[發明專利]一種智能化植物水培環境參數檢測系統

在審

• 申請號: 201710099515.5
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106814165A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 佛山市融信通企業咨詢服務有限公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 談杰

技術領域

本發明屬于信息化無土栽培技術領域，尤其涉及一種智能化植物水培環境參數檢測系統。

背景技術

無土栽培（soilless culture）不用土壤，用其它東西培養植物的方法，包括水培、霧（氣）培、基質栽培。19世紀中，W．克諾普等發明了這種方法，到二十世紀三十年代開始把這種技術應用到農業生產上，在二十一世紀人們進一步改進技術，使得無土栽培發展起來。無土栽培中用人工配制的培養液，供給植物礦物營養的需要，是一種不用天然土壤而采用含有植物生長發育必需元素的營養液來提供營養，使植物正常完成整個生命周期的栽培技術。

水培是無土栽培中的一種，是指植物根系直接與營養液接觸，不用基質的栽培方法。最早的水培是將植物根系浸入營養液中生長，這種方式會出現缺O₂現象，影響根系呼吸，嚴重時造成料根死亡。為了解決供O₂ 問題，英國Cooper在1973年提出了營養液膜法的水培方式，簡稱”NFT”(Nutrient Film Technique)。它的原理是使一層很薄的營養液（0.5－1厘米）層，不斷循環流經作物根系，既保證不斷供給作物水分和養分，又不斷供給根系新鮮O₂。NFT法栽培作物，灌溉技術大大簡化，不必每天計算作物需水量，營養元素均衡供給，根系與土壤隔離，可避免各種土傳病害，也無需進行土壤消毒，但是要使營養液不斷循環流經作物根系需要持續打開水泵，電力資源消耗嚴重，且營養液層太淺，部分根系暴露在空氣中，不利于植物的生長。

不同的水培方法具有不同的優缺點，但所有的水培方法均要注意保證營養液中具有足夠的營養成分、酸堿度、氧氣濃度等環境條件，水培的植物都需要經過多次的更換營養液，不同品種對營養的吸收及消耗不一樣，導致每一個品種所需要更換營養液的周期不一致。即使是同一品種，不同植株個體之間也存在不同的營養吸收情況，從而產生植株之間擁有不同的營養液更換周期。但目前的組織培養由于缺少對營養液營養成分的檢測方法，所以都是固定在一個統一的時間對植株進行營養液更換，這種做法導致部分消耗較大的植株面臨營養不足的環境，同時消耗較慢的植株則會造成浪費。

發明內容

基于現有技術存在上述問題，本發明提供一種智能化植物水培環境參數檢測系統，其包括中央處理器、儲存模塊、離子檢測模塊、營養分析模塊、生物物種分析模塊、信息數據庫、警報提醒模塊、營養液攪拌模塊和酸堿度檢測模塊；通過中央處理器控制各系統的運行，檢測營養液離子濃度再換算成營養液營養成分含量，同時檢測營養液的酸堿度和氧氣濃度，再根據對水培植物的物種信息及生長狀態的分析判斷營養液是否需要更換，并發出提醒，提醒技術人員更換營養液；利用互聯網大數據分析更新水培營養液標準，降低對技術人員的依賴，達到信息化、現代化農業的要求，并起到降低種植成本的作用。

一種智能化植物水培環境參數檢測系統，其包括中央處理器、儲存模塊、離子檢測模塊、營養分析模塊、生物物種分析模塊、信息數據庫、警報提醒模塊、營養液攪拌模塊、酸堿度檢測模塊、、無線連接模塊和大數據分析模塊；

中央處理器鏈接到檢測系統中的各個模塊，協調控制各個系統的運行；

儲存模塊儲存系統運行記錄、營養液配方數據、物種信息數據，整理維護數據并生成信息數據庫，由其他模塊調用信息數據；

離子檢測模塊通過離子傳感器檢測并獲取營養液中的各種離子濃度，整理離子濃度數據并將離子濃度數據發送到營養分析模塊；

生物物種分析模塊根據數據庫中物種信息數據，分析對應的物種在對應的水培生長階段所需要消耗的營養成分及產生排出的代謝成分；

營養分析模塊根據離子檢測模塊檢測的離子濃度數據、生物物種分析模塊分析出的數據分析營養液中的營養情況，判斷是否需要更換營養液及是否需要整營養液酸堿度，并將判斷結果發送到警報提醒模塊；

警報提醒模塊根據營養分析模塊的判斷結果發出對應的更換營養液或者者調整營養液酸堿度的提醒；

營養液攪拌模塊連接到中央處理器，由中央處理器控制，定時攪動營養液，使營養液保持均勻并有足夠的氧氣；

酸堿度檢測模塊酸堿度傳感器檢測并獲取營養液中的酸堿度，將營養液酸堿度發送到中央處理器；

無線連接模塊連接到中央處理器、大數據分析模塊和互聯網，負責兩大模塊的無線通訊；

大數據分析模塊通過無線連接模塊連接到互聯網，收集互聯網中的數據，并結合實際檢測數據進行大數據分析，更新維護水培植物的營養成分標準。