[發明專利]一種智能化的多層組合式垂直霧培系統及控制方法

在審

• 申請號: 202011496163.5
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112568116A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 董俊;馬冬;郎璐紅;何俊明;馬凡;徐盼盼;姜銘坤
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院;安徽中科德技智能科技有限公司
• 主分類號: A01G31/06
• 分類號: A01G31/06
• 代理公司: 合肥市上嘉專利代理事務所(普通合伙) 34125
• 代理人: 葉洋軍

本發明公開了一種智能化的多層組合式垂直霧培系統及控制方法，霧培系統包括霧培支架，為多層組合式垂直結構，若干小型霧培裝置，放置在霧培支架的支撐橫梁上，每個小型霧培裝置均包括霧培箱、種植板、超聲波起霧器、箱體進水管、箱體出水管、以及電磁開關閥；營養液供應單元，包括存儲營養液的混液罐、混液罐出水管、以及施肥泵和流量計，流量計和電磁開關閥用于控制每個霧培箱內營養液的輸入輸出量。通過模塊化設計提供小型霧培裝置，提升霧培空間利用率，降低安裝難度；針對不同植物所需營養液成分各不相同，以及同種植物其生長周期的不同階段主要吸收的營養液濃度不完全相同的特點，實現植物分層霧培、差異化水肥投放。

技術領域

本發明涉及霧培種植技術領域，具體涉及一種智能化的多層組合式垂直霧培系統及控制方法。

背景技術

當今無土栽培已成為農業發展的重要方向之一，而霧培是目前最前沿的無土栽培技術。它與水培相比可以節約大量的能源與更少的水分及營養液的外排浪費，并且使病害蔓延能得到控制。

現有的霧培種植裝置存在的問題有：1)平面種植，設備生產靈活性不高；2)霧培種植裝置功能單一，種植作物種類受限；3)栽培結束后殘余營養液一般被作為廢水處理，營養液浪費嚴重；4)采用電網供電不利于節能，難以應對短時間停電情況。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種智能化的多層組合式垂直霧培系統及控制方法，以解決現有技術中霧培種植功能單一、營養液浪費嚴重等問題。

為此，本發明提出了一種智能化的多層組合式垂直霧培系統，包括：多層霧培支架，為組合式垂直結構；若干小型霧培裝置，以陣列方式排布在每層所述霧培支架上，每個所述小型霧培裝置均包括霧培箱、種植板、超聲波起霧器、箱體進水管、箱體出水管、以及安裝在箱體進水管和箱體出水管上的電磁開關閥；營養液供應單元，包括存儲營養液的混液罐、混液罐出水管、以及設置在混液罐出水管上的施肥泵和流量計，其中，所述箱體進水管均與所述混液罐出水管連通，所述箱體出水管均與所述混液罐連通，其中，所述流量計和所述電磁開關閥用于控制每個所述霧培箱內營養液的輸入輸出量。

進一步，同一層小型霧培裝置的多個所述箱體進水管連接至主進水管，且不同層的所述主進水管連接至總進水管；所述總進水管與所述混液罐出水管連通，且所述流量計設置在兩者之間；同一層小型霧培裝置的多個所述箱體出水管連接至主出水管，且不同層的所述主出水管連接至總出水管，而所述總出水管另一端與所述混液罐連通，且所述總進水管、總出水管、以及混液罐出水管上均設有止水閥。

進一步，所述營養液供應單元還包括母液罐和設置在母液罐內部的營養液混合泵一，所述營養液混合泵一通過管道與混液罐連通。

進一步，所述混液罐內設有EC傳感器和用于攪拌營養液的營養液混合泵二。

進一步，所述混液罐通過管道連接有水泵，用于稀釋所述混液罐內的高濃度營養液。

進一步，所述混液罐內設有用于檢測營養液液位的液位傳感器。

進一步，還包括數據采集單元，所述數據采集單元包括采集栽培植株的環境因子信息的環境溫度傳感器、環境濕度傳感器、環境CO2傳感器、環境光照傳感器、EC傳感器、液位傳感器和流量計，還包括PLC控制單元，所述PLC控制單元與水泵、施肥泵、營養液混合泵一和電磁開關閥信號連接。

本發明提出了一種智能化的多層組合式垂直霧培系統的控制方法：

啟動前系統檢查步驟：系統運行前檢查系統各部分的連接和接線情況；

PLC控制單元啟動步驟：啟動PLC控制單元讀取各傳感器的檢測值及各電磁閥的運行狀態，并對其運行狀態進行控制；

投放參數設定步驟：設定每個已編號的小型霧培裝置中栽培植株所需的營養液投放量、投放時長和營養液EC值；