一种植物生长装置及其控制植物生长的方法

摘要

本发明公开了一种植物生长装置及利用植物生长装置控制植物生长的方法，采用透明显示面板代替现有的玻璃柜体门作为植物生长装置箱体的侧壁，透明显示面板在显示黑屏时，一方面可以防止在夜晚植物生长装置内的灯光外泄造成的光污染，提高光源利用率；另一方面也可以防止在白天的外部光源照射到植物，对植物生长的可控性产生影响，具有较好的光阻效果。并且，透明显示面板在显示可触控的人机交互界面时，可以透过透明显示面板观察到植物生长的情况，还可以直接通过触控透明显示面板对植物生长装置进行操控，实现智能控制。

说明书

技术领域

本发明涉及家庭植物生长技术领域，尤其涉及一种植物生长装置及利用植 物生长装置控制植物生长的方法。

背景技术

随着人们生活水平的逐步提高以及对食物需求的改变，健康、绿色、环保 且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。

植物生长工厂即植物生长装置为植物栽培的最新技术，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。它是节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， 所生产出的植物品质高、产量好，具有传统栽培模式无法比拟的优势。

目前现有的家庭式植物生长工厂，均采用人工补光系统对种植的植物进行 人工光照生长，且目前现有的家庭式植物生长工厂的柜体门主要以玻璃为主。 在白天透明的柜门会使外部光源照射到植物，对植物生长的可控性产生影响； 在夜晚透明的柜门会使人工补光系统的光照会外泄，产生不必要的损失，也会 造成光污染。为防止上述现象发生，目前采用的方式为在柜体门外侧另外安装 一百叶窗或手动拉帘实现阻光的效果。而受柜体内高湿度环境的影响百叶窗或 拉帘极易损坏，使阻光效果欠佳，并且，需要增加百叶窗的安装程序，会增加 整体成本。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种植物生长装置及使用植物生长装置控 制植物生长的方法，用以解决现有的植物生长装置在柜体门外侧安装的百叶窗 或拉帘的阻光效果不好的问题。

因此，本发明实施例提供的一种植物生长装置，包括箱体，所述箱体内设 有将所述箱体内部分隔为多个植物生长隔间的隔板；所述箱体的至少一个侧壁 采用可切换至黑屏且可触控的透明显示面板。

本发明实施例提供的上述植物生长装置，采用透明显示面板代替现有的玻 璃柜体门作为植物生长装置箱体的侧壁，透明显示面板在显示黑屏时，一方面 可以防止在夜晚植物生长装置内的灯光外泄造成的光污染，提高光源利用率； 另一方面也可以防止在白天的外部光源照射到植物，对植物生长的可控性产生 影响，具有较好的光阻效果。并且，透明显示面板在显示可触控的人机交互界 面时，可以透过透明显示面板观察到植物生长的情况，还可以直接通过触控透 明显示面板对植物生长装置进行操控，实现智能控制。

较佳地，在本发明实施例提供的上述植物生长装置中，所述箱体除设置透 明显示面板以外的箱壁为可调光玻璃。

较佳地，在本发明实施例提供的上述植物生长装置中，每一个所述植物生 长隔间内设置有承载植物的托盘、植物生长环境控制装置、以及作为透明显示 的光源以及用于托盘内植物生长的照明装置。

较佳地，在本发明实施例提供的上述植物生长装置中，所述照明装置为发 白光的LED照明装置或OLED照明装置，所述照明装置设在所述植物生长隔 间的顶部或侧壁。

较佳地，在本发明实施例提供的上述植物生长装置中，所述托盘内设置有 限定植物位置的网兜结构。

较佳地，在本发明实施例提供的上述植物生长装置中，每一个所述植物生 长隔间内设有获取植物生长信息的图像获取器。

较佳地，在本发明实施例提供的上述植物生长装置中，所述植物生长环境 控制装置包括：

采集单元，用于采集植物生长隔间内的环境信息；

信号处理单元，与采集单元信号连接，用于根据采集单元采集的环境信息 与设定信息之间的差值确定控制信号；

执行单元，用于根据控制信号调节植物生长隔间内的环境因素。

较佳地，在本发明实施例提供的上述植物生长装置中，所述采集单元包括： 湿度传感器、温度传感器、营养液液位传感器、二氧化碳含量传感器中的至少 一个；

所述执行单元包括：与所述湿度传感器对应的湿度调节器，与所述温度传 感器对应的温度调整器，与所述营养液液位传感器对应的营养液供给器，与所 述二氧化碳含量传感器对应的二氧化碳调整器。

较佳地，在本发明实施例提供的上述植物生长装置中，每一个所述植物生 长隔间内的顶壁安装有为托盘播种的播种器。

较佳地，在本发明实施例提供的上述植物生长装置中，还包括设置于所述 箱体之外的太阳能电池板。

本发明实施例还提供了一种利用本发明实施例提供的上述植物生长装置 控制植物生长的方法，包括：

在植物生长阶段和成熟阶段，根据需要控制透明显示面板在黑屏和透明显 示之间切换；

针对植物生长装置中各植物生长隔间，采用植物生长环境控制装置控制植 物生长隔间的植物生长环境，并采用图像获取器获取在所述植物生长隔间内的 植物生长图像；

根据获取到的植物生长图像确定植物是否到达成熟阶段；

在确定植物到达成熟阶段时，通过植物生长环境控制装置植物生长隔间内 的环境调整为保鲜状态。

进一步地，在上述控制植物生长的方法中，所述采用植物生长环境控制装 置控制植物生长隔间的植物生长环境，具体包括：

采用温度传感器获取植物生长隔间内的温度；根据设定温度与获取的温度 之间的差值确定温度控制信号，根据温度控制信号控制温度调节器；

采用湿度传感器获取植物生长隔间内的湿度；根据设定湿度与获取的湿度 之间的差值确定湿度控制信号，根据湿度控制信号控制湿度调节器；

采用营养液液位传感器获取植物生长隔间的托盘内的营养液液位；根据设 定营养液液位与获取的营养液液位之间的差值确定营养液液位控制信号，根据 营养液液位控制信号控制营养液液位供给器；

采用二氧化碳含量传感器获取植物生长隔间内的二氧化碳含量；根据设定 二氧化碳含量与获取的二氧化碳含量之间的差值确定二氧化碳控制信号，根据 二氧化碳控制信号控制二氧化碳含量调整器。

附图说明

图1a至图1c分别为本发明实施例提供的植物生长装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的植物生长装置中各植物生长隔间的结构示意 图；

图3为本发明实施例提供的植物生长装置中播种器的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的植物生长装置中托盘包含有网兜结构的结构示 意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例提供的植物生长装置及利用植物生长装置 控制植物生长的方法的具体实施方式进行详细地说明。

附图中各部件的形状和大小不反映植物生长装置的真实比例，目的只是示 意说明本发明内容。

本发明实施例提供的一种植物生长装置，如图1a至图1c所示，包括箱体 100，该箱体100内设有将箱体100内部分隔为多个植物生长隔间200的隔板 300；箱体100的至少一个侧壁采用可切换至黑屏且可触控的透明显示面板 110，例如采用透明显示面板110作为箱体的箱门，其中，图1a为植物生长装 置的箱门开启时的示意图，图1b为植物生长装置的箱门闭合时的示意图，图 1c为植物生长装置的透明显示面板110切换至黑屏时的示意图。

本发明实施例提供的上述植物生长装置，采用透明显示面板110代替现有 的玻璃柜体门作为植物生长装置箱体的侧壁，透明显示面板100在显示黑屏时， 一方面可以防止在夜晚植物生长装置内的灯光外泄造成的光污染，提高光源利 用率；另一方面也可以防止在白天的外部光源照射到植物，对植物生长的可控 性产生影响，具有较好的光阻效果。并且，透明显示面板110在显示可触控的 人机交互界面时，可以透过透明显示面板110观察到植物生长的情况，还可以 直接通过触控透明显示面板对植物生长装置进行操控，实现智能控制。

具体地，透明显示面板110可以采用常白模式的透明屏，即在不通电的情 况下，液晶屏处于透明状态，通过显示控制显示黑色画面实现透明屏的不透光； 透明显示面板110也可以采用常黑模式的透明屏，即在不通电的情况下，液晶 屏处于不透明状态，通过显示控制显示所选画面实现透明屏的透光。

具体地，在本发明实施例提供的上述植物生长装置中，为了便于观看各植 物生长隔间内的植物生长情况，可以采用可调光玻璃制作植物生长装置的箱体 除设置透明显示面板以外的箱壁，即除箱门以外的箱壁都为可调光玻璃。可调 光玻璃具体采用夹在两层玻璃之间的液晶来实现，在对液晶加载电场时，液晶 分子取向一致，可使光线透过玻璃，达到透明效果，在撤去电场时，液晶分子 将光分散，使光线不能透过玻璃，达到不透明的效果。当然可调光玻璃也可以 采用其他方式实现，在此不做限定。

优选地，在本发明实施例提供的上述植物生长装置中，分隔植物生长隔间 200的隔板300可以根据具体植物所需的生长空间进行位置的上下调整。在具 体实施时，如图1a和图1b所示，可以在植物生长装置的箱体100内壁设置多 对限位隔板位置的限位槽310，在种植植物之前，调整隔板300具体位置，以 配合植物的所需生长空间。相对于现有的植物生长装置中隔间层高固定，本发 明实施例中植物生长装置的隔板300可调，使植物生长装置更加灵活。

具体地，在本发明实施例提供的上述植物生长装置中，如图2所示，每一 个植物生长隔间200内均设置有承载植物的托盘201、植物生长环境控制装置、 以及作为透明显示的光源以及用于托盘内植物生长的照明装置202。可以通过 透明显示面板的人机交互界面预先设置每个植物生长隔间内所种植的植物品 种，各植物生长隔间200内的照明装置202和植物生长环境控制装置会根据设 定的参数自动控制托盘201中植物的生长状况。

具体地，在各植物生长隔间200内的照明装置202可以采用发白光的LED 照明装置或OLED照明装置，该照明装置可以设在植物生长隔间的顶部或侧 壁。具体地，照明装置202发出的白光的光波中心波长可以控制在660nm± 10nm和450nm±10nm为佳。采用白光对植物进行照明，相对于同时采用红绿 蓝三色光对植物进行照明，白光光源的光谱更接近自然光的光谱，更利用植物 生长；并且白光OLED照明装置相对于白光LED照明装置的发光效率更高， 更加节能环保，进一步的发白光的OLED照明装置还可以是OLED照明面板， LED照明装置可以是LED灯条。

进一步地，在各植物生长隔间200内的照明装置202不仅可以用于托盘201 内植物的生长，还可以作为透明显示面板的光源，实现一灯双用的效果，达到 节能效果，从而节省成本。

并且，进一步地，在本发明实施例提供的上述植物生长装置内，还可以在 箱体之外设置太阳能电池板，该太阳能电池板在白天有光照射时可以将光能转 换为电能，以提供植物生长装置中的照明装置以及植物生长环境控制装置所需 的电能，达到节能效果，从而节省成本。

具体地，在各植物生长隔间内设置的植物生长环境控制装置相对独立，可 以根据在植物生长隔间内种植植物的品种，自动监测植物生长状况，实时调整 植物生长环境，使其最利于植物生长。具体地，植物生长环境控制装置可以包 括：

采集单元，用于采集植物生长隔间内的环境信息；具体环境信息可以包括： 温度、湿度、二氧化碳浓度、以及培养液浓度等；

信号处理单元，与采集单元信号连接，用于根据采集单元采集的环境信息 与设定信息之间的差值确定控制信号；优选地，可以采用PLC芯片进行控制；

执行单元，用于根据控制信号调节植物生长隔间内的环境因素。

在具体实施时，如图2所示，采集单元可以采用湿度传感器203、温度传 感器204、营养液液位传感器205、二氧化碳含量传感器206中的至少一个。 优选地，在每个植物生长隔间内均设置以上全部传感器，以便实时监控植物的 生长环境，实现植物生长的自动化控制。

对应地，在具体实施时，该执行单元如图2所示具体包括：与湿度传感器 203对应的湿度调节器，具体地，湿度调节器可以采用换气扇207以及加热器 实现其功能；与温度传感器204对应的温度调整器，具体地，温度调整器可以 采用空调加热或制冷实现其功能；与营养液液位传感器205对应的营养液供给 器，具体地，营养液供给器可以采用设置在箱体外部的营养液水箱208，连接 营养液水箱208和托盘201的营养液输入通道209，以及用于排除废液的废液 排除通道210实现其功能，且在营养液水箱208内具有启动时将水箱内的营养 液通过输入通道209向托盘201输出的抽水泵；与二氧化碳含量传感器206对 应的二氧化碳调整器，具体地，二氧化碳调整器可以采用二氧化碳生成器211 以及换气扇207实现其功能。

进一步地，如图2所示，在各植物生长隔间内还可以设置播种器212，一 般播种器212安装在植物生长隔间内的顶壁上。具体地，如图3所示，播种器 212可以包括多个或者一个储种室301，在储种室301底壁具有种子标识器302 和漏孔303，在需要播种时该漏孔303可以开启使种子落到正下方的托盘201 内，该种子标识器302可以表示储种室301内储存种子的品种。并且，在具体 实施时，储种室301可以相对固定，利用机械手移动托盘201到储种室301的 漏孔303下方，或托盘201自动移动到储种室301的漏孔303下方进行播种； 也可以是托盘201相对固定，利用机械手移动储种室301到托盘201的上方， 或储种室301自动移动到托盘201的上方进行播种，在此不作限定。

进一步地，如图4所示，在各托盘201内还可以设置限定植物位置的网兜 结构2011，该网兜结构2011可以使植物在种子发芽阶段直至成熟阶段都可固 定于网兜内，该网兜的密度以不使种子掉落为准，避免了在种子发芽为幼苗后 需要人工移植到托盘内的工序，同时可以使逐渐长大的植物在托盘内更加稳 固，真正实现植物自动化生长。

进一步地，在各植物生长隔间内可以设有获取植物生长信息的图像获取 器，例如可以采用CCD镜头周期性的获取植物生长状态的图像，当然也可以 采用其他图像获取器进行图像采集，在此不做限定。相对于人眼观察或者采用 承重来判别植物生长状态，采用图像获取器获取图像来自动辨别植物生长状 态，可以避免判断误差，使判断更为精确。

在将获取到的植物生长状态的图像与植物成熟阶段标准图像进行比对后， 认为植物到达成熟阶段时，可以利用植物生长环境控制装置将植物生长隔间内 的环境自动调整为保鲜状态，具体地，保鲜状态可以设定为植物生长隔间内的 温度保持在0-5摄氏度，且植物生长隔间内为暗室，即无光照射。利用植物生 长环境控制装置使成熟的植物保持保鲜状态，有利于增长植物的保存时间，使 植物保存时间可以增加2-3天。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种采用上述植物生长装置控 制植物生长的方法，包括：

在植物生长阶段和成熟阶段，根据需要控制透明显示面板在黑屏和透明显 示之间切换；

针对植物生长装置中各植物生长隔间，采用植物生长环境控制装置控制植 物生长隔间的植物生长环境，并采用图像获取器获取在所述植物生长隔间内的 植物生长图像；

根据获取到的植物生长图像确定植物是否到达成熟阶段；

在确定植物到达成熟阶段时，通过植物生长环境控制装置植物生长隔间内 的环境调整为保鲜状态。

其中，保鲜状态具体可以设定为植物生长隔间内的温度保持在0-5摄氏度， 且植物生长隔间内为暗室，即无光照射。

具体地，采用植物生长环境控制装置控制植物生长隔间的植物生长环境， 具体包括：

采用温度传感器获取植物生长隔间内的温度；根据设定温度与获取的温度 之间的差值确定温度控制信号，根据温度控制信号控制温度调节器；

采用湿度传感器获取植物生长隔间内的湿度；根据设定湿度与获取的湿度 之间的差值确定湿度控制信号，根据湿度控制信号控制湿度调节器；

采用营养液液位传感器获取植物生长隔间的托盘内的营养液液位；根据设 定营养液液位与获取的营养液液位之间的差值确定营养液液位控制信号，根据 营养液液位控制信号控制营养液液位供给器；

采用二氧化碳含量传感器获取植物生长隔间内的二氧化碳含量；根据设定 二氧化碳含量与获取的二氧化碳含量之间的差值确定二氧化碳控制信号，根据 二氧化碳控制信号控制二氧化碳含量调整器。

本发明实施例提供的一种植物生长装置及利用植物生长装置控制植物生 长的方法，采用透明显示面板代替现有的玻璃柜体门作为植物生长装置箱体的 侧壁，透明显示面板在显示黑屏时，一方面可以防止在夜晚植物生长装置内的 灯光外泄造成的光污染，提高光源利用率；另一方面也可以防止在白天的外部 光源照射到植物，对植物生长的可控性产生影响，具有较好的光阻效果。并且， 透明显示面板在显示可触控的人机交互界面时，可以透过透明显示面板观察到 植物生长的情况，还可以直接通过触控透明显示面板对植物生长装置进行操 控，实现智能控制。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发 明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。