植物生长架、包含该生长架的基于物联网的植物工厂

摘要

公开了一种植物生长架、包含该生长架的基于物联网的植物工厂，该植物生长架包括：骨架(2)，其两侧对称地安装有两根栽培槽链条(16)；多个栽培槽(20)，两端铰接安装在两根栽培槽链条(16)上；驱动机构，用于驱动栽培槽链条(16)运转，使其上的栽培槽(20)移动到植物工厂内人工操作区域(12)工人面前。所述植物生长架设置在植物工厂内，该工厂还设有视频监控系统、物联网监测控制系统(7)、以及控制调节工厂温度、湿度、光照、水肥灌溉、气体浓度的各类执行设备。工厂内的环境数据、植物生长数据能传输到云平台。用户在终端登陆云平台，可以远程监测植物工厂的各种环境要素的参数值，可以手动控制各类执行设备，以及查看视频图像。

说明书

技术领域

本申请属于植物工厂领域，具体涉及植物生长架、包含该生长架的基于物联网的植物工厂。

背景技术

植物工厂是未来设施园艺发展的趋势，发展前景广阔。但不可否认，当前植物工厂的发展面临诸多问题。运营时，补温、降温、补光等能耗高，在很大程度上超过了其产出价值。虽然近年来在持续深化植物工厂的相关研究，削减植物工厂的开支成本，但并未从根本上破解其高消耗、成本大的问题。植物工厂未达到较高的智能化水平，高成本，低产出，育苗、移栽、定植、收获等人工成本高。

发明内容

本申请提供一种栽培槽可移动的植物生长架和设有该生长架的基于物联网监控的植物工厂，这种植物工厂具有空间利用率高，节能环保，环境智能精准调控的优点，并且不需要工人在立体层架上下攀爬，降低劳动强度，便于操作，安全性好，生产效率高。

根据本申请实施例的第一方面，一种植物生长架，包括：

骨架，其两侧对称地安装有两根栽培槽链条，

多个栽培槽，其横向设置在所述骨架内，且两端铰接安装在所述两根栽培槽链条上；

驱动机构，其包括：同所述两根栽培槽链条啮合的多个从动链轮；安装在所述骨架上的电机；安装在所述电机的输出轴上的链轮；主动链轮，所述两根栽培槽链条上分别有一个所述从动链轮安装在所述主动链轮轴的两端；和将所述电机动力传动到所述主动链轮的链条。

在一些示例中，在所述两条栽培槽链条的最下层的底部安装有多个与其啮合的托轮。

在一些示例中，所述栽培槽等距离地铰接安装在所述两根栽培槽链条上。

根据本申请实施例的第二方面，一种植物工厂，包括：

人工操作区域；

一个或多个所述的植物生长架，所述植物生长架上的所述两根栽培槽链条部分布置在所述人工操作区域，所述骨架上设有透明保温的围覆结构；

水肥灌溉装置，其喷头安装在所述植物生长架顶部给其下方的所述栽培槽内的植物进行灌溉；以及

温湿度调控设备；用于给所述栽培槽内植物提供光的补光灯；环境传感器；和控制系统，该控制系统连接所述驱动机构、所述水肥灌溉装置、所述温湿度调控设备、所述补光灯、所述环境传感器。

在一些示例中，所述环境传感器包括土壤温湿度传感器、空气温湿度传感器、气体传感器、光照度传感器、植物生长传感器。

在一些示例中，还包括连接到所述控制系统的网络摄像头及其视频数据采集系统。

在一些示例中，所述控制系统通过有线或无线的数据传输网络连接到云平台。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1是本申请一实施例提供的一种节能型智能植物工厂的主视图。

图2是图1所示的节能型智能植物工厂的右视图。

图3是本申请另一实施例提供的一种节能型智能植物工厂的主视图。

图4是本申请一实施例提供的植物工厂的控制系统的结构图。

具体实施方式

为了使本申请的技术方案和优点更好理解，下面结合附图和具体实施方式做进一步的描述，但下列所描述的实施例只是本申请的一部分，而不是全部的实施例。本领域的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都属于本申请保护的范围。任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

如图1、2所示，基于物联网的植物工厂包括一个或多个植物生长架，植物生长架的骨架2上安装有电机15，电机15的输出轴上安装有电机同轴链轮14，其通过动力链条13将电机动力传动到主动链轮9，主动链轮9的轴上在植物生长架的左右两侧同轴的安装有一对从动链轮17，这一对从动链轮17通过安装于植物生长架两边的两根栽培槽链条16带动植物生长架骨架上不同位置、高度的其它从动链轮17运转。在栽培槽链条16上等距离的铰接安装有多个用于作物种植的长条形栽培槽20。在两条栽培槽链条16的最下层的底部，安装有多对托轮18。

植物生长架上的两根栽培槽链条16部分布置在人工操作区域12，使其上的栽培槽20能够移动到人工操作区域12工人面前。工人通过植物工厂的大门11进入内部，在人工操作区域12处对面前的栽培槽20进行操作处理，操作处理完成后可通过现地端的控制设备控制电机15通电进行正转或者反转，通过上述的一系列传动，带动铰接在栽培槽链条16上的栽培槽20正向或反向移动，把下一个栽培槽20移动到工人面前，从而实现对所有栽培槽20的操作而无需爬上爬下。

如图3所示，通过调整从动轮17的数量、大小、位置和距离，调整植物工厂内部生长架骨架结构2的尺寸，来拉大或减小栽培槽20上下、左右间的距离，来满足不同植物对生长空间的不同需求。

透明保温的围覆结构1，是植物工厂的外立面，固定于植物生长架的骨架2结构上。在上下两层栽培槽20之间的植物生长架的横向骨架上安装有LED光源的补光灯19。植物工厂的顶部自然光照最为充足，可以配合栽培槽20的移动尽可能多的利用自然光，而减少补光灯19的应用，可以节省大量的能源。植物工厂的顶部自然光的照射的电动遮阳装置4固定在植物生长架的骨架2顶部。植物生长架的骨架2顶部安装有水肥灌溉装置的喷头3，水泵和配肥装置可安装于生长架骨架2结构的外部，灌溉装置的管道系统可沿生长架的骨架2敷设。灌溉装置可以配合栽培槽20的移动进行均匀的灌溉。植物生长架的骨架2上安装有控温调湿换气的设备8。

在植物工厂的内部安装有环境检测各类传感器5，可包括土壤温湿度传感器、空气温湿度传感器、气体传感器、光照度传感器、植物生长传感器等等。各传感器的信号输出端通过数据采集系统连接到物联网监测控制系统7。

物联网监测控制系统7通过环境控制执行系统连接并控制调节植物工厂温度、湿度、光照、水肥灌溉、气体浓度的各类执行设备。物联网监测控制系统7连接安装在植物工厂内部的网络摄像头6及其视频数据采集系统。物联网监测控制系统7通过有线或无线的数据传输网络连接到物联网监控云平台。

如图4所示，用户在电脑、手机、平板上通过浏览器、APP、微信小程序等登陆物联网监控云平台，可以远程监测植物工厂的各种环境要素的参数值，可以手动控制植物工厂的各类环境调控执行设备，也可以根据一定的控制逻辑的自动控制各类环境调控执行设备，可以实时看到植物工厂的视频图像。

本申请设置透明的保温包覆材料，设置种植槽可移动的植物生长架，无需人工通道，使植物工厂的空间得到充分利用，提高单位土地利用率、产出率，降低单位产品的能源消耗，达到总体优化的目的。

本申请的植物工厂的顶部的自然光照条件最好，通过植物生长架种植槽自动定时地移动，可充分利用自然光，尽量减少补光灯的应用，从而减少能源的消耗。

本申请的植物工厂的工人对种植槽作物进行定植、植保或收获等操作时，无需上下攀爬，降低了劳动强度，提高劳动效率，同时也为后续的机械化定植或收获提供了便利。

本申请的基于物联网的智能控制系统能够对植物工厂内的温度、湿度、光照强度等环境因子、现场视频、所有执行设备工作状况进行实时监测，并且可以在现地端或远程通过电脑、手机或平板对所有执行设备进行手动或自动的控制，从而精准调控植物赖以生存的各种环境，提升植物工厂的智能化管控能力。