專(zhuān)利名稱：一種微型蔬菜工廠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種微型蔬菜工廠，具體為一種家庭用的微型蔬菜生產(chǎn)工廠，屬 于農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域的蔬菜生產(chǎn)裝置。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的逐步提高及對(duì)食物需求的改變，健康、綠色、環(huán)保、便捷的生 活方式越來(lái)越受重視，衛(wèi)生、營(yíng)養(yǎng)、健康的食物愈來(lái)愈受到人們的喜愛(ài)，其中綠色無(wú)公害、新 鮮潔凈的蔬菜產(chǎn)品對(duì)人們的現(xiàn)代生活尤為重要。而如何快捷的生產(chǎn)這種蔬菜成為人們關(guān)注 的重要話題。植物工廠是植物栽培的最高境界，它為植物提供了生長(zhǎng)發(fā)育的最佳環(huán)境，集成了 全自動(dòng)、全智能的環(huán)境模擬技術(shù)為植物的生長(zhǎng)與發(fā)育創(chuàng)造出最佳的人工環(huán)境，是完全可控 可調(diào)、按照人的意志進(jìn)行管理的一種生產(chǎn)模式。它是集約化最高的一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，采用 完全工廠化流程式作業(yè)的生產(chǎn)模式，規(guī)避了外界氣候因子的一切干擾，實(shí)現(xiàn)了栽培環(huán)境的 精確模擬，所生產(chǎn)的蔬菜品質(zhì)高、產(chǎn)量好，具有傳統(tǒng)栽培模式無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種微型蔬菜工廠，本實(shí)用新型的微型蔬菜工廠是針對(duì) 家庭開(kāi)發(fā)的一種微型植物工廠，采用全封閉式智能環(huán)境控制系統(tǒng)，精巧美觀，便捷實(shí)用，智 能操控、管理方便。既可很好的滿足人們?nèi)粘Ｉ顚?duì)蔬菜產(chǎn)品的基本需要，還可以作為家庭 生活的綠色裝飾品、空氣凈化器、天然氧吧，實(shí)現(xiàn)低碳、智能、環(huán)保、健康的生活。另外，這種 家庭蔬菜工廠可以廣泛應(yīng)用于氣候環(huán)境惡劣，不適合植物生長(zhǎng)的區(qū)域，如沙漠化地域、海洋 艦艇、南北極地等特殊地帶，從而滿足特殊群體的需求，為解決非可耕地人類(lèi)生存問(wèn)題做出貝獻(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，采取以下技術(shù)方案一種微型蔬菜工廠，其特征在于包括柜體，柜體內(nèi)設(shè)置水耕栽培裝置、營(yíng)養(yǎng)液自 動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)、人工補(bǔ)光系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)。—種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述柜體的正面由上、中、下三部分組成，柜體 的背面具有一個(gè)夾層，柜體的最底部設(shè)有輪子。所述柜體的正面的上部，內(nèi)部安裝PLC (可編程邏輯控制器)，表面一側(cè)設(shè)置人機(jī) 交互界面，另一側(cè)設(shè)有維修口，維修口用鋼板以螺絲固定封閉。所述柜體的正面的中部為栽培室，具有三扇向外拉的門(mén)。栽培室內(nèi)設(shè)置水耕栽培 裝置和人工補(bǔ)光系統(tǒng)。所述柜體的正面的下部安裝空調(diào)系統(tǒng)、營(yíng)養(yǎng)液箱和水泵，具有三扇向外拉的門(mén)。所述柜體的夾層內(nèi)設(shè)置回風(fēng)道、進(jìn)風(fēng)道、散熱風(fēng)道、供液管和回液管，夾層頂部設(shè) 有出氣孔，夾層厚度為10cm。一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的水耕栽培裝置包括水耕栽培槽和定植
3蓋板，所述的水耕栽培槽在側(cè)面分別設(shè)有供液孔和回液孔，在底面上設(shè)有排液孔，所述定植 蓋板上設(shè)有定植孔，縱向放置在水耕栽培槽上。所述的水耕栽培槽深10cm，縱向長(zhǎng)度為50cm，橫向長(zhǎng)度為180cm，所述的供液孔和 回液孔的孔徑為3-8cm，排液孔的孔徑為3-6cm。所述定植蓋板縱向長(zhǎng)度為51cm，橫向長(zhǎng)度為20cm，縱向每間隔IOcm設(shè)有直徑為 2. 5cm的定植孔，每個(gè)水耕栽培槽上放置9個(gè)定植蓋板。所述的水耕栽培槽為不銹鋼或PVC材料制成，所述的定植蓋板為高密度泡沫材料 制成。一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)包括水耕栽培槽、 營(yíng)養(yǎng)液箱、水泵、供液管、回液管、檢測(cè)器、PLC、自動(dòng)配液系統(tǒng)和營(yíng)養(yǎng)液強(qiáng)排管線，水泵置于 營(yíng)養(yǎng)液箱內(nèi)，供液管底端與水泵連接，營(yíng)養(yǎng)液通過(guò)供液管流入水耕栽培槽中，再通過(guò)回液管 流回營(yíng)養(yǎng)液箱，自動(dòng)配液系統(tǒng)通過(guò)管線與營(yíng)養(yǎng)液箱相連，強(qiáng)排管線與供液管相連，其上安裝 強(qiáng)排閥門(mén)。所述的自動(dòng)配液系統(tǒng)包括配液箱和計(jì)量泵，配液箱通過(guò)管線與計(jì)量泵相連，劑量 泵通過(guò)管線與營(yíng)養(yǎng)液箱相連。營(yíng)養(yǎng)液可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配制。所述的供液管上安裝供液閥門(mén)?？梢詫?duì)供液流速進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述的營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)還包括攪拌管線，所述的攪拌管線一端連接在靠近營(yíng) 養(yǎng)液箱的供液管上，另一端與營(yíng)養(yǎng)液箱相連，攪拌管線上安裝攪拌閥門(mén)。所述的營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)還包括給水管線，所述給水管線與營(yíng)養(yǎng)液箱相連，其 上安裝給水閥門(mén)。檢測(cè)器可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)箱體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)液的pH、EC、溶氧、液位等各項(xiàng)指標(biāo)，并將各種監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)傳送到PLC，通過(guò)PLC對(duì)自動(dòng)配液系統(tǒng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)參數(shù)的調(diào)節(jié)，保證各項(xiàng)參數(shù) 適應(yīng)蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育需求。一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的空氣循環(huán)系統(tǒng)包括栽培室內(nèi)部氣體循 環(huán)系統(tǒng)和栽培室與外界氣體循環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)部氣體循環(huán)系統(tǒng)包括風(fēng)道和空調(diào)系統(tǒng)，風(fēng)道與空 調(diào)系統(tǒng)相連通，栽培室與外界氣體循環(huán)系統(tǒng)包括進(jìn)氣孔、出氣孔和散熱風(fēng)道。所述的風(fēng)道分布于微型蔬菜工廠柜體的背面夾層中，設(shè)有三個(gè)風(fēng)道，中間的風(fēng)道 為進(jìn)風(fēng)道，兩側(cè)的風(fēng)道為回風(fēng)道。所述的進(jìn)風(fēng)道上安裝過(guò)濾網(wǎng)，進(jìn)風(fēng)道頂端與風(fēng)機(jī)相連。所述的空調(diào)系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)組，位于微型蔬菜工廠柜體的下部。所述的進(jìn)氣孔分布于微型蔬菜工廠柜體側(cè)面，出氣孔分布于微型蔬菜工廠柜體頂 部，出氣孔和進(jìn)氣孔直徑為3-6cm。—種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的人工補(bǔ)光系統(tǒng)包括植物生長(zhǎng)光源、光照 檢測(cè)器和PLC，所述的植物生長(zhǎng)光源安裝在微型蔬菜工廠每層栽培室的頂部，植物生長(zhǎng)光源 均勻地間隔排列。所述的植物生長(zhǎng)光源為L(zhǎng)ED植物生長(zhǎng)燈和熒光燈，LED植物生長(zhǎng)燈和熒光燈橫向 或縱向交替排列，燈管間距為8-12cm。在所述栽培室兩側(cè)面的上部，與植物生長(zhǎng)光源同一高度處，設(shè)置光源散熱孔。所述散熱孔的間距為6-lOcm，散熱孔直徑為4cm-6cm。[0031]在植物生長(zhǎng)光源下方設(shè)置光源熱量隔離板。所述的光源熱量隔離板位于植物生長(zhǎng)光源下方l-2cm處，采用透明亞克力板制 成。在微型蔬菜工廠供蔬菜生長(zhǎng)的栽培室內(nèi)設(shè)有光照檢測(cè)器，光照檢測(cè)器在為植物補(bǔ) 光過(guò)程中，可以收集光源的光照強(qiáng)度、光照頻率、光照周期等信息，并將這些信息傳輸?shù)轿?型蔬菜工廠頂部的PLC內(nèi)，PLC可按照預(yù)先根據(jù)植物生長(zhǎng)特性設(shè)定的最佳光照參數(shù)實(shí)時(shí)對(duì) 光源各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)控，使各項(xiàng)光照指標(biāo)適合植物生長(zhǎng)發(fā)育要求。一種微型蔬菜工廠的智能控制系統(tǒng)，其特征在于包括傳感器、PLC(可編程邏輯 控制器)、人機(jī)交互界面和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，傳感器、人機(jī)交互界面和執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別與PLC相連。所述的傳感器包括pH傳感器、EC(電導(dǎo)率)傳感器、液位傳感器、液溫傳感器、濕 度傳感器、溫度傳感器、二氧化碳傳感器、光照傳感器等。所述的人機(jī)交互界面為HMI (人機(jī)界面)顯示屏。所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括補(bǔ)光裝置、供回液和給排水裝置及環(huán)境控制裝置等。智能控制系統(tǒng)還包括攝像頭和監(jiān)控器，攝像頭通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控器相連。攝像頭安 裝在微型蔬菜工廠的栽培室內(nèi)，通過(guò)監(jiān)視器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端監(jiān)控。有益效果本微型蔬菜生產(chǎn)工廠可以在封閉的環(huán)境中，通過(guò)各個(gè)環(huán)境控制系統(tǒng)對(duì) 各個(gè)環(huán)境因子的調(diào)控，使植物在最適宜的環(huán)境條件下生長(zhǎng)，光照、溫度、濕度、水分、營(yíng)養(yǎng)、 CO2等環(huán)境條件都達(dá)到植物生長(zhǎng)最適合狀態(tài)，生產(chǎn)的蔬菜茁壯，產(chǎn)量高、品質(zhì)好。此外，在密 閉的空間中生長(zhǎng)的蔬菜，植物在生長(zhǎng)的過(guò)程中與外界完全隔離，有效防止了病菌，大大減小 了病蟲(chóng)害的發(fā)生幾率，因此可以實(shí)現(xiàn)蔬菜無(wú)農(nóng)藥的生產(chǎn)，從而達(dá)到無(wú)污染、無(wú)公害綠色蔬菜 生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。此外，這種密閉的環(huán)境，使蔬菜不受外界環(huán)境的影響，不管季節(jié)和氣候?qū)е碌?光照、溫度、濕度、CO2等外部環(huán)境條件的改變都不會(huì)改變蔬菜工廠內(nèi)部的環(huán)境條件，植物生 長(zhǎng)發(fā)育不會(huì)受到絲毫影響，可實(shí)現(xiàn)周期性連續(xù)工廠化生產(chǎn)。此外，這種系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能化控制、自動(dòng)化管理，極大減少了勞動(dòng)力，極大降低了 勞動(dòng)強(qiáng)度和勞動(dòng)時(shí)間，是未來(lái)家庭生活的健康營(yíng)養(yǎng)飲食的保證，是現(xiàn)代家庭舒適便捷生活 的必備品，還可以作為家庭生活的綠色裝飾品、空氣凈化器、天然氧吧等。綜合上述因素，本家庭蔬菜工廠可以為蔬菜滿足最適生長(zhǎng)發(fā)育環(huán)境要求，通過(guò)便 捷操作，智能的控制，可以生產(chǎn)出新鮮、綠色無(wú)公害蔬菜，滿足家庭日常生活飲食對(duì)蔬菜的 需求。下面通過(guò)附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明，但并不意味著對(duì)本實(shí) 用新型保護(hù)范圍的限制。

圖1為微型蔬菜工廠柜體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為微型蔬菜工廠柜體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為微型蔬菜工廠柜體夾層結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
家庭蔬菜工廠，其主要結(jié)構(gòu)包括柜體，柜體內(nèi)設(shè)置水耕栽培裝置、營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)循環(huán)
5系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)、人工補(bǔ)光系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)。微型蔬菜工廠柜體，長(zhǎng)度180cm，寬70cm，高225cm，基本材料為不銹鋼材料。微型 蔬菜工廠柜體的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中1為栽培室，2為玻璃門(mén)，3為輪子，4為人機(jī)交互界 面，5為玻璃門(mén)把手。柜體最底部設(shè)有四個(gè)自由滑動(dòng)的輪子3，移動(dòng)方便。柜體的正面由上、 中、下三部分組成，柜體的背面具有一個(gè)夾層。從柜體200cm處到柜體頂部邊緣處為柜體正 面的上部，該部分高度為150mm，為不銹鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)部安裝PLC (可編程邏輯控制器)，一側(cè)設(shè) 置人機(jī)交互界面4，另一側(cè)設(shè)有維修口，維修口用鋼板以螺絲固定、封閉，可以拆卸，便于維 修。從柜體50cm處往上至200cm處的區(qū)域?yàn)楣耋w正面的中部，該部分為蔬菜栽培室1，內(nèi)部 設(shè)置上下兩個(gè)隔板，將栽培室1分成上、中、下三層。具有三扇向外拉的玻璃門(mén)2，每扇門(mén)周 邊5cm為不銹鋼結(jié)構(gòu)，剩余部分為玻璃結(jié)構(gòu)，透過(guò)玻璃可直接觀察到栽培室內(nèi)植物生長(zhǎng)情 況。左側(cè)門(mén)可以往左側(cè)拉開(kāi)，中間門(mén)與右側(cè)門(mén)左右對(duì)開(kāi)。每扇玻璃門(mén)上包含一玻璃門(mén)把手 5。從輪子頂部柜體底邊緣向上至柜體50cm處為柜體正面的下部，該部分包括三扇向外拉 的門(mén)，每扇門(mén)都為不銹鋼材料，左側(cè)門(mén)可以往左側(cè)拉開(kāi)，中間門(mén)與右側(cè)門(mén)左右對(duì)開(kāi)，每扇門(mén) 上包含一把手。內(nèi)部安裝空調(diào)系統(tǒng)、營(yíng)養(yǎng)液箱和水泵，打開(kāi)門(mén)，可以檢查空調(diào)系統(tǒng)及營(yíng)養(yǎng)液 箱狀況及水泵運(yùn)轉(zhuǎn)情況。每層栽培室內(nèi)設(shè)置水耕栽培裝置和營(yíng)養(yǎng)液供、回液管道。水耕栽培裝置包括水耕 栽培槽和定植蓋板，水耕栽培槽通過(guò)供液管和回液管與營(yíng)養(yǎng)液箱相連接，實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液的自 動(dòng)供應(yīng)。水耕栽培槽深10cm，縱向長(zhǎng)度為53cm，橫向長(zhǎng)度為176cm ；每層水耕栽培槽在右側(cè) 設(shè)有孔徑為3cm的供液孔和回液孔，供液孔直接與供液管連接，回液孔直接與回液管相連， 從而實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液的供給與排放。此外，水耕栽培槽底部一側(cè)，設(shè)有排液孔，孔徑為6cm，在 植物栽培過(guò)程中，排液孔用塞子堵住，為進(jìn)行栽培槽營(yíng)養(yǎng)液的更換與栽培槽的清洗，打開(kāi)塞 子，可實(shí)現(xiàn)液體強(qiáng)行排放。定植蓋板縱向長(zhǎng)度為51cm，橫向長(zhǎng)度為20cm，每個(gè)定植蓋板上縱 向每間隔IOcm設(shè)有直徑為2. 5cm的定植孔，每層水耕栽培槽上可縱向放置9個(gè)定植蓋板， 可將植物直接定植在定植孔內(nèi)。水耕栽培槽材料為不銹鋼或PVC材料，定植蓋板材料為高 密度泡沫材料。微型蔬菜工廠的營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)包括水耕栽培槽、營(yíng)養(yǎng)液箱、水泵、供液管、 回液管、檢測(cè)器、PLC、自動(dòng)配液系統(tǒng)和營(yíng)養(yǎng)液強(qiáng)排管線等?？蓪?shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液的自動(dòng)循環(huán)供液、 營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)配制及液位自動(dòng)調(diào)控等功能。營(yíng)養(yǎng)液箱位于微型蔬菜工廠最下層，水泵置于營(yíng) 養(yǎng)液箱內(nèi)，供液管和回液管并排縱向布置于栽培室?jiàn)A層一側(cè)。供液管底端與水泵連接，另一 端與每層栽培室水耕栽培槽上的供液孔連接，營(yíng)養(yǎng)液通過(guò)供液管直接流通到植物栽培室水 耕栽培槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)植物營(yíng)養(yǎng)的供給?；匾汗芤欢伺c每層栽培室水耕栽培槽上的回液孔連通， 底端與營(yíng)養(yǎng)液箱相連，液位超過(guò)一定高度時(shí)，多余營(yíng)養(yǎng)液通過(guò)回液管直接流回營(yíng)養(yǎng)液箱，從 而實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)回液、循環(huán)。每根供液管上安有供液閥門(mén)，可以對(duì)供液流速進(jìn)行調(diào)節(jié)。供 液管和回液管采用UPVC管。自動(dòng)配液系統(tǒng)通過(guò)管線與營(yíng)養(yǎng)液箱相連，自動(dòng)配液系統(tǒng)包括配 液箱和計(jì)量泵，配液箱通過(guò)管線與計(jì)量泵相連，劑量泵通過(guò)管線與營(yíng)養(yǎng)液箱相連。營(yíng)養(yǎng)液可 以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配制。配液箱分別裝有A液、B液、C液，每個(gè)配液箱與計(jì)量泵相連，劑量泵通過(guò) 管線直接與營(yíng)養(yǎng)液箱相連，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的營(yíng)養(yǎng)液配制比例，劑量泵將每種組分溶液直接 流入營(yíng)養(yǎng)液箱，實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)配制。該系統(tǒng)設(shè)置有營(yíng)養(yǎng)液強(qiáng)排管線，與供液管相連，其上 安裝強(qiáng)排閥門(mén)?？蓪?shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液的強(qiáng)行排放。當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液需要更換時(shí)，開(kāi)啟強(qiáng)排閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)
6液強(qiáng)行排放。營(yíng)養(yǎng)液箱設(shè)有最高液位與最低液位，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液液位高于最高液位時(shí)，系統(tǒng)將對(duì) 營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行強(qiáng)行排放，當(dāng)液位低于最低液位時(shí)，系統(tǒng)將進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)液的自動(dòng)補(bǔ)給。此外，該系 統(tǒng)還設(shè)置攪拌管線，攪拌管線一端連接在靠近營(yíng)養(yǎng)液箱的供液管上，另一端與營(yíng)養(yǎng)液箱相 連，攪拌管線上安裝攪拌閥門(mén)。開(kāi)通攪拌閥門(mén)，可對(duì)配制的營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行攪拌，使各種養(yǎng)分配 制均勻。該系統(tǒng)還設(shè)置給水管線，給水管線與營(yíng)養(yǎng)液箱相連，其上安裝給水閥門(mén)。給水管線 設(shè)置在營(yíng)養(yǎng)液箱一端，通過(guò)控制給水閥門(mén)，可以直接將水流入營(yíng)養(yǎng)液內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高濃度營(yíng)養(yǎng) 液的稀釋。微型蔬菜工廠的空氣循環(huán)系統(tǒng)包括栽培室內(nèi)部氣體循環(huán)系統(tǒng)和栽培室與外界氣 體循環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)部氣體循環(huán)系統(tǒng)包括風(fēng)道和空調(diào)系統(tǒng)，風(fēng)道與空調(diào)系統(tǒng)相連通，栽培室與外 界氣體循環(huán)系統(tǒng)包括進(jìn)氣孔、出氣孔和散熱風(fēng)道。進(jìn)氣孔分布于微型蔬菜工廠柜體側(cè)面，出 氣孔分布于微型蔬菜工廠柜體頂部，進(jìn)氣孔和出氣孔直徑為3-6cm，散熱風(fēng)道寬為5cm。設(shè) 有三個(gè)風(fēng)道，中間的風(fēng)道為進(jìn)風(fēng)道，兩側(cè)的風(fēng)道為回風(fēng)道，每個(gè)進(jìn)風(fēng)道與回風(fēng)道的大小為 高31cm，寬15cm。空調(diào)系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)組，位于微型蔬菜工廠柜體的底部。進(jìn)風(fēng)道 上安裝過(guò)濾網(wǎng)，進(jìn)風(fēng)道頂端與風(fēng)機(jī)相連，帶動(dòng)栽培室內(nèi)氣體流通，最后室內(nèi)氣體通過(guò)蔬菜工 廠頂部出氣孔實(shí)現(xiàn)與室外氣體的交換流通與熱量排放。柜體的背面下部設(shè)有空調(diào)進(jìn)風(fēng)口和 空調(diào)回風(fēng)口。每層栽培室放置溫度檢測(cè)器，根據(jù)植物生長(zhǎng)特征，設(shè)定合適的植物生長(zhǎng)溫度， 當(dāng)栽培室溫度不適合植物生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)，空調(diào)自動(dòng)啟動(dòng)加熱或制冷機(jī)組，將熱氣或冷氣從柜 體底部直接通入進(jìn)風(fēng)道，進(jìn)入柜體頂部，通過(guò)風(fēng)機(jī)帶動(dòng)，熱風(fēng)或冷風(fēng)通過(guò)柜體兩側(cè)風(fēng)道進(jìn)行 流通，從而提高或降低栽培室溫度，使栽培室溫度適合植物生長(zhǎng)發(fā)育。同時(shí)，氣體通過(guò)進(jìn)氣 口流入栽培室，通過(guò)出氣孔流出，實(shí)現(xiàn)室外與室內(nèi)氣體交換，保障了植物生長(zhǎng)的良好氣體條 件。如圖2所示，為微型蔬菜工廠柜體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。其中11為柜體，12為出氣孔， 13為人機(jī)交互界面，14為水耕栽培槽，15為風(fēng)道，16為營(yíng)養(yǎng)液箱，17為空調(diào)系統(tǒng)。如圖3所示，為微型蔬菜工廠柜體夾層結(jié)構(gòu)示意圖。其中21為柜體背面不銹鋼板， 22為回風(fēng)道，23為進(jìn)風(fēng)道，24為進(jìn)氣孔，25為光源散熱風(fēng)道，26為空調(diào)系統(tǒng)，27為供液管， 28為回液管，29為營(yíng)養(yǎng)液箱。人工補(bǔ)光系統(tǒng)包括植物生長(zhǎng)光源、光照檢測(cè)器和PLC，植物生長(zhǎng)光源安裝在微型蔬 菜工廠每層栽培室的頂部，植物生長(zhǎng)光源均勻地間隔排列。植物生長(zhǎng)光源包括LED植物生 長(zhǎng)燈和熒光燈，橫向排列，共設(shè)有6支燈管，包括紅色LED植物生長(zhǎng)燈管、藍(lán)色LED植物生長(zhǎng) 燈管和普通熒光燈管，各兩支，交替錯(cuò)開(kāi)均勻分布，每根燈管長(zhǎng)170cm，燈管間距為10cm，在 栽培室左右兩個(gè)側(cè)面的上部，與LED植物生長(zhǎng)燈和熒光燈的燈管同一高度處，設(shè)置光源散 熱孔，共6個(gè)，孔間距一般為10cm，孔直徑為6cm，光源為植物補(bǔ)光的過(guò)程中，產(chǎn)生的一部分 熱量，可通過(guò)此孔排出，避免栽培室內(nèi)溫度過(guò)高。在距離LED植物生長(zhǎng)燈和熒光燈的下面 Icm處，裝有一光源熱量隔離板，長(zhǎng)1. 8cm,寬60cm，熱量隔離板材料采用透明亞克力板，可 以很好的避免光源產(chǎn)生的熱量向下面蔬菜的傳導(dǎo)，使植物生長(zhǎng)的環(huán)境溫度維持在相對(duì)恒定 的范圍。光照檢測(cè)器置于栽培室內(nèi)，根據(jù)植物光照需求特性通過(guò)智能控制系統(tǒng)設(shè)定合適光 強(qiáng)、光質(zhì)、光周期等參數(shù)。光照檢測(cè)器可以收集在為植物補(bǔ)光過(guò)程中，光源的光照強(qiáng)度、光照 頻率、光照周期等信息，并將這些信息傳輸?shù)轿⑿褪卟斯S頂部的PLC內(nèi)，當(dāng)光照信息參數(shù) 不符合植物生長(zhǎng)特性設(shè)定的最佳光照參數(shù)實(shí)時(shí)，PLC對(duì)光源各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)控，使各項(xiàng)光照指標(biāo)適合植物生長(zhǎng)發(fā)育要求。 微型蔬菜工廠的智能控制系統(tǒng)包括傳感器、PLC(可編程邏輯控制器)、人機(jī)交互 界面和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，傳感器、人機(jī)交互界面和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，分別與PLC相連。傳感器包括pH傳感 器、EC(電導(dǎo)率)傳感器、液位傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、二氧化碳傳感器、光照傳感 器等。執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括補(bǔ)光裝置、供回液和給排水裝置及環(huán)境控制裝置等。智能控制系統(tǒng)可 對(duì)微型蔬菜工廠內(nèi)各類(lèi)環(huán)境因子進(jìn)行智能控制。各項(xiàng)環(huán)境因子的傳感器可對(duì)微型蔬菜工廠 內(nèi)的PH、EC、液位、濕度、溫度、二氧化碳、光照等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成PLC讀取 的模擬信號(hào)，再實(shí)時(shí)地顯示到人機(jī)交互界面上。HMI顯示屏為觸摸屏，在觸摸屏上顯示實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)?？稍谟|摸屏上設(shè)定適宜植物生長(zhǎng)發(fā)育的系統(tǒng)參數(shù)，PLC根據(jù)設(shè)定的系統(tǒng) 參數(shù)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理處理，對(duì)補(bǔ)光裝置、供回液和給排水裝置及環(huán)境控制裝置等進(jìn) 行調(diào)整和控制，使各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)達(dá)到植物生長(zhǎng)發(fā)育要求，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)靈活可調(diào)整性。此外，在 微型蔬菜工廠每層栽培室的頂角安裝一臺(tái)360度攝像探頭，拍攝的圖像通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絇C 機(jī)上，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程圖像傳輸，通過(guò)遠(yuǎn)端PC機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控微型蔬菜工廠內(nèi)的蔬菜生長(zhǎng)情況， 實(shí)時(shí)地掌握植物的生長(zhǎng)進(jìn)度。
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權(quán)利要求一種微型蔬菜工廠，其特征在于包括柜體，柜體內(nèi)設(shè)置水耕栽培裝置、營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)、人工補(bǔ)光系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型蔬菜工廠，其特征在于所述柜體的正面由上、中、下三 部分組成，柜體的背面具有一個(gè)夾層，柜體的最底部設(shè)有輪子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型蔬菜工廠，其特征在于所述的水耕栽培裝置包括水耕 栽培槽和定植蓋板，所述的水耕栽培槽在側(cè)面分別設(shè)有供液孔和回液孔，在底面上設(shè)有排 液孔，所述定植蓋板上設(shè)有定植孔，縱向放置在水耕栽培槽上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型蔬菜工廠，其特征在于所述的營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)包 括水耕栽培槽、營(yíng)養(yǎng)液箱、水泵、供液管、回液管、檢測(cè)器、PLC、自動(dòng)配液系統(tǒng)和營(yíng)養(yǎng)液強(qiáng)排 管線，水泵置于營(yíng)養(yǎng)液箱內(nèi)，供液管底端與水泵連接，營(yíng)養(yǎng)液通過(guò)供液管流入水耕栽培槽 中，再通過(guò)回液管流回營(yíng)養(yǎng)液箱，自動(dòng)配液系統(tǒng)通過(guò)管線與營(yíng)養(yǎng)液箱相連，強(qiáng)排管線與供液 管相連，其上安裝強(qiáng)排閥門(mén)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微型蔬菜工廠，其特征在于所述的營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)還 包括攪拌管線，所述的攪拌管線一端連接在靠近營(yíng)養(yǎng)液箱的供液管上，另一端與營(yíng)養(yǎng)液箱 相連，攪拌管線上安裝攪拌閥門(mén)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微型蔬菜工廠，其特征在于所述的營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)還 包括給水管線，所述給水管線與營(yíng)養(yǎng)液箱相連，其上安裝給水閥門(mén)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型蔬菜工廠，其特征在于所述的空氣循環(huán)系統(tǒng)包括栽培 室內(nèi)部氣體循環(huán)系統(tǒng)和栽培室與外界氣體循環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)部氣體循環(huán)系統(tǒng)包括風(fēng)道和空調(diào)系 統(tǒng)，風(fēng)道與空調(diào)系統(tǒng)相連通，栽培室與外界氣體循環(huán)系統(tǒng)包括進(jìn)氣孔、出氣孔和散熱風(fēng)道。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型蔬菜工廠，其特征在于所述的人工補(bǔ)光系統(tǒng)包括植物 生長(zhǎng)光源、光照檢測(cè)器和PLC，所述的植物生長(zhǎng)光源安裝在微型蔬菜工廠每層栽培室的頂 部，植物生長(zhǎng)光源均勻地間隔排列。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型蔬菜工廠，其特征在于所述的智能控制系統(tǒng)包括傳感 器、PLC、人機(jī)交互界面和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，傳感器、人機(jī)交互界面和執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別與PLC相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型蔬菜工廠，其特征在于所述的智能控制系統(tǒng)還包括攝 像頭和監(jiān)控器，攝像頭通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控器相連。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種微型蔬菜工廠，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域的蔬菜生產(chǎn)裝置。包括柜體，柜體內(nèi)設(shè)置水耕栽培裝置、營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)、人工補(bǔ)光系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)。本微型蔬菜生產(chǎn)工廠可以在封閉的環(huán)境中，通過(guò)各個(gè)環(huán)境控制系統(tǒng)對(duì)各個(gè)環(huán)境因子的調(diào)控，使植物在最適宜的環(huán)境條件下生長(zhǎng)，光照、溫度、濕度、水分、營(yíng)養(yǎng)、CO2等環(huán)境條件都達(dá)到植物生長(zhǎng)最適合狀態(tài)，生產(chǎn)的蔬菜茁壯，產(chǎn)量高、品質(zhì)好。此外，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能化控制、自動(dòng)化管理，極大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和勞動(dòng)時(shí)間，是未來(lái)家庭生活的健康營(yíng)養(yǎng)飲食的保證，是現(xiàn)代家庭舒適便捷生活的必備品，還可以作為家庭生活的綠色裝飾品、空氣凈化器、天然氧吧等。
文檔編號(hào)A01G31/02GK201752201SQ2010202568
公開(kāi)日2011年3月2日 申請(qǐng)日期2010年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月5日
發(fā)明者李群, 楊其長(zhǎng), 段發(fā)民, 王利斌, 田利靜, 葛一峰, 魏靈玲 申請(qǐng)人:北京中環(huán)易達(dá)設(shè)施園藝科技有限公司