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树形智能立体种植系统——禾下乘凉梦的实现者
- 作品编号:2023D2237
- 所属领域:智能农机和智慧农业创意设计
- 作品层次:本科生
- 所在高校:常州工学院
- 所在院/系:光电工程学院
- 作品所处阶段:D、自填
- 作品展示形式:虚拟概念模型
- 制作成本估算:0.255万元
作品简介:
在袁隆平“禾下乘凉梦”的启发下,本团队开发了一种立体智能种植装置。本作品的特点有四:
一是采用变径螺线圈的管体作“树身”,管体提供农作物的支撑,管内填充海绵,用于水分养料输送,“树根”为大型密封腔,用于储存水分养料,“末梢”种植庄稼,配有保护支架,顶端配有光伏发电装置和抽水装置。
二是“碳排放中和”,光伏发电量与抽水和电机驱动所需电能平衡。
三是“水消耗中和”,自然收集的雨水与植物生长用水平衡。漏斗状开口收集雨水至储水箱,配合净水装置和中央抽水泵可实现水资源的自净循环功能。
四是“互联网+”作物控制。使用了微控制单元连接传感器和无线网络模块,实时检测作物状态,召唤自我防御或种植服务。
主要创新点:
(1)以树为形。采用变径螺旋上升管道作为主体,使作物均匀受到光照,同时可作景观供路人欣赏乘凉;
(2)“自我防御”功能。MCU连接传感器、网络模块、服务器以及执行机构,当从网上接收到台风等恶劣天气时,迅速传递信号到数据管理平台,可远程操控或启用自动模式操控升降台下降,起到保护植物的作用;
(3)适应性强。我们通过设置了太阳光伏发电装置、储水和养分罐体以及装置中央抽水泵,实现了碳排放和水消耗的中和,使之“哪里都能种”。
技术关键和主要技术指标:
设计理念:
采用树形结构,美观大方,方便使用。所设计的系统要求实现零耗能和零耗水,像树一样能自给自足。
关键技术:
(1)“零碳和零水”技术。根据“树”所在区的光照和降雨和恶劣天气平均水平,科学设计“树”上的植物种类和动力系统,实现用水与用能的平衡。
(2)“互联网+”作物控制。使用了微控制单元连接传感器和无线网络模块,根据网上发布的天气情况和实时监控的作物状态,决定末梢启动自我保护功能或召唤种植服务。
推广应用价值:
(1)绿色环保,装置内部能量自平衡,减少额外供电量;水循环,净化雨水为己用,并储存以供长期使用。
(2)智能自动化,实现互联网+作物控制技术,实时检测作物状态,可自动控制托盘升降,减少人力物力的浪费。
(3)外形新颖美观,外观酷似繁茂的大树,可使农作物均匀受光照,提高植物光合作用效率,且欣赏价值较高。
(4)应用场景广泛,偏远地区农作物生长情况较差,可大批量使用我们的产品来提高产量和质量;小区、公园可放置我们的作品当景观。
作品视频: