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2、用于反饋控制的微流體裸片和傳感器 的氣霧栽培系統(tǒng) (57)摘要 本披露涉及具有用于反饋控制的微流體裸 片和傳感器的氣霧栽培系統(tǒng)。 具體地, 本披露涉 及一種用于植物生長的溫室或單個(gè)容器, 所述溫 室或單個(gè)容器耦合至物聯(lián)網(wǎng)并且包括用于水或 養(yǎng)分分配的微流體裸片。 基于包括在生長環(huán)境內(nèi) 的傳感器, 所述微流體裸片是可自動(dòng)控制的或者 利用來自遠(yuǎn)程用戶的指令進(jìn)行控制的。 權(quán)利要求書2頁 說明書16頁 附圖17頁 CN 206533866 U 2017.10.03 CN 206533866 U 1.一種系統(tǒng), 其特征在于, 包括: 被配置成用于支撐植物的容器; 以及 定位在所述容器內(nèi)的微流體裸片, 所述。
3、裸片包括: 襯底; 在所述襯底上的第一絕緣層; 在所述第一絕緣層中的多個(gè)腔室; 在所述第一絕緣層上的第二絕緣層; 以及 在所述第二絕緣層中的多個(gè)噴嘴。 2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng), 其特征在于, 進(jìn)一步包括控制器, 所述控制器耦合至所述 微流體裸片并且被配置成用于控制所述微流體裸片。 3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng), 其特征在于, 進(jìn)一步包括: 耦合至所述控制器的收發(fā)器; 以及 耦合至所述控制器的多個(gè)傳感器。 4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng), 其特征在于, 所述多個(gè)傳感器被配置成用于檢測(cè)環(huán)境參數(shù)并輸出環(huán)境參數(shù)信號(hào); 所述控制器被配置成用于接收所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)并響應(yīng)于所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)而輸出 微流體裸片控。
4、制信號(hào)。 5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng), 其特征在于, 進(jìn)一步包括: 通信網(wǎng)絡(luò); 所述多個(gè)傳感器被配置成用于檢測(cè)環(huán)境參數(shù)并輸出環(huán)境參數(shù)信號(hào); 所述控制器被配置成用于接收所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)并輸出數(shù)據(jù)信號(hào); 所述收發(fā)器被配置成用于利用所述通信網(wǎng)絡(luò)來發(fā)送所述數(shù)據(jù)信號(hào)。 6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng), 其特征在于, 進(jìn)一步包括: 耦合至所述微流體裸片的第一流體存貯器; 以及 耦合至所述微流體裸片的第二流體存貯器, 第一流體不同于第二流體。 7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng), 其特征在于, 進(jìn)一步包括: 耦合在所述存貯器與所述微流體裸片之間的第一閥門; 耦合在所述存貯器與所述微流體裸片之間的第二閥門; 以及 被配置。
5、成用于控制所述微流體裸片、 所述第一閥門和所述第二閥門的處理電路。 8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng), 其特征在于, 進(jìn)一步包括: 耦合至所述處理電路的多個(gè)傳感器, 每個(gè)傳感器被配置成用于檢測(cè)環(huán)境參數(shù)并且被配 置成用于輸出環(huán)境參數(shù)信號(hào), 所述處理電路被配置成用于接收所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)并用于基 于所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)來控制所述第一閥門和所述第二閥門。 9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng), 其特征在于, 進(jìn)一步包括: 被配置成用于對(duì)所述多個(gè)腔室 進(jìn)行加熱的多個(gè)加熱器。 10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng), 其特征在于, 進(jìn)一步包括: 耦合至所述微流體裸片的流體存貯器; 耦合在所述存貯器與所述微流體裸片之間的閥門; 以及 被。
6、配置成用于控制所述微流體裸片和所述閥門的處理電路。 權(quán) 利 要 求 書 1/2 頁 2 CN 206533866 U 2 11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng), 其特征在于, 進(jìn)一步包括: 耦合至所述處理電路的多個(gè)傳感器, 每個(gè)傳感器被配置成用于檢測(cè)環(huán)境參數(shù)并且被配 置成用于輸出環(huán)境參數(shù)信號(hào), 所述處理電路被配置成用于接收所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)并用于基 于所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)來控制所述閥門。 12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng), 其特征在于, 進(jìn)一步包括: 耦合至所述處理電路的收發(fā)器, 所述收發(fā)器被配置成用于從所述處理電路接收有關(guān)所 述環(huán)境參數(shù)的信息并且向遠(yuǎn)程用戶設(shè)備發(fā)送所述信息。 13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)。
7、, 其特征在于, 所述收發(fā)器被配置成用于接收用于控制所 述微流體裸片的指令并且向所述處理電路發(fā)送所述指令以便控制所述微流體裸片。 14.一種氣霧栽培系統(tǒng), 其特征在于, 包括: 多個(gè)容器, 每個(gè)容器被配置成用于支撐和培育至少一株植物; 流體存貯器; 多個(gè)微流體設(shè)備, 每個(gè)容器包括至少一個(gè)微流體設(shè)備, 每個(gè)微流體設(shè)備包括: 襯底; 與所述存貯器流體連通的多個(gè)腔室; 以及 多個(gè)噴嘴; 以及 耦合至所述微流體設(shè)備的控制器, 所述控制器被配置成用于控制所述微流體設(shè)備向所 述植物提供流體。 15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng), 其特征在于, 進(jìn)一步包括多個(gè)濕度傳感器, 每個(gè)容器包 括所述濕度傳感器之一, 所。
8、述控制器被配置成用于: 從多個(gè)濕度傳感器中的每個(gè)濕度傳感 器接收信號(hào); 判定所述信號(hào)是否低于閾值濕度值; 識(shí)別所述信號(hào)低于所述閾值濕度值的容 器; 并且激活所述容器中的所述微流體設(shè)備。 16.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng), 其特征在于, 每個(gè)容器包括一組微流體設(shè)備。 17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng), 其特征在于, 所述組中的每個(gè)微流體設(shè)備被固定到所述 容器的內(nèi)壁上, 其中, 所述噴嘴面向所述容器的中心區(qū)域。 18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng), 其特征在于, 每個(gè)微流體設(shè)備包括印刷電路板、 定位在 所述印刷電路板上的微流體裸片、 固定到所述內(nèi)壁上的印刷電路板支架, 所述印刷電路板 被配置成從所述印刷電。
9、路板支架上被移除。 19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng), 其特征在于, 所述印刷電路板支架包括被配置成用于與 所述印刷電路板上的電觸頭進(jìn)行交互的電觸頭, 所述印刷電路板支架耦合至所述控制器并 且被配置成用于從所述控制器向所述微流體裸片發(fā)送控制信號(hào)。 20.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng), 其特征在于, 所述微流體設(shè)備包括壓電噴射部件。 21.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng), 其特征在于, 所述微流體設(shè)備包括在所述襯底中形成的 加熱器。 權(quán) 利 要 求 書 2/2 頁 3 CN 206533866 U 3 具有用于反饋控制的微流體裸片和傳感器的氣霧栽培系統(tǒng) 技術(shù)領(lǐng)域 0001 本披露涉及一種包括用于養(yǎng)分和水分配。
10、的微流體裸片氣霧栽培系統(tǒng)。 背景技術(shù) 0002 氣霧栽培是無需土壤來種植植物的過程, 其中, 植物的根部懸掛于空氣中并且從 霧或其他水分配方法接收水分。 現(xiàn)有的氣霧栽培系統(tǒng)并入了向根部提供水和其他養(yǎng)分的噴 霧器。 噴霧器具有不可精確控制或適配的較大水滴。 0003 在市場(chǎng)上存在很多檢測(cè)關(guān)于環(huán)境的質(zhì)量(諸如溫度、 環(huán)境光、 和濕度)的設(shè)備。 現(xiàn) 在, 這些設(shè)備可通過物聯(lián)網(wǎng)彼此通信。 物聯(lián)網(wǎng)即 “物物相連的互聯(lián)網(wǎng)” , 其延伸至任何物品以 便進(jìn)行信息交換和通信。 物聯(lián)網(wǎng)是用于將任何設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接以便借助于信息感測(cè)設(shè)備 (諸如濕度傳感器、 壓力傳感器、 溫度傳感器、 光傳感器、 紅外傳感器和全球定。
11、位系統(tǒng), 僅舉 幾例)來進(jìn)行信息交換和通信的網(wǎng)絡(luò)。 它們可基于商定的協(xié)議進(jìn)行通信以便實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別、 定位、 跟蹤、 監(jiān)測(cè)和管理。 0004 在此網(wǎng)絡(luò)中, 物品可彼此通信而無需用戶的干預(yù)。 每個(gè)設(shè)備可以訪問相應(yīng)信息的 接收器、 數(shù)據(jù)發(fā)送信道、 存儲(chǔ)功能、 處理電路、 操作系統(tǒng)、 特定應(yīng)用、 和數(shù)據(jù)發(fā)送器。 該設(shè)備耦 合至或者包括其自身的處理和數(shù)據(jù)發(fā)送特征。 該設(shè)備被配置為遵守物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議。 此 外, 每個(gè)設(shè)備將具有唯一序列號(hào)以用于識(shí)別在物聯(lián)網(wǎng)中的該設(shè)備。 0005 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于各種各樣的領(lǐng)域, 諸如智能交通、 環(huán)境保護(hù)、 政府工作、 公共安全、 安 全家居、 智能火控、 工業(yè)監(jiān)測(cè)、 養(yǎng)老、 。
12、個(gè)人健康、 花卉種植、 水系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、 食品源、 和敵情檢查 到情報(bào)收集等。 這包括使得傳感器嵌入且配備在各種對(duì)象中, 諸如電網(wǎng)、 鐵路、 橋、 隧道、 公 路、 建筑、 供水系統(tǒng)、 大壩和油氣管道。 這些傳感器然后與集中式用戶應(yīng)用自動(dòng)或者手動(dòng)通 信以便實(shí)時(shí)在網(wǎng)絡(luò)中管理和控制這些對(duì)象、 人員、 機(jī)器、 設(shè)備和設(shè)施。 這允許用戶以更精致 且動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活, 從而實(shí)現(xiàn) “智能” 狀態(tài), 提高資源利用率和生產(chǎn)水平, 并給我 們提供更多有關(guān)我們環(huán)境的信息。 實(shí)用新型內(nèi)容 0006 本公開的目的是提供一種氣霧栽培系統(tǒng), 以至少部分地解決上述問題。 0007 本披露涉及向氣霧栽培系統(tǒng)中的植物的根部。
13、提供對(duì)流體、 水或養(yǎng)分、 或抑制素(諸 如殺蟲劑)的精確控制和輸送, 其中, 微流體輸送單元包括微流體裸片。 例如, 該裸片包括襯 底、 腔室、 以及允許以特定速率和液滴大小來精確輸送所選流體體積的噴嘴。 0008 在一個(gè)實(shí)施例中, 容器包括定位在中心區(qū)域內(nèi)的多個(gè)裸片, 這些裸片向懸掛于該 容器內(nèi)的根球提供霧模式的流體。 控制器或者基于在該容器中或周圍包括的傳感器自動(dòng)地 接收指令或者直接從用戶接收指令。 該控制器然后以特定于該根球的速率、 壓力和體積來 控制該微流體裸片噴射流體。 0009 根據(jù)本公開的一個(gè)方面, 提供了一種系統(tǒng), 包括: 0010 被配置成用于支撐植物的容器; 以及 說 明 。
14、書 1/16 頁 4 CN 206533866 U 4 0011 定位在所述容器內(nèi)的微流體裸片, 所述裸片包括: 0012 襯底; 0013 在所述襯底上的第一絕緣層; 0014 在所述第一絕緣層中的多個(gè)腔室; 0015 在所述第一絕緣層上的第二絕緣層; 以及 0016 在所述第二絕緣層中的多個(gè)噴嘴。 0017 在一個(gè)實(shí)施例中, 所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括控制器, 所述控制器耦合至所述微流體裸 片并且被配置成用于控制所述微流體裸片。 0018 在一個(gè)實(shí)施例中, 所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 耦合至所述控制器的收發(fā)器; 以及耦合至 所述控制器的多個(gè)傳感器。 0019 在一個(gè)實(shí)施例中, 所述多個(gè)傳感器被配置成用于。
15、檢測(cè)環(huán)境參數(shù)并輸出環(huán)境參數(shù)信 號(hào); 所述控制器被配置成用于接收所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)并響應(yīng)于所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)而輸出微 流體裸片控制信號(hào)。 0020 在一個(gè)實(shí)施例中, 所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 通信網(wǎng)絡(luò); 所述多個(gè)傳感器被配置成用于 檢測(cè)環(huán)境參數(shù)并輸出環(huán)境參數(shù)信號(hào); 所述控制器被配置成用于接收所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)并輸 出數(shù)據(jù)信號(hào); 所述收發(fā)器被配置成用于利用所述通信網(wǎng)絡(luò)來發(fā)送所述數(shù)據(jù)信號(hào)。 0021 在一個(gè)實(shí)施例中, 所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 耦合至所述微流體裸片的第一流體存貯 器; 以及耦合至所述微流體裸片的第二流體存貯器, 第一流體不同于第二流體。 0022 在一個(gè)實(shí)施例中, 所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 耦合在所述。
16、存貯器與所述微流體裸片之 間的第一閥門; 耦合在所述存貯器與所述微流體裸片之間的第二閥門; 以及被配置成用于 控制所述微流體裸片、 所述第一閥門和所述第二閥門的處理電路。 0023 在一個(gè)實(shí)施例中, 所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 耦合至所述處理電路的多個(gè)傳感器, 每個(gè) 傳感器被配置成用于檢測(cè)環(huán)境參數(shù)并且被配置成用于輸出環(huán)境參數(shù)信號(hào), 所述處理電路被 配置成用于接收所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)并用于基于所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)來控制所述第一閥門和 所述第二閥門。 0024 在一個(gè)實(shí)施例中, 所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 被配置成用于對(duì)所述多個(gè)腔室進(jìn)行加熱 的多個(gè)加熱器。 0025 在一個(gè)實(shí)施例中, 所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 耦合至所述。
17、微流體裸片的流體存貯器; 耦 合在所述存貯器與所述微流體裸片之間的閥門; 以及被配置成用于控制所述微流體裸片和 所述閥門的處理電路。 0026 在一個(gè)實(shí)施例中, 所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 耦合至所述處理電路的多個(gè)傳感器, 每個(gè) 傳感器被配置成用于檢測(cè)環(huán)境參數(shù)并且被配置成用于輸出環(huán)境參數(shù)信號(hào), 所述處理電路被 配置成用于接收所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)并用于基于所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)來控制所述閥門。 0027 在一個(gè)實(shí)施例中, 所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 耦合至所述處理電路的收發(fā)器, 所述收發(fā) 器被配置成用于從所述處理電路接收有關(guān)所述環(huán)境參數(shù)的信息并且向遠(yuǎn)程用戶設(shè)備發(fā)送 所述信息。 0028 在一個(gè)實(shí)施例中, 所述收發(fā)器被。
18、配置成用于接收用于控制所述微流體裸片的指令 并且向所述處理電路發(fā)送所述指令以便控制所述微流體裸片。 0029 根據(jù)本公開的另一方面, 提供了一種氣霧栽培系統(tǒng), 包括: 說 明 書 2/16 頁 5 CN 206533866 U 5 0030 多個(gè)容器, 每個(gè)容器被配置成用于支撐和培育至少一株植物; 0031 流體存貯器; 0032 多個(gè)微流體設(shè)備, 每個(gè)容器包括至少一個(gè)微流體設(shè)備, 每個(gè)微流體設(shè)備包括: 0033 襯底; 0034 與所述存貯器流體連通的多個(gè)腔室; 以及 0035 多個(gè)噴嘴; 以及 0036 耦合至所述微流體設(shè)備的控制器, 所述控制器被配置成用于控制所述微流體設(shè)備 向所述植物提。
19、供流體。 0037 在一個(gè)實(shí)施例中, 所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括多個(gè)濕度傳感器, 每個(gè)容器包括所述濕度 傳感器之一, 所述控制器被配置成用于: 從多個(gè)濕度傳感器中的每個(gè)濕度傳感器接收信號(hào); 判定所述信號(hào)是否低于閾值濕度值; 識(shí)別所述信號(hào)低于所述閾值濕度值的容器; 并且激活 所述容器中的所述微流體設(shè)備。 0038 在一個(gè)實(shí)施例中, 每個(gè)容器包括一組微流體設(shè)備。 0039 在一個(gè)實(shí)施例中, 所述組中的每個(gè)微流體設(shè)備被固定到所述容器的內(nèi)壁上, 其中, 所述噴嘴面向所述容器的中心區(qū)域。 0040 在一個(gè)實(shí)施例中, 每個(gè)微流體設(shè)備包括印刷電路板、 定位在所述印刷電路板上的 微流體裸片、 固定到所述內(nèi)壁上的印刷電。
20、路板支架, 所述印刷電路板被配置成從所述印刷 電路板支架上被移除。 0041 在一個(gè)實(shí)施例中, 所述印刷電路板支架包括被配置成用于與所述印刷電路板上的 電觸頭進(jìn)行交互的電觸頭, 所述印刷電路板支架耦合至所述控制器并且被配置成用于從所 述控制器向所述微流體裸片發(fā)送控制信號(hào)。 0042 在一個(gè)實(shí)施例中, 所述微流體設(shè)備包括壓電噴射部件。 0043 在一個(gè)實(shí)施例中, 所述微流體設(shè)備包括在所述襯底中形成的加熱器。 0044 本披露的氣霧栽培系統(tǒng)可與物聯(lián)網(wǎng)相集成, 該物聯(lián)網(wǎng)允許設(shè)備彼此自動(dòng)通信并向 遠(yuǎn)程用戶傳送數(shù)據(jù)。 例如, 該微流體裸片可包括在溫室中的植物生長容器陣列中, 其中, 每 個(gè)容器具有對(duì)相關(guān)。
21、聯(lián)容器的水分含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)的濕度傳感器。 這些傳感器可向遠(yuǎn)程用戶發(fā) 送數(shù)據(jù), 該遠(yuǎn)程用戶可提供用于向水分低的容器提供特定量的水的指令。 可替代地, 當(dāng)一個(gè) 容器低于閾值水分量而沒有來自用戶的輸入時(shí), 控制器可處理傳感器數(shù)據(jù)并提供水。 這種 閉環(huán)系統(tǒng)可進(jìn)行感測(cè)、 采取動(dòng)作并且再次進(jìn)行感測(cè), 均無需任何外部輸入。 存在使用傳感 器、 控制器和微流體裸片來使此系統(tǒng)自動(dòng)化的無限能力。 附圖說明 0045 在這些附圖中, 相同的參考號(hào)識(shí)別相似的元件。 附圖中元件的大小和相對(duì)位置不 一定按比例繪制。 0046 圖1至圖3是根據(jù)本披露的實(shí)施例的一種包括微流體裸片的氣霧栽培系統(tǒng)在植物 的不同生長階段的視圖; 0。
22、047 圖4A至圖4B是根據(jù)本披露的實(shí)施例的一種包括居中定位在容器內(nèi)的多個(gè)微流體 裸片的氣霧栽培系統(tǒng)的視圖; 0048 圖5A至圖5B是根據(jù)本披露的實(shí)施例的一種包括定位在容器內(nèi)壁上的多個(gè)微流體 說 明 書 3/16 頁 6 CN 206533866 U 6 裸片的氣霧栽培系統(tǒng)的視圖; 0049 圖6A至圖6B是根據(jù)本披露的替代性實(shí)施例的一種包括居中定位在容器內(nèi)的多個(gè) 微流體裸片的氣霧栽培系統(tǒng)的視圖; 0050 圖7A至圖7B是包括微流體裸片的印刷電路板的頂視圖和底視圖, 該印刷電路板包 括在氣霧栽培系統(tǒng)中; 0051 圖8A至圖8E是圖7A的微流體裸片的視圖; 0052 圖9是根據(jù)本披露的替代。
23、性實(shí)施例的一種包括多個(gè)微流體裸片的氣霧栽培系統(tǒng)的 側(cè)視圖; 0053 圖10是根據(jù)本披露的替代性實(shí)施例的一種包括多個(gè)微流體裸片的氣霧栽培系統(tǒng) 的俯視圖; 0054 圖11是根據(jù)本披露的實(shí)施例的包括微流體裸片和傳感器的印刷電路板; 0055 圖12是根據(jù)本披露的替代性實(shí)施例的一種包括多個(gè)微流體裸片的氣霧栽培系統(tǒng) 的側(cè)視圖; 0056 圖13A至圖13B是包括多個(gè)植物支撐結(jié)構(gòu)和多個(gè)微流體裸片的氣霧栽培系統(tǒng)的視 圖; 0057 圖14是用于氣霧栽培系統(tǒng)的多個(gè)印刷電路板和微流體裸片的安排; 0058 圖15是根據(jù)本披露的實(shí)施例的印刷電路板和微流體裸片的安排; 0059 圖16是印刷電路板和微流體裸片的。
24、側(cè)視圖; 0060 圖17是根據(jù)本披露的實(shí)施例的氣霧栽培系統(tǒng); 以及 0061 圖18是被配置成用于向多株植物提供養(yǎng)分和水的氣霧栽培系統(tǒng)。 具體實(shí)施方式 0062 在以下描述中, 闡明了某些具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本披露的各個(gè)實(shí)施例的透徹了 解。 然而, 本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是, 可以在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本披露。 在 其他實(shí)例中, 與電子部件和半導(dǎo)體制造相關(guān)聯(lián)的公知結(jié)構(gòu)尚未被詳細(xì)描述從而避免使本披 露的實(shí)施例的描述變得模糊。 0063 除非上下文另有要求, 否則貫穿說明書和所附權(quán)利要求書,“包括(comprise)” 一 詞及其多種變體(諸如,“包括(comprises)” 和 “包括(。
25、comprising)” )將以一種開放式的和 包含性的意義來進(jìn)行解釋, 也就是作為 “包括, 但不限于(including,but not limited to)” 。 0064 貫穿本說明書對(duì) “一個(gè)實(shí)施例” 或 “實(shí)施例” 的引用意味著結(jié)合該實(shí)施例所描述的 具體特征、 結(jié)構(gòu)、 或特性包括在至少一個(gè)實(shí)施例中。 因而, 貫穿本說明書, 短語 “在一個(gè)實(shí)施 例中” 或 “在實(shí)施例中” 在不同場(chǎng)合中的出現(xiàn)并不一定都是指相同的實(shí)施例。 此外, 在一個(gè)或 多個(gè)實(shí)施例中, 可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞絹斫M合特定特征、 結(jié)構(gòu)或特性。 0065 如在本說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的, 單數(shù)形式的 “一種” 、。
26、“一個(gè)” 以及 “該” 包括復(fù)數(shù)對(duì)象, 除非內(nèi)容另外明確指明。 還應(yīng)注意, 術(shù)語 “或者” 總體上所使用的意義包 括 “和/或” , 除非內(nèi)容另外明確指明。 0066 如在說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的,“對(duì)應(yīng) (correspond)” 、“對(duì)應(yīng) (corresponds)” 和 “對(duì)應(yīng)(corresponding)” 的使用意在描述參考對(duì)象之間的比率或相似 說 明 書 4/16 頁 7 CN 206533866 U 7 性?!皩?duì)應(yīng)(correspond)” 或其形式之一的使用不應(yīng)被解釋為意指確切的形狀或尺寸。 0067 本披露涉及一種氣霧栽培系統(tǒng)的各個(gè)實(shí)施例, 該氣霧栽培系統(tǒng)包括多個(gè)微。
27、流體輸 送構(gòu)件、 多個(gè)傳感器、 以及用于從這些傳感器接收數(shù)據(jù)并控制微流體輸送構(gòu)件的處理電路。 該氣霧栽培系統(tǒng)可以包括單個(gè)容器、 多個(gè)容器中的單株植物、 或者水槽或其他多植物種植 容器中的多株植物。 微流體輸送構(gòu)件包括微流體裸片和相關(guān)聯(lián)的電子電路以便控制向和從 該微流體裸片輸送的流體的各方面。 該系統(tǒng)可以包括單個(gè)微流體裸片或多個(gè)微流體裸片。 本披露中的系統(tǒng)被配置成與物聯(lián)網(wǎng) (IoT)一起使用。 該IoT包括經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)或其他通信機(jī) 制互連的多個(gè)設(shè)備。 該IoT是通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行通信的設(shè)備網(wǎng)絡(luò), 其中, 每個(gè)設(shè)備經(jīng)由IoT通 信網(wǎng)絡(luò)是潛在可讀的、 可識(shí)別的、 可定位的、 可尋址的且可控制的。 在替代。
28、性實(shí)施例中,南宮28官方網(wǎng)站 該系 統(tǒng)可使得硬線連接在一起的所有部件成為獨(dú)立系統(tǒng), 其中, 流體垂直進(jìn)入該系統(tǒng)并按需配 給。 0068 該多個(gè)設(shè)備可在有或沒有用戶輸入的情況下彼此進(jìn)行通信, 從而使得該系統(tǒng)的一 些部分可以自動(dòng)化。 例如, 該氣霧栽培系統(tǒng)中的水分傳感器向微處理器或其他處理電路提 供有關(guān)水分水平的數(shù)據(jù)。 如果該水分水平低于閾值, 則該微處理器可激活分配水的微流體 裸片。 這是均可實(shí)現(xiàn)的, 無需用戶的輸入。 0069 反饋回路可實(shí)現(xiàn)特定算法(諸如PID), 那些可駐留在本地微控制器中或者通過IoT 網(wǎng)絡(luò)連接的遠(yuǎn)程設(shè)備中。 也可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)算法, 并且通過使用來自若干系統(tǒng)的數(shù)據(jù), 控 制回路可以進(jìn)化。
29、從而在配給水和養(yǎng)分的正確量時(shí)變得更加高效。 0070 該IoT還允許遠(yuǎn)程用戶與網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備進(jìn)行交互。 例如, 水分傳感器和處理電路確 定水分低于閾值。 該用戶則諸如通過郵件或者通過通知經(jīng)由遠(yuǎn)程通信設(shè)備(諸如手機(jī)、 平板 計(jì)算機(jī)、 或其他計(jì)算設(shè)備) 接收指示。 該用戶可對(duì)來自該氣霧栽培系統(tǒng)的信息進(jìn)行評(píng)估并 且指示該系統(tǒng)向具有更低水分含量的特定植物提供水。 該系統(tǒng)允許該用戶指示該系統(tǒng)提供 特定量的水或養(yǎng)分并且允許該用戶自定義參數(shù), 諸如流速。 0071 不同于常規(guī)的互聯(lián)網(wǎng), 與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的端點(diǎn)設(shè)備通常包括不具有傳統(tǒng)用戶輸入 和輸出接口的機(jī)器。 例如, 通信地耦合到該物聯(lián)網(wǎng)中的端點(diǎn)機(jī)器將通常被配置。
30、為不具有顯 示控制器、 鍵盤控制器、 鼠標(biāo)控制器、 觸摸控制器、 或通常與常規(guī)的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(例如, 個(gè)人 計(jì)算機(jī) (PC)、 智能機(jī)、 個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、 平板機(jī)、 膝上型計(jì)算機(jī)等) 相關(guān)聯(lián)的任何其他 人類用戶輸入和輸出通信接口。 該機(jī)器可以包括某些警示器、 開關(guān)、 傳感器、 基本的顯示器、 有線或無線控制設(shè)備等。 然而, 該機(jī)器將典型地不具有通常與經(jīng)由常規(guī)的互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信 的計(jì)算設(shè)備相關(guān)聯(lián)的人類接口的類型。 0072 與互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的任何機(jī)器通常分配有互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)地址。 該IP地址足以唯一 地識(shí)別特定網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的機(jī)器。 在一些情況下, 單個(gè)機(jī)器在寬帶互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)被唯一地識(shí)別。 也就是 說。
31、, 該機(jī)器可與耦合至互聯(lián)網(wǎng)的另一機(jī)器以一對(duì)一關(guān)系進(jìn)行雙向通信。 0073 在一些情況下, 單個(gè)機(jī)器具有在局域網(wǎng)(LAN)內(nèi)是唯一的IP 地址。 在這種情況下, 該局域網(wǎng)具有耦合至互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器, 并且來自該LAN內(nèi), 其他機(jī)器能夠傳送至與互聯(lián)網(wǎng)耦合 的機(jī)器。 在這種情況下, 兩個(gè)或更多個(gè)機(jī)器被配置在LAN中, 并且在該LAN中指定的機(jī)器具有 互聯(lián)網(wǎng)上唯一的IP地址。 該LAN中若干機(jī)器中的每個(gè)機(jī)器可通過該指定的機(jī)器傳送至其他 可訪問互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器。 0074 物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器目前正處于其萌芽時(shí)期。 先前尚未耦合至互聯(lián)網(wǎng)的許多常規(guī)機(jī)器現(xiàn)在 說 明 書 5/16 頁 8 CN 206533866 U 8 正。
32、在被配置成用于互聯(lián)網(wǎng)通信。 也就是說, 這些常規(guī)機(jī)器正在被配置成具有收發(fā)器以及用 于使能互聯(lián)網(wǎng)通信的其他硬件、 固件和軟件。 該機(jī)器分配有在LAN內(nèi)或?qū)拵Щヂ?lián)網(wǎng)內(nèi)是唯一 的IP地址。 0075 現(xiàn)在正在被配置成用于互聯(lián)網(wǎng)通信的這些類型的機(jī)器執(zhí)行工業(yè)功能、 商業(yè)功能、 消費(fèi)者功能、 或其他功能。 這些機(jī)器可以包括自動(dòng)售貨機(jī)、 封裝設(shè)備、 電表、 停車計(jì)時(shí)器、 工 廠自動(dòng)化、 遠(yuǎn)程天線監(jiān)測(cè)設(shè)備、 機(jī)動(dòng)車輛、 火車等等。 這些設(shè)備(其現(xiàn)在包括使能互聯(lián)網(wǎng)通信 的硬件和軟件)被稱為網(wǎng)絡(luò)使能設(shè)備。 而且, 即使這些設(shè)備仍然處于物聯(lián)網(wǎng)的萌芽時(shí)期, 但 是它們?cè)诖俗鳛槌R?guī)的網(wǎng)絡(luò)使能設(shè)備被引用。 0076 圖1。
33、至圖3是根據(jù)本披露的實(shí)施例的一種包括微流體輸送構(gòu)件 102的氣霧栽培系 統(tǒng)100在植物104的不同生長階段的視圖。 該系統(tǒng) 100包括容器106。 該容器106支撐一株或 多株植物104并且包括根部生長區(qū)域108。 該生長區(qū)域108由支撐性密封件112與環(huán)境110隔 開。 該環(huán)境包括該植物104的上部部分(諸如葉子和莖部)延伸的區(qū)域。 0077 如圖1至圖3所示, 該植物104以種子114開始。 該種子114懸掛于或者以其他方式支 撐在該密封件112中。 該密封件112可以是多孔的海綿狀材料, 或者可以包括剛性支撐元件 (諸如網(wǎng)格形式)。 可替代地, 當(dāng)被放置在該密封件112中時(shí)該植物104可。
34、以已經(jīng)包括根部 116。 該密封件112在豎直位置上支撐該植物104, 從而使得該根部 116懸掛于該生長區(qū)域 108中并且該上部部分延伸進(jìn)入該環(huán)境110。 該環(huán)境110可以是用戶的家或者可以是在管理 的溫室環(huán)境中。 該系統(tǒng)可以被倒置從而使得根球位于葉子和莖部之上。 0078 該用戶可以以支撐在該密封件112中的單個(gè)種子114開始。 該密封件112將該環(huán)境 110與該根部生長區(qū)域108分隔開。 可能有利的是保持微粒和其他物質(zhì)遠(yuǎn)離根部。 該密封件 112可以包括用于防止不希望的細(xì)菌從該環(huán)境110進(jìn)入該根部生長區(qū)域108中的細(xì)菌過濾 器。 0079 該微流體輸送構(gòu)件102定位在該容器106的底部表。
35、面118上。 噴嘴(未示出)面向該 生長區(qū)域108并且被配置成用于向該根部116提供水和養(yǎng)分。 使用該微流體輸送構(gòu)件(諸如 噴墨打印頭技術(shù))給予用戶對(duì)液滴大小和計(jì)時(shí)的控制。 由于不同的植物需要不同量的水和 養(yǎng)分, 因此這種系統(tǒng)允許用戶控制水或養(yǎng)分的液滴計(jì)時(shí)和大小。 也可配給抑制素(諸如殺蟲 劑)或其他健康穩(wěn)定劑。 具體地, 微流體裸片可創(chuàng)建允許更易于吸收配給流體的非常小的液 滴。 離散液滴控制也是可實(shí)現(xiàn)的。 在該微流體裸片中使用熱或壓電技術(shù)可允許輸送一滴或 數(shù)萬億滴, 從而使得該系統(tǒng)可基于該系統(tǒng)的需要來配給一微微升或一升。 0080 該系統(tǒng)100可適配為包括傳感器120。 這些傳感器檢測(cè)溫度、。
36、 濕度、 壓力、 氧水平、 二 氧化碳水平、 光、 或影響植物生長的任何數(shù)量的環(huán)境參數(shù)。 該系統(tǒng)100還包括控制器122。 該 控制器122耦合至這些傳感器120并且耦合至該微流體輸送構(gòu)件102。 該控制器122控制該微 流體輸送構(gòu)件102的輸出率。 該控制器122被配置成用于控制液滴大小, 例如通過選擇定位 在該微流體輸送構(gòu)件上的微流體裸片的襯底中的加熱器的特定加熱周期(或者噴射周期 (如果利用壓電技術(shù))。 該控制器122可配置用于調(diào)節(jié)正在噴射的流體的粘度。 例如, 水具有 不同于養(yǎng)分水組合或僅流體的養(yǎng)分的粘度。 流體噴射速率可被調(diào)節(jié)至對(duì)于正在生長的特定 類型的植物或者對(duì)于植物的特定生長階段。
37、是最佳的。 例如, 與植物生長的更休眠階段相反, 當(dāng)準(zhǔn)備開花或結(jié)果時(shí)一些植物需要不同類型的養(yǎng)分。 此系統(tǒng)可以包括跟蹤植物年齡的實(shí)時(shí) 時(shí)鐘。 例如, 植物已經(jīng)存活了多少分鐘、 多少小時(shí)、 多少天。 該時(shí)鐘可以從第一塊根跟蹤穿透 說 明 書 6/16 頁 9 CN 206533866 U 9 種子或第一片葉子等。 0081 該控制器122從這些傳感器120接收環(huán)境參數(shù)信號(hào)。 在一些實(shí)施例中, 該控制器對(duì) 來自這些傳感器的這些環(huán)境參數(shù)信號(hào)進(jìn)行處理并且確定經(jīng)由該微流體輸送構(gòu)件102向該根 部116提供多少水和養(yǎng)分。 該控制器可以包括向遠(yuǎn)離該系統(tǒng)的用戶發(fā)送信息的收發(fā)器。 該控 制器被配置為與物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交。
38、互, 從而使得該控制器可與溫室中相鄰的氣霧栽培系統(tǒng)進(jìn)行 交互并且可提供數(shù)據(jù)并從遠(yuǎn)程用戶接收輸入。 例如, 如果每個(gè)容器106具有相關(guān)聯(lián)的光傳感 器, 則網(wǎng)絡(luò)控制器可接收并確定溫室中的平均光強(qiáng)度。 該用戶可以基于環(huán)境參數(shù)對(duì)這些數(shù) 據(jù)進(jìn)行評(píng)估并且向該網(wǎng)絡(luò)控制器提供有關(guān)如何調(diào)節(jié)內(nèi)部照明系統(tǒng)或者調(diào)節(jié)針對(duì)使用太陽 光的系統(tǒng)的陰影供應(yīng)板的指令。 該用戶還可指示向系統(tǒng)的不同植物的不同根部提供的水和 養(yǎng)分量。 具體地, 該用戶可以提供有關(guān)時(shí)長、 液滴大小、 和提供的具體養(yǎng)分的量的指令。 該液 滴大小受噴嘴尺寸(諸如直徑5-50微米)的影響, 其中, 高壓用于確保流體與根球的交互。 另 一個(gè)益處是控制每個(gè)時(shí)間段。
39、噴射的滴數(shù)。 此系統(tǒng)允許精確控制噴射的流體量。 例如, 每秒或 其他所選時(shí)間段1微微升至35 微微升。 0082 電源124鄰近干燥區(qū)域126中的控制器122被定位。 該電源124 通過連接件(未示 出)向整個(gè)系統(tǒng)100提供電力。 存貯器128耦合至該容器106。 在圖1中, 存貯器128被定位在生 長區(qū)域108內(nèi), 然而, 該存貯器128可以被定位在容器的外壁130上或者與容器間隔開, 由管 或管道耦合。 0083 在圖1至圖3中, 該存貯器128包括用戶通過其提供流體的開口 132。 該流體可以只 是水、 可以只是養(yǎng)分、 或者可以是水和養(yǎng)分的組合。 流體連接件(未示出)將該流體移動(dòng)至該 微。
40、流體輸送構(gòu)件102以分配到該生長區(qū)域108中。 該流體連接件可由該控制器122控制。 0084 傳感器120可包括攝像機(jī)或被配置成用于確定根部何時(shí)開始從種子伸出的其他檢 測(cè)機(jī)制。 與完整的根球116相比, 該種子具有不同的養(yǎng)分和水需求。 這些傳感器120被配置成 用于將該根部生長區(qū)域108 中的信息收集到該控制器122中。 該控制器122對(duì)該信息進(jìn)行處 理并且或者控制該微流體輸送構(gòu)件102和該存貯器128滿足該植物的需要或者該控制器122 向用戶發(fā)送該信息, 從而給予該用戶調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)置的機(jī)會(huì)。 0085 圖2中展示了養(yǎng)分塊134。 可以選擇此養(yǎng)分塊以便為被選擇在此系統(tǒng)中生長的這種 類型的種子提。
41、供養(yǎng)分。 養(yǎng)分塊134可以是緩慢釋放塊, 該緩慢釋放塊將養(yǎng)分中的一部分釋放 到放置在該存貯器128中的水中。 0086 在圖3中, 霧模式136離開該微流體輸送構(gòu)件102豎直朝向根部 116。 該霧模式中液 滴大小可由用戶控制或者可提前編程。 此外, 該微流體輸送構(gòu)件102可以是可替換的, 從而 使得如果該用戶選擇以不同霧模式136種植不同植物, 則該微流體輸送構(gòu)件102可以和包括 新生長植物的液滴大小和其他有益特征的微流體輸送構(gòu)件版本互換。 針對(duì)每個(gè)微流體輸送 構(gòu)件, 這些霧模式可以不同。 此外, 各自可具有不同的流速。 0087 圖4A和圖4B是居中定位在氣霧栽培系統(tǒng)144中的第一和第二微。
42、流體輸送構(gòu)件140、 142的安排的頂視圖和透視圖。 該第一和第二微流體輸送構(gòu)件140、 142包括具有噴嘴148的 微流體裸片。 該微流體裸片可以包括在印刷電路板上, 詳情參見圖7A、 圖7B。 0088 這些噴嘴148背向該第二微流體輸送構(gòu)件142。 該第二微流體輸送構(gòu)件142也包括 面向該第一微流體輸送構(gòu)件140的噴嘴148的相反方向的噴嘴。 該第一和第二微流體構(gòu)件 140、 142中的每個(gè)微流體構(gòu)件包括從管道或其他流體運(yùn)輸器150接收流體的入口。 說 明 書 7/16 頁 10 CN 206533866 U 10 0089 該第一和第二微流體輸送構(gòu)件140、 142居中懸掛以便水平地提。
43、供霧模式152。 該流 體運(yùn)輸器150可以包括為該第一和第二微流體輸送構(gòu)件140、 142提供機(jī)械支撐的剛性特征。 該支撐可被調(diào)節(jié)為適應(yīng)根球的尺寸和形狀。 例如, 如果該根球變得太大或者與該微流體輸 送構(gòu)件重合從而使得這些噴嘴被堵塞或者部分被堵塞, 則可以豎直方向調(diào)節(jié)該支撐來移動(dòng) 該微流體輸送構(gòu)件。 該支撐繞基部還是可旋轉(zhuǎn)的以便允許調(diào)節(jié)至該系統(tǒng)的中心的左邊和右 邊。 0090 該流體運(yùn)輸器150還可以提供到該控制器的電連接件。 該第一和第二微流體輸送 構(gòu)件140、 142可以在單獨(dú)的封裝體中或者可以包括在單個(gè)封裝體中。 取決于用戶的預(yù)期用 途, 該單個(gè)封裝體可以是允許具有不同的噴嘴和腔室設(shè)計(jì)的。
44、輸送構(gòu)件在該系統(tǒng)中易于被替 換或互換的即插即用安排。 例如, 不同的設(shè)計(jì)被配置為用于不同的流體, 從而使得該即插即 用安排可以涉及養(yǎng)分輸送。 0091 圖5A和圖5B是包括氣霧栽培系統(tǒng)168中的四個(gè)微流體輸送構(gòu)件 160、 162、 164、 166 的頂視圖和透視圖。 該系統(tǒng)168包括容器170, 其中, 該微流體輸送構(gòu)件附接至該容器170的 內(nèi)壁172上。 該輸送構(gòu)件包括面向內(nèi)部生長區(qū)域176的噴嘴174。 該內(nèi)壁172可以包括將該輸 送構(gòu)件緊固到該壁上的特征。 可替代地, 流體運(yùn)輸器178可以提供機(jī)械支撐以便在該生長區(qū) 域176中將該輸送構(gòu)件保持在位。 0092 該流體運(yùn)輸器178按需或。
45、按預(yù)定計(jì)劃提供水和養(yǎng)分。 該運(yùn)輸器還可以向該輸送構(gòu) 件提供電信號(hào)以便控制霧模式180。 每個(gè)輸送構(gòu)件可被同時(shí)控制以便創(chuàng)建圖5A中示出的加 號(hào)形狀的霧圖案180。 可替代地, 該輸送構(gòu)件可呈模式被激活并被去激活, 從而使得并非所 有的輸送構(gòu)件同時(shí)配給流體。 0093 在此系統(tǒng)中, 裸片可以專用于特定流體, 噴射一種流體。 該流體可以是純凈的單流 體(像水)或者可以是組合流體(諸如具有養(yǎng)分的水)。 可替代地, 該裸片可以接收多種流體, 并且一些噴嘴排出一種流體同時(shí)同一裸片的其他噴嘴排出不同的流體。 0094 在一些實(shí)施例中, 針對(duì)一個(gè)輸送構(gòu)件(諸如第一輸送構(gòu)件164) 的該運(yùn)輸器178可 以運(yùn)輸與。
46、針對(duì)該第二輸送構(gòu)件166的運(yùn)輸器不同的流體。 例如, 該第一輸送構(gòu)件164可以接 收去離子水, 而該第二輸送構(gòu)件166接收富營養(yǎng)流體。 0095 圖6A和圖6B是定位在氣霧栽培系統(tǒng)190內(nèi)的四個(gè)微流體輸送構(gòu)件182、 184、 186、 188的頂視圖和透視圖。 每個(gè)輸送構(gòu)件可以具有單獨(dú)的流體運(yùn)輸器192或者可以共享單個(gè)流 體運(yùn)輸器。 流體分配模式 200遠(yuǎn)離每個(gè)輸送構(gòu)件上的噴嘴194延伸。 這些輸送構(gòu)件可以同時(shí) 或或以一定模式被操作。 0096 圖7A和圖7B是根據(jù)本披露的實(shí)施例的包括在氣霧栽培系統(tǒng)中的微流體輸送構(gòu)件 250的頂部透視圖和底部透視圖。 該輸送構(gòu)件250包括承載半導(dǎo)體裸片254。
47、的印刷電路板 252。 該印刷電路板252包括第一和第二圓形開口256、 258和橢圓形開口260。 根據(jù)本披露的 實(shí)施例的氣霧栽培系統(tǒng)中的容器可以包括被配置成用于與這些開口256、 258、 260進(jìn)行交互 以便將該微流體輸送構(gòu)件250保持在位的叉齒。 取決于該輸送構(gòu)件如何被緊固到該氣霧栽 培系統(tǒng)中的壁上或支撐件上, 這些開口256、 258、 260可以是其他形狀和尺寸。 在一些實(shí)施例 中, 可移除開口。 例如, 參見圖9和圖12的實(shí)施例。 這些開口具有不同的形狀從而使得該輸送 構(gòu)件可正確地定位在該系統(tǒng)中。 該電路板的上表面和下表面可以涂覆有阻焊掩模262a、 262b。 當(dāng)該裸片254的。
48、接觸焊盤定位在該電路板252上或者當(dāng)形成觸頭264時(shí), 可以提供該阻 說 明 書 8/16 頁 11 CN 206533866 U 11 焊掩模262a中的開口。 該阻焊掩模262a和262b可以作為保護(hù)層被用于覆蓋由該電路板252 承載的將該裸片254的這些接觸焊盤耦合至這些電觸頭264的電連接件(未示出), 這些電觸 頭將這些接觸焊盤耦合至外部電源。 0097 該印刷電路板252(PCB)是剛性平面電路板, 具有上表面和下表面。 該電路板252包 括一層或多層絕緣和導(dǎo)電材料。 在一個(gè)實(shí)施例中, 該電路板包括FR4PCB, 其是利用環(huán)氧樹脂 粘結(jié)劑由編織的玻璃纖維組成的復(fù)合材料(具有耐燃性)。
49、。 在其他實(shí)施例中, 該電路板包括 陶瓷、 玻璃或塑料。 0098 該電路板252包括該電路板252的上表面上的全部電連接件。 該裸片254也包括在 該上表面上, 從而使得噴嘴268背向該上表面。 這允許噴嘴268直接遠(yuǎn)離該印刷電路板來噴 射流體。 此裸片被配置成用于噴射各種液滴大小和霧模式的流體。 例如, 該裸片可以遠(yuǎn)離該 電路板5-10cm噴射霧羽流。 0099 該裸片254包括耦合至該電路板上的接觸焊盤的多根引線A。 這些引 線 該裸片的頂表面的區(qū)域可以在尺寸上接近于該電路板的上表面。 該電路板的尺寸 和形狀可根據(jù)在該氣霧栽培系統(tǒng)的容器中將如何附接該電路板而進(jìn)行調(diào)整。 在該電路板的 下表面上, 過濾器272可以設(shè)置在該裸片的輸入端與流體運(yùn)輸器之間, 該流體運(yùn)輸器將流體 從存貯器承載入該裸。
本披露涉及具有用于反饋控制的微流體裸片和傳感器的氣霧栽培系統(tǒng)。具體地,本披露涉及一種用于植物生長的溫室或單個(gè)容器,所述溫室或單個(gè)容器耦合至物聯(lián)網(wǎng)并且包括用于水或養(yǎng)分分配的微流體裸片?;诎ㄔ谏L環(huán)境內(nèi)的傳感器,所述微流體裸片是可自動(dòng)控制的或者利用來自遠(yuǎn)程用戶的指令進(jìn)行控制的。
1.一種系統(tǒng),其特征在于,包括:被配置成用于支撐植物的容器;以及定位在所述容器內(nèi)的微流體裸片,所述裸片包括:襯底;在所述襯底上的第一絕緣層;在所述第一絕緣層中的多個(gè)腔室;在所述第一絕緣層上的第二絕緣層;以及在所述第二絕緣層中的多個(gè)噴嘴。 2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,進(jìn)一步包括控制器,所述控制器耦合至所述微流體裸片并且被配置成用于控制所述微流體裸片。 3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其特征在于,進(jìn)一步包括:耦合至所述控制器的收發(fā)器;以及耦合至所述控制器的多個(gè)傳感器。 4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng),其特征在于,所述多個(gè)傳感器被配置成用于檢測(cè)環(huán)境參數(shù)并輸出環(huán)境參數(shù)信號(hào);所述控制器被配置成用于接收所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)并響應(yīng)于所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)而輸出微流體裸片控制信號(hào)。 5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng),其特征在于,進(jìn)一步包括:通信網(wǎng)絡(luò);所述多個(gè)傳感器被配置成用于檢測(cè)環(huán)境參數(shù)并輸出環(huán)境參數(shù)信號(hào);所述控制器被配置成用于接收所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)并輸出數(shù)據(jù)信號(hào);所述收發(fā)器被配置成用于利用所述通信網(wǎng)絡(luò)來發(fā)送所述數(shù)據(jù)信號(hào)。 6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,進(jìn)一步包括:耦合至所述微流體裸片的第一流體存貯器;以及耦合至所述微流體裸片的第二流體存貯器,第一流體不同于第二流體。 7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其特征在于,進(jìn)一步包括:耦合在所述存貯器與所述微流體裸片之間的第一閥門;耦合在所述存貯器與所述微流體裸片之間的第二閥門;以及被配置成用于控制所述微流體裸片、所述第一閥門和所述第二閥門的處理電路。 8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng),其特征在于,進(jìn)一步包括:耦合至所述處理電路的多個(gè)傳感器,每個(gè)傳感器被配置成用于檢測(cè)環(huán)境參數(shù)并且被配置成用于輸出環(huán)境參數(shù)信號(hào),所述處理電路被配置成用于接收所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)并用于基于所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)來控制所述第一閥門和所述第二閥門。 9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,進(jìn)一步包括:被配置成用于對(duì)所述多個(gè)腔室進(jìn)行加熱的多個(gè)加熱器。 10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,進(jìn)一步包括:耦合至所述微流體裸片的流體存貯器;耦合在所述存貯器與所述微流體裸片之間的閥門;以及被配置成用于控制所述微流體裸片和所述閥門的處理電路。 11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng),其特征在于,進(jìn)一步包括:耦合至所述處理電路的多個(gè)傳感器,每個(gè)傳感器被配置成用于檢測(cè)環(huán)境參數(shù)并且被配置成用于輸出環(huán)境參數(shù)信號(hào),所述處理電路被配置成用于接收所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)并用于基于所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)來控制所述閥門。 12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng),其特征在于,進(jìn)一步包括:耦合至所述處理電路的收發(fā)器,所述收發(fā)器被配置成用于從所述處理電路接收有關(guān)所述環(huán)境參數(shù)的信息并且向遠(yuǎn)程用戶設(shè)備發(fā)送所述信息。 13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng),其特征在于,所述收發(fā)器被配置成用于接收用于控制所述微流體裸片的指令并且向所述處理電路發(fā)送所述指令以便控制所述微流體裸片。 14.一種氣霧栽培系統(tǒng),其特征在于,包括:多個(gè)容器,每個(gè)容器被配置成用于支撐和培育至少一株植物;流體存貯器;多個(gè)微流體設(shè)備,每個(gè)容器包括至少一個(gè)微流體設(shè)備,每個(gè)微流體設(shè)備包括:襯底;與所述存貯器流體連通的多個(gè)腔室;以及多個(gè)噴嘴;以及耦合至所述微流體設(shè)備的控制器,所述控制器被配置成用于控制所述微流體設(shè)備向所述植物提供流體。 15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng),其特征在于,進(jìn)一步包括多個(gè)濕度傳感器,每個(gè)容器包括所述濕度傳感器之一,所述控制器被配置成用于:從多個(gè)濕度傳感器中的每個(gè)濕度傳感器接收信號(hào);判定所述信號(hào)是否低于閾值濕度值;識(shí)別所述信號(hào)低于所述閾值濕度值的容器;并且激活所述容器中的所述微流體設(shè)備。 16.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng),其特征在于,每個(gè)容器包括一組微流體設(shè)備。 17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng),其特征在于,所述組中的每個(gè)微流體設(shè)備被固定到所述容器的內(nèi)壁上,其中,所述噴嘴面向所述容器的中心區(qū)域。 18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng),其特征在于,每個(gè)微流體設(shè)備包括印刷電路板、定位在所述印刷電路板上的微流體裸片、固定到所述內(nèi)壁上的印刷電路板支架,所述印刷電路板被配置成從所述印刷電路板支架上被移除。 19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng),其特征在于,所述印刷電路板支架包括被配置成用于與所述印刷電路板上的電觸頭進(jìn)行交互的電觸頭,所述印刷電路板支架耦合至所述控制器并且被配置成用于從所述控制器向所述微流體裸片發(fā)送控制信號(hào)。 20.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng),其特征在于,所述微流體設(shè)備包括壓電噴射部件。 21.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng),其特征在于,所述微流體設(shè)備包括在所述襯底中形成的加熱器。
氣霧栽培是無需土壤來種植植物的過程,其中,植物的根部懸掛于空氣中并且從霧或其他水分配方法接收水分。現(xiàn)有的氣霧栽培系統(tǒng)并入了向根部提供水和其他養(yǎng)分的噴霧器。噴霧器具有不可精確控制或適配的較大水滴。
在市場(chǎng)上存在很多檢測(cè)關(guān)于環(huán)境的質(zhì)量(諸如溫度、環(huán)境光、和濕度)的設(shè)備。現(xiàn)在,這些設(shè)備可通過物聯(lián)網(wǎng)彼此通信。物聯(lián)網(wǎng)即“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”,其延伸至任何物品以便進(jìn)行信息交換和通信。物聯(lián)網(wǎng)是用于將任何設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接以便借助于信息感測(cè)設(shè)備(諸如濕度傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、光傳感器、紅外傳感器和全球定位系統(tǒng),僅舉幾例)來進(jìn)行信息交換和通信的網(wǎng)絡(luò)。它們可基于商定的協(xié)議進(jìn)行通信以便實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)測(cè)和管理。
在此網(wǎng)絡(luò)中,物品可彼此通信而無需用戶的干預(yù)。每個(gè)設(shè)備可以訪問相應(yīng)信息的接收器、數(shù)據(jù)發(fā)送信道、存儲(chǔ)功能、處理電路、操作系統(tǒng)、特定應(yīng)用、和數(shù)據(jù)發(fā)送器。該設(shè)備耦合至或者包括其自身的處理和數(shù)據(jù)發(fā)送特征。該設(shè)備被配置為遵守物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議。此外,每個(gè)設(shè)備將具有唯一序列號(hào)以用于識(shí)別在物聯(lián)網(wǎng)中的該設(shè)備。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于各種各樣的領(lǐng)域,諸如智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、安全家居、智能火控、工業(yè)監(jiān)測(cè)、養(yǎng)老、個(gè)人健康、花卉種植、水系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、食品源、和敵情檢查到情報(bào)收集等。這包括使得傳感器嵌入且配備在各種對(duì)象中,諸如電網(wǎng)、鐵路、橋、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩和油氣管道。這些傳感器然后與集中式用戶應(yīng)用自動(dòng)或者手動(dòng)通信以便實(shí)時(shí)在網(wǎng)絡(luò)中管理和控制這些對(duì)象、人員、機(jī)器、設(shè)備和設(shè)施。這允許用戶以更精致且動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活,從而實(shí)現(xiàn)“智能”狀態(tài),提高資源利用率和生產(chǎn)水平,并給我們提供更多有關(guān)我們環(huán)境的信息。
本披露涉及向氣霧栽培系統(tǒng)中的植物的根部提供對(duì)流體、水或養(yǎng)分、或抑制素(諸如殺蟲劑)的精確控制和輸送,其中,微流體輸送單元包括微流體裸片。例如,該裸片包括襯底、腔室、以及允許以特定速率和液滴大小來精確輸送所選流體體積的噴嘴。
在一個(gè)實(shí)施例中,容器包括定位在中心區(qū)域內(nèi)的多個(gè)裸片,這些裸片向懸掛于該容器內(nèi)的根球提供霧模式的流體??刂破骰蛘呋谠谠撊萜髦谢蛑車ǖ膫鞲衅髯詣?dòng)地接收指令或者直接從用戶接收指令。該控制器然后以特定于該根球的速率、壓力和體積來控制該微流體裸片噴射流體。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括控制器,所述控制器耦合至所述微流體裸片并且被配置成用于控制所述微流體裸片。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:耦合至所述控制器的收發(fā)器;以及耦合至所述控制器的多個(gè)傳感器。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述多個(gè)傳感器被配置成用于檢測(cè)環(huán)境參數(shù)并輸出環(huán)境參數(shù)信號(hào);所述控制器被配置成用于接收所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)并響應(yīng)于所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)而輸出微流體裸片控制信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:通信網(wǎng)絡(luò);所述多個(gè)傳感器被配置成用于檢測(cè)環(huán)境參數(shù)并輸出環(huán)境參數(shù)信號(hào);所述控制器被配置成用于接收所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)并輸出數(shù)據(jù)信號(hào);所述收發(fā)器被配置成用于利用所述通信網(wǎng)絡(luò)來發(fā)送所述數(shù)據(jù)信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:耦合至所述微流體裸片的第一流體存貯器;以及耦合至所述微流體裸片的第二流體存貯器,第一流體不同于第二流體。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:耦合在所述存貯器與所述微流體裸片之間的第一閥門;耦合在所述存貯器與所述微流體裸片之間的第二閥門;以及被配置成用于控制所述微流體裸片、所述第一閥門和所述第二閥門的處理電路。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:耦合至所述處理電路的多個(gè)傳感器,每個(gè)傳感器被配置成用于檢測(cè)環(huán)境參數(shù)并且被配置成用于輸出環(huán)境參數(shù)信號(hào),所述處理電路被配置成用于接收所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)并用于基于所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)來控制所述第一閥門和所述第二閥門。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:被配置成用于對(duì)所述多個(gè)腔室進(jìn)行加熱的多個(gè)加熱器。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:耦合至所述微流體裸片的流體存貯器;耦合在所述存貯器與所述微流體裸片之間的閥門;以及被配置成用于控制所述微流體裸片和所述閥門的處理電路。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:耦合至所述處理電路的多個(gè)傳感器,每個(gè)傳感器被配置成用于檢測(cè)環(huán)境參數(shù)并且被配置成用于輸出環(huán)境參數(shù)信號(hào),所述處理電路被配置成用于接收所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)并用于基于所述環(huán)境參數(shù)信號(hào)來控制所述閥門。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:耦合至所述處理電路的收發(fā)器,所述收發(fā)器被配置成用于從所述處理電路接收有關(guān)所述環(huán)境參數(shù)的信息并且向遠(yuǎn)程用戶設(shè)備發(fā)送所述信息。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述收發(fā)器被配置成用于接收用于控制所述微流體裸片的指令并且向所述處理電路發(fā)送所述指令以便控制所述微流體裸片。
耦合至所述微流體設(shè)備的控制器,所述控制器被配置成用于控制所述微流體設(shè)備向所述植物提供流體。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括多個(gè)濕度傳感器,每個(gè)容器包括所述濕度傳感器之一,所述控制器被配置成用于:從多個(gè)濕度傳感器中的每個(gè)濕度傳感器接收信號(hào);判定所述信號(hào)是否低于閾值濕度值;識(shí)別所述信號(hào)低于所述閾值濕度值的容器;并且激活所述容器中的所述微流體設(shè)備。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述組中的每個(gè)微流體設(shè)備被固定到所述容器的內(nèi)壁上,其中,所述噴嘴面向所述容器的中心區(qū)域。
在一個(gè)實(shí)施例中,每個(gè)微流體設(shè)備包括印刷電路板、定位在所述印刷電路板上的微流體裸片、固定到所述內(nèi)壁上的印刷電路板支架,所述印刷電路板被配置成從所述印刷電路板支架上被移除。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述印刷電路板支架包括被配置成用于與所述印刷電路板上的電觸頭進(jìn)行交互的電觸頭,所述印刷電路板支架耦合至所述控制器并且被配置成用于從所述控制器向所述微流體裸片發(fā)送控制信號(hào)。
本披露的氣霧栽培系統(tǒng)可與物聯(lián)網(wǎng)相集成,該物聯(lián)網(wǎng)允許設(shè)備彼此自動(dòng)通信并向遠(yuǎn)程用戶傳送數(shù)據(jù)。例如,該微流體裸片可包括在溫室中的植物生長容器陣列中,其中,每個(gè)容器具有對(duì)相關(guān)聯(lián)容器的水分含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)的濕度傳感器。這些傳感器可向遠(yuǎn)程用戶發(fā)送數(shù)據(jù),該遠(yuǎn)程用戶可提供用于向水分低的容器提供特定量的水的指令??商娲?,當(dāng)一個(gè)容器低于閾值水分量而沒有來自用戶的輸入時(shí),控制器可處理傳感器數(shù)據(jù)并提供水。這種閉環(huán)系統(tǒng)可進(jìn)行感測(cè)、采取動(dòng)作并且再次進(jìn)行感測(cè),均無需任何外部輸入。存在使用傳感器、控制器和微流體裸片來使此系統(tǒng)自動(dòng)化的無限能力。
在這些附圖中,相同的參考號(hào)識(shí)別相似的元件。附圖中元件的大小和相對(duì)位置不一定按比例繪制。
圖1至圖3是根據(jù)本披露的實(shí)施例的一種包括微流體裸片的氣霧栽培系統(tǒng)在植物的不同生長階段的視圖;
圖4A至圖4B是根據(jù)本披露的實(shí)施例的一種包括居中定位在容器內(nèi)的多個(gè)微流體裸片的氣霧栽培系統(tǒng)的視圖;
圖5A至圖5B是根據(jù)本披露的實(shí)施例的一種包括定位在容器內(nèi)壁上的多個(gè)微流體裸片的氣霧栽培系統(tǒng)的視圖;
圖6A至圖6B是根據(jù)本披露的替代性實(shí)施例的一種包括居中定位在容器內(nèi)的多個(gè)微流體裸片的氣霧栽培系統(tǒng)的視圖;
圖7A至圖7B是包括微流體裸片的印刷電路板的頂視圖和底視圖,該印刷電路板包括在氣霧栽培系統(tǒng)中;
圖9是根據(jù)本披露的替代性實(shí)施例的一種包括多個(gè)微流體裸片的氣霧栽培系統(tǒng)的側(cè)視圖;
圖10是根據(jù)本披露的替代性實(shí)施例的一種包括多個(gè)微流體裸片的氣霧栽培系統(tǒng)的俯視圖;
圖12是根據(jù)本披露的替代性實(shí)施例的一種包括多個(gè)微流體裸片的氣霧栽培系統(tǒng)的側(cè)視圖;
圖13A至圖13B是包括多個(gè)植物支撐結(jié)構(gòu)和多個(gè)微流體裸片的氣霧栽培系統(tǒng)的視圖;
在以下描述中,闡明了某些具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本披露的各個(gè)實(shí)施例的透徹了解。然而,本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是,可以在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本披露。在其他實(shí)例中,與電子部件和半導(dǎo)體制造相關(guān)聯(lián)的公知結(jié)構(gòu)尚未被詳細(xì)描述從而避免使本披露的實(shí)施例的描述變得模糊。
除非上下文另有要求,否則貫穿說明書和所附權(quán)利要求書,“包括(comprise)”一詞及其多種變體(諸如,“包括(comprises)”和“包括(comprising)”)將以一種開放式的和包含性的意義來進(jìn)行解釋,也就是作為“包括,但不限于(including,but not limited to)”。
貫穿本說明書對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的引用意味著結(jié)合該實(shí)施例所描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、或特性包括在至少一個(gè)實(shí)施例中。因而,貫穿本說明書,短語“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在實(shí)施例中”在不同場(chǎng)合中的出現(xiàn)并不一定都是指相同的實(shí)施例。此外,在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中,可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞絹斫M合特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。
如在本說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的,單數(shù)形式的“一種”、“一個(gè)”以及“該”包括復(fù)數(shù)對(duì)象,除非內(nèi)容另外明確指明。還應(yīng)注意,術(shù)語“或者”總體上所使用的意義包括“和/或”,除非內(nèi)容另外明確指明。
如在說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的,“對(duì)應(yīng) (correspond)”、“對(duì)應(yīng)(corresponds)”和“對(duì)應(yīng)(corresponding)”的使用意在描述參考對(duì)象之間的比率或相似性?!皩?duì)應(yīng)(correspond)”或其形式之一的使用不應(yīng)被解釋為意指確切的形狀或尺寸。
本披露涉及一種氣霧栽培系統(tǒng)的各個(gè)實(shí)施例,該氣霧栽培系統(tǒng)包括多個(gè)微流體輸送構(gòu)件、多個(gè)傳感器、以及用于從這些傳感器接收數(shù)據(jù)并控制微流體輸送構(gòu)件的處理電路。該氣霧栽培系統(tǒng)可以包括單個(gè)容器、多個(gè)容器中的單株植物、或者水槽或其他多植物種植容器中的多株植物。微流體輸送構(gòu)件包括微流體裸片和相關(guān)聯(lián)的電子電路以便控制向和從該微流體裸片輸送的流體的各方面。該系統(tǒng)可以包括單個(gè)微流體裸片或多個(gè)微流體裸片。本披露中的系統(tǒng)被配置成與物聯(lián)網(wǎng) (IoT)一起使用。該IoT包括經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)或其他通信機(jī)制互連的多個(gè)設(shè)備。該IoT是通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行通信的設(shè)備網(wǎng)絡(luò),其中,每個(gè)設(shè)備經(jīng)由IoT通信網(wǎng)絡(luò)是潛在可讀的、可識(shí)別的、可定位的、可尋址的且可控制的。在替代性實(shí)施例中,該系統(tǒng)可使得硬線連接在一起的所有部件成為獨(dú)立系統(tǒng),其中,流體垂直進(jìn)入該系統(tǒng)并按需配給。
該多個(gè)設(shè)備可在有或沒有用戶輸入的情況下彼此進(jìn)行通信,從而使得該系統(tǒng)的一些部分可以自動(dòng)化。例如,該氣霧栽培系統(tǒng)中的水分傳感器向微處理器或其他處理電路提供有關(guān)水分水平的數(shù)據(jù)。如果該水分水平低于閾值,則該微處理器可激活分配水的微流體裸片。這是均可實(shí)現(xiàn)的,無需用戶的輸入。
反饋回路可實(shí)現(xiàn)特定算法(諸如PID),那些可駐留在本地微控制器中或者通過IoT網(wǎng)絡(luò)連接的遠(yuǎn)程設(shè)備中。也可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)算法,并且通過使用來自若干系統(tǒng)的數(shù)據(jù),控制回路可以進(jìn)化從而在配給水和養(yǎng)分的正確量時(shí)變得更加高效。
該IoT還允許遠(yuǎn)程用戶與網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備進(jìn)行交互。例如,水分傳感器和處理電路確定水分低于閾值。該用戶則諸如通過郵件或者通過通知經(jīng)由遠(yuǎn)程通信設(shè)備(諸如手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、或其他計(jì)算設(shè)備) 接收指示。該用戶可對(duì)來自該氣霧栽培系統(tǒng)的信息進(jìn)行評(píng)估并且指示該系統(tǒng)向具有更低水分含量的特定植物提供水。該系統(tǒng)允許該用戶指示該系統(tǒng)提供特定量的水或養(yǎng)分并且允許該用戶自定義參數(shù),諸如流速。
不同于常規(guī)的互聯(lián)網(wǎng),與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的端點(diǎn)設(shè)備通常包括不具有傳統(tǒng)用戶輸入和輸出接口的機(jī)器。例如,通信地耦合到該物聯(lián)網(wǎng)中的端點(diǎn)機(jī)器將通常被配置為不具有顯示控制器、鍵盤控制器、鼠標(biāo)控制器、觸摸控制器、或通常與常規(guī)的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(例如,個(gè)人計(jì)算機(jī) (PC)、智能機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、平板機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)等) 相關(guān)聯(lián)的任何其他人類用戶輸入和輸出通信接口。該機(jī)器可以包括某些警示器、開關(guān)、傳感器、基本的顯示器、有線或無線控制設(shè)備等。然而,該機(jī)器將典型地不具有通常與經(jīng)由常規(guī)的互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信的計(jì)算設(shè)備相關(guān)聯(lián)的人類接口的類型。
與互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的任何機(jī)器通常分配有互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)地址。該IP地址足以唯一地識(shí)別特定網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的機(jī)器。在一些情況下,單個(gè)機(jī)器在寬帶互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)被唯一地識(shí)別。也就是說,該機(jī)器可與耦合至互聯(lián)網(wǎng)的另一機(jī)器以一對(duì)一關(guān)系進(jìn)行雙向通信。
在一些情況下,單個(gè)機(jī)器具有在局域網(wǎng)(LAN)內(nèi)是唯一的IP 地址。在這種情況下,該局域網(wǎng)具有耦合至互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器,并且來自該LAN內(nèi),其他機(jī)器能夠傳送至與互聯(lián)網(wǎng)耦合的機(jī)器。在這種情況下,兩個(gè)或更多個(gè)機(jī)器被配置在LAN中,并且在該LAN中指定的機(jī)器具有互聯(lián)網(wǎng)上唯一的IP地址。該LAN中若干機(jī)器中的每個(gè)機(jī)器可通過該指定的機(jī)器傳送至其他可訪問互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器。
物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器目前正處于其萌芽時(shí)期。先前尚未耦合至互聯(lián)網(wǎng)的許多常規(guī)機(jī)器現(xiàn)在正在被配置成用于互聯(lián)網(wǎng)通信。也就是說,這些常規(guī)機(jī)器正在被配置成具有收發(fā)器以及用于使能互聯(lián)網(wǎng)通信的其他硬件、固件和軟件。該機(jī)器分配有在LAN內(nèi)或?qū)拵Щヂ?lián)網(wǎng)內(nèi)是唯一的IP地址。
現(xiàn)在正在被配置成用于互聯(lián)網(wǎng)通信的這些類型的機(jī)器執(zhí)行工業(yè)功能、商業(yè)功能、消費(fèi)者功能、或其他功能。這些機(jī)器可以包括自動(dòng)售貨機(jī)、封裝設(shè)備、電表、停車計(jì)時(shí)器、工廠自動(dòng)化、遠(yuǎn)程天線監(jiān)測(cè)設(shè)備、機(jī)動(dòng)車輛、火車等等。這些設(shè)備(其現(xiàn)在包括使能互聯(lián)網(wǎng)通信的硬件和軟件)被稱為網(wǎng)絡(luò)使能設(shè)備。而且,即使這些設(shè)備仍然處于物聯(lián)網(wǎng)的萌芽時(shí)期,但是它們?cè)诖俗鳛槌R?guī)的網(wǎng)絡(luò)使能設(shè)備被引用。
圖1至圖3是根據(jù)本披露的實(shí)施例的一種包括微流體輸送構(gòu)件 102的氣霧栽培系統(tǒng)100在植物104的不同生長階段的視圖。該系統(tǒng) 100包括容器106。該容器106支撐一株或多株植物104并且包括根部生長區(qū)域108。該生長區(qū)域108由支撐性密封件112與環(huán)境110隔開。該環(huán)境包括該植物104的上部部分(諸如葉子和莖部)延伸的區(qū)域。
如圖1至圖3所示,該植物104以種子114開始。該種子114懸掛于或者以其他方式支撐在該密封件112中。該密封件112可以是多孔的海綿狀材料,或者可以包括剛性支撐元件(諸如網(wǎng)格形式)??商娲?,當(dāng)被放置在該密封件112中時(shí)該植物104可以已經(jīng)包括根部 116。該密封件112在豎直位置上支撐該植物104,從而使得該根部 116懸掛于該生長區(qū)域108中并且該上部部分延伸進(jìn)入該環(huán)境110。該環(huán)境110可以是用戶的家或者可以是在管理的溫室環(huán)境中。該系統(tǒng)可以被倒置從而使得根球位于葉子和莖部之上。
該用戶可以以支撐在該密封件112中的單個(gè)種子114開始。該密封件112將該環(huán)境110與該根部生長區(qū)域108分隔開??赡苡欣氖潜3治⒘:推渌镔|(zhì)遠(yuǎn)離根部。該密封件112可以包括用于防止不希望的細(xì)菌從該環(huán)境110進(jìn)入該根部生長區(qū)域108中的細(xì)菌過濾器。
該微流體輸送構(gòu)件102定位在該容器106的底部表面118上。噴嘴(未示出)面向該生長區(qū)域108并且被配置成用于向該根部116提供水和養(yǎng)分。使用該微流體輸送構(gòu)件(諸如噴墨打印頭技術(shù))給予用戶對(duì)液滴大小和計(jì)時(shí)的控制。由于不同的植物需要不同量的水和養(yǎng)分,因此這種系統(tǒng)允許用戶控制水或養(yǎng)分的液滴計(jì)時(shí)和大小。也可配給抑制素(諸如殺蟲劑)或其他健康穩(wěn)定劑。具體地,微流體裸片可創(chuàng)建允許更易于吸收配給流體的非常小的液滴。離散液滴控制也是可實(shí)現(xiàn)的。在該微流體裸片中使用熱或壓電技術(shù)可允許輸送一滴或數(shù)萬億滴,從而使得該系統(tǒng)可基于該系統(tǒng)的需要來配給一微微升或一升。
該系統(tǒng)100可適配為包括傳感器120。這些傳感器檢測(cè)溫度、濕度、壓力、氧水平、二氧化碳水平、光、或影響植物生長的任何數(shù)量的環(huán)境參數(shù)。該系統(tǒng)100還包括控制器122。該控制器122耦合至這些傳感器120并且耦合至該微流體輸送構(gòu)件102。該控制器122控制該微流體輸送構(gòu)件102的輸出率。該控制器122被配置成用于控制液滴大小,例如通過選擇定位在該微流體輸送構(gòu)件上的微流體裸片的襯底中的加熱器的特定加熱周期(或者噴射周期(如果利用壓電技術(shù)))。該控制器122可配置用于調(diào)節(jié)正在噴射的流體的粘度。例如,水具有不同于養(yǎng)分水組合或僅流體的養(yǎng)分的粘度。流體噴射速率可被調(diào)節(jié)至對(duì)于正在生長的特定類型的植物或者對(duì)于植物的特定生長階段是最佳的。例如,與植物生長的更休眠階段相反,當(dāng)準(zhǔn)備開花或結(jié)果時(shí)一些植物需要不同類型的養(yǎng)分。此系統(tǒng)可以包括跟蹤植物年齡的實(shí)時(shí)時(shí)鐘。例如,植物已經(jīng)存活了多少分鐘、多少小時(shí)、多少天。該時(shí)鐘可以從第一塊根跟蹤穿透種子或第一片葉子等。
該控制器122從這些傳感器120接收環(huán)境參數(shù)信號(hào)。在一些實(shí)施例中,該控制器對(duì)來自這些傳感器的這些環(huán)境參數(shù)信號(hào)進(jìn)行處理并且確定經(jīng)由該微流體輸送構(gòu)件102向該根部116提供多少水和養(yǎng)分。該控制器可以包括向遠(yuǎn)離該系統(tǒng)的用戶發(fā)送信息的收發(fā)器。該控制器被配置為與物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交互,從而使得該控制器可與溫室中相鄰的氣霧栽培系統(tǒng)進(jìn)行交互并且可提供數(shù)據(jù)并從遠(yuǎn)程用戶接收輸入。例如,如果每個(gè)容器106具有相關(guān)聯(lián)的光傳感器,則網(wǎng)絡(luò)控制器可接收并確定溫室中的平均光強(qiáng)度。該用戶可以基于環(huán)境參數(shù)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估并且向該網(wǎng)絡(luò)控制器提供有關(guān)如何調(diào)節(jié)內(nèi)部照明系統(tǒng)或者調(diào)節(jié)針對(duì)使用太陽光的系統(tǒng)的陰影供應(yīng)板的指令。該用戶還可指示向系統(tǒng)的不同植物的不同根部提供的水和養(yǎng)分量。具體地,該用戶可以提供有關(guān)時(shí)長、液滴大小、和提供的具體養(yǎng)分的量的指令。該液滴大小受噴嘴尺寸(諸如直徑5-50微米)的影響,其中,高壓用于確保流體與根球的交互。另一個(gè)益處是控制每個(gè)時(shí)間段噴射的滴數(shù)。此系統(tǒng)允許精確控制噴射的流體量。例如,每秒或其他所選時(shí)間段1微微升至35 微微升。
電源124鄰近干燥區(qū)域126中的控制器122被定位。該電源124 通過連接件(未示出)向整個(gè)系統(tǒng)100提供電力。存貯器128耦合至該容器106。在圖1中,存貯器128被定位在生長區(qū)域108內(nèi),然而,該存貯器128可以被定位在容器的外壁130上或者與容器間隔開,由管或管道耦合。
在圖1至圖3中,該存貯器128包括用戶通過其提供流體的開口 132。該流體可以只是水、可以只是養(yǎng)分、或者可以是水和養(yǎng)分的組合。流體連接件(未示出)將該流體移動(dòng)至該微流體輸送構(gòu)件102以分配到該生長區(qū)域108中。該流體連接件可由該控制器122控制。
傳感器120可包括攝像機(jī)或被配置成用于確定根部何時(shí)開始從種子伸出的其他檢測(cè)機(jī)制。與完整的根球116相比,該種子具有不同的養(yǎng)分和水需求。這些傳感器120被配置成用于將該根部生長區(qū)域108 中的信息收集到該控制器122中。該控制器122對(duì)該信息進(jìn)行處理并且或者控制該微流體輸送構(gòu)件102和該存貯器128滿足該植物的需要或者該控制器122向用戶發(fā)送該信息,從而給予該用戶調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)置的機(jī)會(huì)。
圖2中展示了養(yǎng)分塊134??梢赃x擇此養(yǎng)分塊以便為被選擇在此系統(tǒng)中生長的這種類型的種子提供養(yǎng)分。養(yǎng)分塊134可以是緩慢釋放塊,該緩慢釋放塊將養(yǎng)分中的一部分釋放到放置在該存貯器128中的水中。
在圖3中,霧模式136離開該微流體輸送構(gòu)件102豎直朝向根部 116。該霧模式中液滴大小可由用戶控制或者可提前編程。此外,該微流體輸送構(gòu)件102可以是可替換的,從而使得如果該用戶選擇以不同霧模式136種植不同植物,則該微流體輸送構(gòu)件102可以和包括新生長植物的液滴大小和其他有益特征的微流體輸送構(gòu)件版本互換。針對(duì)每個(gè)微流體輸送構(gòu)件,這些霧模式可以不同。此外,各自可具有不同的流速。
圖4A和圖4B是居中定位在氣霧栽培系統(tǒng)144中的第一和第二微流體輸送構(gòu)件140、142的安排的頂視圖和透視圖。該第一和第二微流體輸送構(gòu)件140、142包括具有噴嘴148的微流體裸片。該微流體裸片可以包括在印刷電路板上,詳情參見圖7A、圖7B。
這些噴嘴148背向該第二微流體輸送構(gòu)件142。該第二微流體輸送構(gòu)件142也包括面向該第一微流體輸送構(gòu)件140的噴嘴148的相反方向的噴嘴。該第一和第二微流體構(gòu)件140、142中的每個(gè)微流體構(gòu)件包括從管道或其他流體運(yùn)輸器150接收流體的入口。
該第一和第二微流體輸送構(gòu)件140、142居中懸掛以便水平地提供霧模式152。該流體運(yùn)輸器150可以包括為該第一和第二微流體輸送構(gòu)件140、142提供機(jī)械支撐的剛性特征。該支撐可被調(diào)節(jié)為適應(yīng)根球的尺寸和形狀。例如,如果該根球變得太大或者與該微流體輸送構(gòu)件重合從而使得這些噴嘴被堵塞或者部分被堵塞,則可以豎直方向調(diào)節(jié)該支撐來移動(dòng)該微流體輸送構(gòu)件。該支撐繞基部還是可旋轉(zhuǎn)的以便允許調(diào)節(jié)至該系統(tǒng)的中心的左邊和右邊。
該流體運(yùn)輸器150還可以提供到該控制器的電連接件。該第一和第二微流體輸送構(gòu)件140、142可以在單獨(dú)的封裝體中或者可以包括在單個(gè)封裝體中。取決于用戶的預(yù)期用途,該單個(gè)封裝體可以是允許具有不同的噴嘴和腔室設(shè)計(jì)的輸送構(gòu)件在該系統(tǒng)中易于被替換或互換的即插即用安排。例如,不同的設(shè)計(jì)被配置為用于不同的流體,從而使得該即插即用安排可以涉及養(yǎng)分輸送。
圖5A和圖5B是包括氣霧栽培系統(tǒng)168中的四個(gè)微流體輸送構(gòu)件 160、162、164、166的頂視圖和透視圖。該系統(tǒng)168包括容器170,其中,該微流體輸送構(gòu)件附接至該容器170的內(nèi)壁172上。該輸送構(gòu)件包括面向內(nèi)部生長區(qū)域176的噴嘴174。該內(nèi)壁172可以包括將該輸送構(gòu)件緊固到該壁上的特征。可替代地,流體運(yùn)輸器178可以提供機(jī)械支撐以便在該生長區(qū)域176中將該輸送構(gòu)件保持在位。
該流體運(yùn)輸器178按需或按預(yù)定計(jì)劃提供水和養(yǎng)分。該運(yùn)輸器還可以向該輸送構(gòu)件提供電信號(hào)以便控制霧模式180。每個(gè)輸送構(gòu)件可被同時(shí)控制以便創(chuàng)建圖5A中示出的加號(hào)形狀的霧圖案180??商娲兀撦斔蜆?gòu)件可呈模式被激活并被去激活,從而使得并非所有的輸送構(gòu)件同時(shí)配給流體。
在此系統(tǒng)中,裸片可以專用于特定流體,噴射一種流體。該流體可以是純凈的單流體(像水)或者可以是組合流體(諸如具有養(yǎng)分的水)??商娲兀撀闫梢越邮斩喾N流體,并且一些噴嘴排出一種流體同時(shí)同一裸片的其他噴嘴排出不同的流體。
在一些實(shí)施例中,針對(duì)一個(gè)輸送構(gòu)件(諸如第一輸送構(gòu)件164) 的該運(yùn)輸器178可以運(yùn)輸與針對(duì)該第二輸送構(gòu)件166的運(yùn)輸器不同的流體。例如,該第一輸送構(gòu)件164可以接收去離子水,而該第二輸送構(gòu)件166接收富營養(yǎng)流體。
圖6A和圖6B是定位在氣霧栽培系統(tǒng)190內(nèi)的四個(gè)微流體輸送構(gòu)件182、184、186、188的頂視圖和透視圖。每個(gè)輸送構(gòu)件可以具有單獨(dú)的流體運(yùn)輸器192或者可以共享單個(gè)流體運(yùn)輸器。流體分配模式 200遠(yuǎn)離每個(gè)輸送構(gòu)件上的噴嘴194延伸。這些輸送構(gòu)件可以同時(shí)或或以一定模式被操作。
圖7A和圖7B是根據(jù)本披露的實(shí)施例的包括在氣霧栽培系統(tǒng)中的微流體輸送構(gòu)件250的頂部透視圖和底部透視圖。該輸送構(gòu)件250包括承載半導(dǎo)體裸片254的印刷電路板252。該印刷電路板252包括第一和第二圓形開口256、258和橢圓形開口260。根據(jù)本披露的實(shí)施例的氣霧栽培系統(tǒng)中的容器可以包括被配置成用于與這些開口256、258、260進(jìn)行交互以便將該微流體輸送構(gòu)件250保持在位的叉齒。取決于該輸送構(gòu)件如何被緊固到該氣霧栽培系統(tǒng)中的壁上或支撐件上,這些開口256、258、260可以是其他形狀和尺寸。在一些實(shí)施例中,可移除開口。例如,參見圖9和圖12的實(shí)施例。這些開口具有不同的形狀從而使得該輸送構(gòu)件可正確地定位在該系統(tǒng)中。該電路板的上表面和下表面可以涂覆有阻焊掩模262a、262b。當(dāng)該裸片254的接觸焊盤定位在該電路板252上或者當(dāng)形成觸頭264時(shí),可以提供該阻焊掩模262a中的開口。該阻焊掩模262a和262b可以作為保護(hù)層被用于覆蓋由該電路板252承載的將該裸片254的這些接觸焊盤耦合至這些電觸頭264的電連接件(未示出),這些電觸頭將這些接觸焊盤耦合至外部電源。
該印刷電路板252(PCB)是剛性平面電路板,具有上表面和下表面。該電路板252包括一層或多層絕緣和導(dǎo)電材料。在一個(gè)實(shí)施例中,該電路板包括FR4PCB,其是利用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑由編織的玻璃纖維組成的復(fù)合材料(具有耐燃性)。在其他實(shí)施例中,該電路板包括陶瓷、玻璃或塑料。
該電路板252包括該電路板252的上表面上的全部電連接件。該裸片254也包括在該上表面上,從而使得噴嘴268背向該上表面。這允許噴嘴268直接遠(yuǎn)離該印刷電路板來噴射流體。此裸片被配置成用于噴射各種液滴大小和霧模式的流體。例如,該裸片可以遠(yuǎn)離該電路板5-10cm噴射霧羽流。
該裸片的頂表面的區(qū)域可以在尺寸上接近于該電路板的上表面。該電路板的尺寸和形狀可根據(jù)在該氣霧栽培系統(tǒng)的容器中將如何附接該電路板而進(jìn)行調(diào)整。在該電路板的下表面上,過濾器272可以設(shè)置在該裸片的輸入端與流體運(yùn)輸器之間,該流體運(yùn)輸器將流體從存貯器承載入該裸片以用于分配。該過濾器272被配置成用于防止至少一些顆粒穿過開口從而防止該裸片254的這些噴嘴268被堵塞。在一些實(shí)施例中,該過濾器272被配置成用于阻擋大于這些噴嘴268的直徑的三分之一的顆粒。將認(rèn)識(shí)到,在一些實(shí)施例中,該流體運(yùn)輸器可充當(dāng)合適的過濾器,從而使得無需單獨(dú)的過濾器。在一個(gè)實(shí)施例中,該過濾器272是不銹鋼網(wǎng)格。在其他實(shí)施例中,該過濾器272是隨機(jī)交織的網(wǎng)格,基于聚丙烯或硅。過濾大小大約為該裸片的噴嘴尺寸的一半,這意味著對(duì)于尺寸2x的噴嘴,x尺寸和較大的顆粒被過濾掉。
該過濾器272利用粘接劑材料274被附接至下表面。該粘接劑材料274可以是不容易被存貯器中的流體溶解的粘接劑材料。
該電路板包括該裸片254定位在其上的開口(未示出)。該過濾器272覆蓋該開口的另一側(cè)。在替代性實(shí)施例中,該流體運(yùn)輸器可以附接至該電路板的一端,從而使得該電路板具有從該流體運(yùn)輸器到該裸片的用于向該裸片的腔室提供流體的信道。
在該開口以上,該半導(dǎo)體裸片254被緊固到該電路板的上表面。該半導(dǎo)體裸片254通過被配置成用于將該半導(dǎo)體裸片保持到該電路板的任何粘接劑材料而被緊固到該電路板的上表面。該粘接劑材料可以與用于將該過濾器272緊固到該微流體輸送構(gòu)件250的粘接劑材料相同或不同。
在該氣霧栽培系統(tǒng)中待提供的不同養(yǎng)分具有與噴墨打印機(jī)使用的典型鏈路不同的化學(xué)性能。微流體裸片最初被設(shè)計(jì)為用于噴墨打印機(jī)。在制造和控制方面的最近發(fā)展情況允許這些微流體裸片用于各種系統(tǒng)中。通常的噴墨打印頭使用非常昂貴、非常特定的材料來防止墨損壞支撐墨噴射工藝的部件(諸如存貯器)。在本披露中,普通材料 (諸如FR4板)可用于創(chuàng)建先進(jìn)但成本有效的系統(tǒng)。內(nèi)襯(未示出) 可以被包括以便將流體通過其傳遞到該裸片的開口排成一行。該內(nèi)襯提供保護(hù)涂層以便允許成本有效的電路板用于此系統(tǒng)中而不會(huì)有來自可以由該裸片噴射的各種養(yǎng)分的損害。在一個(gè)實(shí)施例中,該內(nèi)襯是金的,然而,在其他實(shí)施例中,該內(nèi)襯可以是氮化硅、其他氧化物、碳化硅、和其他金屬(諸如鉭或鋁)、或塑料(諸如PET)。
圖8A至圖8E各自包括微流體裸片254的更多細(xì)節(jié)。該微流體裸片254包括襯底280、多個(gè)中間層282、和噴嘴板284。該多個(gè)中間層 282包括被定位在該襯底與該噴嘴板之間的介質(zhì)層和腔室層286。在一個(gè)實(shí)施例中,該噴嘴板為12微米厚。該襯底可以是在濕潤環(huán)境中將不會(huì)生銹或劣化的硅。在一些實(shí)施例中,該硅可以具有向同一裸片提供不同流體(諸如水和養(yǎng)分流體)的兩個(gè)或更多個(gè)入口路徑。該裸片允許流體的定向、可控分配。
圖8B是圖8A的通過線A的通過線B的區(qū)域的放大視圖。圖8E是圖8D的區(qū)域的放大視圖。
該裸片254包括從這些中間介質(zhì)層282之一向下延伸至該電路板 250上的這些接觸焊盤288的多根電連接引線。每根引線耦合至單個(gè)接觸焊盤。該裸片的左側(cè)和右側(cè)上的開口292提供到這些引線以便暴露形成在這些中間介質(zhì)層上的接觸焊盤294。在其他實(shí)施例中,可以具有僅定位在該裸片的一側(cè)的一個(gè)開口292,從而使得從該裸片延伸的所有引線從一側(cè)延伸,而其他側(cè)仍對(duì)這些引線無阻礙。
在所展示的實(shí)施例中,具有18個(gè)噴嘴296通過該噴嘴板284,中心線的每一側(cè)九個(gè)噴嘴。在一些實(shí)施例中,該噴嘴具有20-30微米之間的直徑。每個(gè)噴嘴與該氣霧栽培系統(tǒng)中的該流體運(yùn)輸器和該存貯器流體連通。該裸片254包括完全穿過該襯底280的入口路徑298,并且與該腔室層286和該噴嘴板284進(jìn)行交互。該入口路徑298是矩形開口,然而,可以根據(jù)流路徑約束使用其他形狀。該入口路徑298與穿過該電路板的開口的流體路徑流體連通。
該入口路徑298耦合至與個(gè)體腔室302流體連通的信道300,形成該流體路徑,參見圖8C。這些腔室302之上是包括該多個(gè)噴嘴296 的該噴嘴板284。每個(gè)噴嘴296處于這些腔室302中的對(duì)應(yīng)腔室之上。該裸片254可以具有任何數(shù)量的腔室和噴嘴,包括僅一個(gè)腔室和噴嘴對(duì)。在所展示的實(shí)施例中,該裸片包括18個(gè)腔室,每個(gè)腔室與相應(yīng)的噴嘴相關(guān)聯(lián)??商娲?,其可具有十個(gè)噴嘴以及為一組五個(gè)噴嘴提供流體的兩個(gè)腔室。在這些腔室和噴嘴之間無需具有一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
在每個(gè)噴嘴腔室附近的是加熱元件304,該加熱元件電耦合至由該裸片254的這些接觸焊盤294之一提供的電信號(hào)并且由該電信號(hào)激活。每個(gè)加熱元件304耦合至第一觸頭和第二觸頭。該第一觸頭通過導(dǎo)電跡線耦合至該裸片上的這些接觸焊盤之一的對(duì)應(yīng)接觸焊盤。該第二觸頭耦合至地線。在一個(gè)實(shí)施例中,僅具有由該裸片的兩側(cè)的觸頭共享的單個(gè)地線。
在使用中,當(dāng)這些腔室302的每個(gè)腔室中的流體被該加熱元件304 加熱時(shí),該流體蒸發(fā)以產(chǎn)生氣泡。產(chǎn)生氣泡的膨脹使得流體從該噴嘴 296噴射并形成液滴。
該微流體裸片可以使用加熱器(諸如這些加熱元件304)來噴射流體。這些加熱元件用于熱噴墨打印頭??商娲?,該微流體裸片可以使用壓電部件來噴射流體。
如以上提及的,該襯底280包括通過與這些腔室302和這些噴嘴 296相關(guān)聯(lián)的中心區(qū)域的該入口路徑298。該入口路徑被配置為允許流體從該裸片的底表面流入信。