泵連接，滲水管與電動水泵連接。
[0007] 優選地是，所述滲水管包括主管和多個支管；主管設有進水口和多個出水口，進水 口連接電動水泵，出水口分別連接各支管；支管的管徑小于主管的管徑，且管壁上設有通 孔。
[0008] 優選地是，多個支管均勻分布于土壤層。
[0009] 優選地是，所述種植箱為上下分層的抽拉式結構，包括固定層、隔擋層和抽拉層， 固定層與抽拉層通過隔擋層隔開；土壤層設置在固定層，秸桿層設置在抽拉層。
[0010] 優選地是，所述隔擋層為帶通孔的托板或細紗網。
[0011] 優選地是，所述傳感器包括濕度傳感器、和/或溫度傳感器、和/或光照傳感器、和 /或電導率傳感器。
[0012] 優選地是，所述電動水泵上設有進水管；電動水泵通過進水管從外置的盛水裝置 抽取水和/或從盛有營養液的裝置抽取營養液。
[0013] 優選地是，所述控制器與一終端通過無線網絡連接。
[0014] 優選地是，所述種植箱的箱體外側設有滲水管的外接口以及至少一個擴展接口， 擴展接口內設有控制器的接口引線。
[0015] 優選地是，所述種植箱的箱體底部設有至少一個滾輪。
[0016] 與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：
[0017] 1、自下而上的澆灌模式：通過在土壤層底部設置滲水管，在澆灌水或營養液時，水 或營養液自下往上滲入土壤，根部為作物最先受澆灌的部位，可良好地吸收水分及營養，有 效克服傳統的自土壤上方而下澆灌所存在的水或營養液未滲入土壤或沒有被作物吸收的 問題發生。
[0018] 2、澆灌均勻、分流澆灌：滲水管由主管和多個支管構成，支管均勻分布于土壤層， 使水分更為均勻地滲入土壤，澆灌均勻，有效避免因人工澆灌不均造成的部分作物缺水部 分作物受淹的情況；支管的管徑細小，起到分流的作用，主管流進支管的水流量不大，滲入 土壤的水流細緩，避免澆灌量大時，濕度傳感器未能及時感應造成過量水流入土壤的問題 發生，節水、環保、節省人力。
[0019] 3、土壤層下鋪設秸桿層；現有的種植箱僅鋪設土壤層，而本實用新型在土壤層下 鋪設秸桿層，當土壤內水分過多時，下一層的秸桿可以起到吸水的作用，防止作物根部腐 爛；秸桿層由各種作物的秸桿經高溫高壓粉碎壓制而成，當秸桿層逐漸分解腐爛時，可作為 上層土壤的有機肥力，為作物提供營養，防止土壤硬結；將秸桿層設置在抽拉層，在秸桿分 解消耗至一定程度時，可以抽出進行補給和替換。
[0020] 4、考慮了影響作物生長的各種環境因素，如土壤的濕度、溫度、光照強度、營養成 分，對這些因素進行實時的監測，并采取適當的措施，例如在濕度不足時，自動實現水分的 輸送等，全面改善土壤環境，智能化程度高，可適用于室內農場和居家種植。
[0021] 5、多個種植箱可縱向或橫向疊加，并通過擴展接口連接，疊加時各個種植箱的控 制層通過控制器的接口引線連接，形成一個控制層，滲水管可通過滲水管的連接口彼此連 通。
[0022] 6、采用線上線下互聯交通的物聯網技術，用戶可通過終端實時獲取種植箱的土壤 層數據，了解作物的生長情況，向控制器發送指令，遠程改善土壤環境。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為本實用新型的智能種植箱的結構示意圖；
[0024] 圖2為本實用新型的智能種植箱的澆灌水的工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0025] 下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。本實施例以本實用新型 技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保 護范圍不限于下述的實施例。
[0026] 如圖1所示，一種智能種植箱，包括土壤層1、秸桿層2和控制層3。
[0027] 控制層3可設在種植箱底部或種植箱外側，包括電動水泵31、控制器32和電源 (圖中未標出）。電動水泵31上設有兩根進水管311，水泵31通過進水管311分別與外置 的盛水裝置和盛有營養液的容器連接。
[0028] 土壤層1設有傳感器若干和滲水管若干，滲水管與電動水泵31連接。本實用新型 的一個優選實施例中，傳感器包括濕度傳感器11、溫度傳感器12、光照傳感器13和電導率 傳感器14。本實用新型的另一個優選實施例中，滲水管包括主管21和多個支管22,主管21 設有進水口和多個出水口，進水口與電動水泵31連接，出水口與各支管22連接；支管22的 管徑小于主管的管徑，且管壁上設有通孔，用于水或營養液的滲出，支管22均勻地分布于 土壤層1，為土壤作物提供水分或營養成分，可根據土壤層1在種植箱內的鋪設面積及厚度 調整支管22的數量及分布位置。
[0029] 秸桿層2由各種作物的秸桿經高溫高壓粉碎壓制而成，當秸桿層2逐漸分解腐爛 時，可作為上層土壤的有機肥力，為作物提供營養，防止上層土壤硬結。
[0030] 種植箱的箱體底部設有加熱裝置4和散熱裝置5,加熱裝置4可以是電熱棒、發熱 管等，散熱裝置5可以是風扇等。種植箱的箱體頂部還設有光照裝置6和遮陽裝置7,光照 裝置6可以是燈管、光照管等，遮陽裝置7可以是具有遮陽效果的裝置，例如可控制折疊展 開的罩子或者是可控翻轉角度的蓋子等。
[0031] 控制器32分別與電動水泵31、各傳感器、加熱裝置4、散熱裝置5、光照裝置6和遮 陽裝置7連接，電源分別與控制器32、電動水泵31、各傳感器、加熱裝置4、散熱裝置5、光照 裝置6和遮陽裝置7連接，作為供電源。
[0032] 本實用新型的一個優選實施例中，種植箱為上下分層設計的抽拉式結構，包括固 定層、隔擋層24和抽拉層，固定層與抽拉層通過隔擋層24隔開；土壤層1設置在固定層，秸 桿層2設置在抽拉層，隔擋層24可為帶通孔的托板或細紗網。這種設計的主要目的是當秸 桿分解消耗至一定程度時，可以抽出秸桿層進行秸桿的補給或替換，為了防止在抽出秸桿 層時，上層的土壤顆粒掉落，在土壤層與秸桿層之間設置了托板或細沙網，秸桿可透過托板 或紗網的孔隙與土壤接觸，作為有機肥力，為土壤提供營養，在土壤水分過多時，吸水保護 作物根部，養護人員可定期抽出秸桿層查看秸桿的消耗情況，進行補給與替換。
[0033] 工作時，濕度傳感器11采集土壤層1的濕度并傳輸給控制器34,控制器34判斷當 前土壤濕度是否低于預設值，該預設值為種植箱內土壤適宜濕度的最低濕度值。若當前土 壤濕度低于預設值，則控制器32啟動電動水泵31，電動水泵31通過一根進水管311從外 置的盛水裝置中吸取水注入滲水管21的主管21內，水通過主管21流向支管22,并通過支 管22的通孔滲出，滲入土壤層1。由于支管22均勻分布于土壤層2,因此灌水均勻，由于支 管22的管徑細小，從主管21分流進每根支管22的水流量不大，有效避免一下子灌水量很 大對作物造成的損壞，通過細緩且均勻地澆灌，在濕度傳感器11采集到土壤層的濕度到達 預設值時，控制器32關閉電動水泵31，停止澆灌。
[0034] 電導率傳感器14實時測量土壤層1的電導率并發送給控制器，土壤中肥料一般是 鉀肥、氮肥，肥料一般是水溶性的，施肥的土壤的離子濃度會比較高，電導率也就相應高，本 實用新型通過測量土壤層的電導率來測量土壤的肥料含量，進而判定是否向土壤層澆灌營 養液。若電導率低于電導率預設值，則控制器32啟動電動水泵31，電動水泵31通過進水管 311從外置的盛有營養液的裝置中汲取營養液注入到滲水管21中，當電導率傳感器14測量 到的電導率到達電導率預設值時，控制器關閉電動水泵31。
[0035] 溫度傳感器12實時測量土壤層1的溫度并發送給控制器32,若當前溫度低于預設 溫度范圍，則控制器32啟動加熱裝置4,若當前溫度高于預設溫度范圍，則啟動散熱裝置5， 直至土壤溫度在預設溫度范圍內。
[0036] 光照傳感器13實時測量土壤層1受日光照射的光照強度并發送給控制器32,若當 前光照強度低于光照預設范圍，則控制器32啟動光照裝置6,若當前光照強度高于光照預 設范圍，則控制器32啟動遮陽裝置7,直至土壤層的光照強度在光照預設范圍內。
[0037] 本實用新型的一個優選實施例中，控制器32與一終端通過無線網絡連接，無線網 絡包括移動無線網絡如GPRS、WCDMA，以及無線局域網，如wifi等，終端如PC端或手機端；用 戶通過終端向控制器32發送指令，遠程控制土壤環境，例如用戶終端接收到控制器32發送 的濕度不足報警信息后，向控制器32發送澆灌指令，控制器32啟動電動水泵31將水引入 滲水管21，對土壤層進行自下而上地澆灌，或當用戶終端查看土壤層的溫度信息時，發現土 壤溫度異常，也可以向控制器32發送指令，遠程控制打開加熱裝置和散熱裝置。
[0038] 本實用新型的再一個優選實施例中，種植箱的箱體外側設有滲水管21的外接口 312以及至少一個擴展接口 8,擴展接口 8內設有控制器的接口引線，多個種植箱可縱向或 橫向疊加，并通過擴展接口 8連接，疊加時各個種植箱的控制層通過控制器的接口引線連 接，形成一個控制層，滲水管之間可通過外接口 23彼此連通，共用盛水或盛有營養液的容 器。
[0039] 本實用新型的又一個優選實施例中，種植箱的箱體底部設有四個滾輪，人可方便 地推動種植箱，對其進行位置轉移。
[0040] 上文中，參照附圖描述了本實用新型的【具體實施方式】。但是，本領域中的普通技術 人員能夠理解，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以對本實用新型的具體 實施方式作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本實用新型權利要求書所限定的范圍 內。
【權利要求】
1. 一種智能種植箱，其特征在于，包括土壤層、秸桿層和控制層；秸桿層設在土壤層下 方；土壤層設有至少一個傳感器和滲水管，滲水管安裝在土壤層底部；控制層包括控制器 和電動水泵；控制器分別與傳感器和電動水泵連接，滲水管與電動水泵連接。
2. 根據權利要求1所述的智能種植箱，其特征在于，所述滲水管包括主管和多個支管； 主管設有進水口和多個出水口，進水口連接電動水泵，出水口分別連接各支管；支管的管徑 小于主管的管徑，且管壁上設有通孔。
3. 根據權利要求2所述的智能種植箱，其特征在于，所述多個支管均勻分布于土壤層。
4. 根據權利要求1所述的智能種植箱，其特征在于，所述種植箱為上下分層的抽拉式 結構，包括固定層、隔擋層和抽拉層，固定層與抽拉層通過隔擋層隔開；土壤層設置在固定 層，秸桿層設置在抽拉層。
5. 根據權利要求4所述的智能種植箱，其特征在于，所述隔擋層為帶通孔的托板或細 紗網。
6. 根據權利要求1所述的智能種植箱，其特征在于，所述傳感器包括濕度傳感器、和/ 或溫度傳感器、和/或光照傳感器、和/或電導率傳感器。
7. 根據權利要求1所述的智能種植箱，其特征在于，所述電動水泵上設有進水管；電動 水泵通過進水管從外置的盛水裝置抽取水和/或從盛有營養液的裝置抽取營養液。
8. 根據權利要求1所述的智能種植箱，其特征在于，所述控制器與一終端通過無線網 絡連接。
9. 根據權利要求1所述的智能種植箱，其特征在于，所述種植箱的箱體外側設有滲水 管的外接口以及至少一個擴展接口，擴展接口內設有控制器的接口引線。
10. 根據權利要求1所述的智能種植箱，其特征在于，所述種植箱的箱體底部設有至少 一個滾輪。
【文檔編號】A01G25/16GK203884284SQ201420231230
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月7日 優先權日:2014年5月7日
【發明者】周軍明, 劉亮, 蔣莉莉 申請人:上海華博信息服務有限公司