技术领域
本发明涉及植物的培植，尤其涉及用来培植植物的栽培箱，以及该栽培箱
使用的栽培方法。
背景技术：
由于蔬菜、水果等植物的栽培，会因为不同的气候，如光照时间、温度、
湿度等因素，而对产量及品质造成很大的影响，因此，即有人提出人工栽培的
概念。
上述人工栽培植物的方式，主要是于室内使用人造光、恒温设备等装置，
制造出适合植物生长的环境。藉此，可以直接在室内栽培出优良的植物，并且
因为光照、温度等环境因素都受到人工直接控制，故不会有植物因为受到气候
的影响而造成产量、品质不稳定的问题。
一般来说，人工栽培通常是在植物工厂中进行。具体而言，工厂中会设置
多个区域、如暗房区与光照区等等，各个区域分别具有不同的环境。举例来说，
暗房区完全不提供灯光，二十四小时皆为暗室，而光照区则是二十四小时皆提
供灯光照射。
工厂人员可对植物的生长阶段进行管理，并于各个不同的生长阶段中将植
物运送到具有对应的环境的区域中。举例来说，当植物不能接受光照时(例如
在植物的发芽期)，即通过人工或输送带将植物运送至暗房区中培植；而当植
物需要接受光照时(例如在植物的育苗期及生长期)，则将植物运送到光照区培
植。藉此，可藉由将植物于各个区域之间交换培植的手段，让植物可于各个不
同的生长阶段中皆具有对应的生长环境。
上述设置多个区域及输送带的人工栽培方式需要非常高的建构成本，因此
仅适合用于培植大量植物的工厂使用，而不适用于个人栽培者，相当可惜。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种植物栽培箱及其栽培方法，可依据栽培物的生
长阶段于单一箱体中提供对应的生长环境，以助于栽培物在箱体中的生长。
于本发明的一实施例中，该植物栽培箱包括：
一箱体，具有用来培植一栽培物的一栽培空间；
一记忆模块，记录多组参数，该多组参数分别对应该栽培物于各个生长阶
段中所需的生长条件；
一光照调节模块，设置于该箱体中以作为该植物栽培箱的光源；及
一微控制单元，电性连接该记忆模块及该光照调节模块，依据该栽培物当
前的生长阶段采用该多参数中的一对应参数，并依据该对应参数控制该光照调
节模块，令该箱体内的光照状态满足该栽培物于该生长阶段中所需的生长条
件。
如上所述，其中该光照调节模块包括至少一发光二极管(LightEmitting
Diode,LED)。
如上所述，其中该多组参数包括一发芽期参数、一育苗期参数及一生长期
参数，该发芽期参数对应该栽培物于一发芽期所需的生长条件、该育苗期参数
对应该栽培物于一育苗期所需的生长条件，该生长期参数对应该栽培物于一生
长期所需的生长条件。
如上所述，其中该发芽期参数的内容为二十四小时无光照，并持续一天，
该育苗期参数的内容为二十四小时光照，并持续十四天。
如上所述，其中更包括：
一时钟模块，电性连接该微控制单元，提供当前的时间；及
一计时模块，电性连接该微控制单元，计算该栽培物的该发芽期、该育苗
期及该生长期是否经过。
如上所述，其中该微控制单元为一集成电路(IntegratedCircuit,IC)、该时
钟模块为一实时时钟(Real-TimeClock,RTC)芯片，该计时模块为一计时器
(Timer)芯片。
如上所述，其中更包括一光照调节开关模块，电性连接于该微控制单元及
该光照调节模块之间，该微控制单元通过一控制信号控制该光照调节开关模块
的开启、关闭、及一电力通过该光照调节开关模块的大小，进而决定该光照调
节模块的光照强度。
如上所述，其中该光照调节开关模块包括至少一金属氧化物半导体场效晶
体管(Metal-OxideSemiconductorField-EffectTransistor,MOSFET)。
如上所述，其中更包括一温度调节模块，电性连接该微控制单元，该微控
制单元依据该栽培物当前的生长阶段采用该多参数中的该对应参数，并依据该
对应参数控制该温度调节模块，以令该箱体内的温度状态满足该栽培物于该生
长阶段中所需的生长条件。
如上所述，其中更包括一温度调节开关模块，电性连接于该微控制单元及
该温度调节模块之间，该温度调节开关模块受该微控制单元的控制，该温度调
节模块于通过该温度调节开关模块正向连接一电源及一地线时藉由一冷凝面
散发出冷空气，并于通过该温度调节开关模块反向连接该电源及该地线时藉由
一散热面散发出热空气。
如上所述，其中更包括：
一光感测器，电性连接该微控制单元，感测该箱体内部与外部的光线；及
一温度感测器，电性连接该微控制单元，感测该箱体内部与外部的温度。
于本发明的一实施例中，该栽培方法运用于该植物栽培箱并且包括：
a)依据一第一参数控制该光照调节模块，其中该第一参数对应至该栽培物
于一第一生长阶段中所需的生长条件；
b)于该第一生长阶段经过后，依据一第二参数控制该光照调节模块，其中
该第二参数对应至该栽培物于一第二生长阶段中所需的生长条件；
c)于该第二生长阶段经过后，依据一第三参数控制该光照调节模块，其中
该第三参数对应至该栽培物于一第三生长阶段中所需的生长条件；及
d)于该第三生长阶段经过后停止运作。
如上所述，其中该第一参数为一发芽期参数、该第二参数为一育苗期参数、
该第三参数为一生长期参数、该第一生长阶段为一发芽期、该第二生长阶段为
一育苗期、该第三生长阶段为一生长期。
如上所述，其中该发芽期参数的内容为二十四小时无光照，并持续一天，
该育苗期参数的内容为二十四小时光照，并持续十四天。
如上所述，其中步骤a之前还包括下列步骤：
a0)将该栽培物植入该栽培空间中；
a1)依据该栽培物的品种设定该多组参数的内容。
如上所述，其中该植物栽培箱更包括电性连接该微控制单元的一温度调节
模块，该步骤a依据该第一参数同时控制该光照调节模块及该温度调节模块，
以令该箱体中的光照状态及温度状态满足该栽培物于该第一生长阶段中所需
的生长条件，该步骤b依据该第二参数同时控制该光照调节模块及该温度调节
模块，以令该箱体中的光照状态及温度状态满足该栽培物于该第二生长阶段中
所需的生长条件，该步骤c依据该第三参数同时控制该光照调节模块及该温度
调节模块，以令该箱体中的光照状态及温度状态满足该栽培物于该第三生长阶
段中所需的生长条件。
本发明对照现有技术所能达到的技术功效在于，该微控制单元能够配合栽
培物的生长阶段来调整箱体内的环境，以令箱体内的环境能够动态地随着该栽
培物的生长阶段改变而改变。藉此，使用者仅需使用单一个植物栽培箱，即可
提供该栽培物在各个生长阶段中所需的不同的生长环境，因此可免除将该栽培
物在多个区域之间搬运的麻烦，同时能有效节省使用者的栽培成本。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的
限定。
附图说明
图1为本发明的第一具体实施例的栽培箱电路方框图；
图2为本发明的第一具体实施例的栽培箱外观示意图；
图3为本发明的第一具体实施例的控制电路方框图；
图4为本发明的第一具体实施例的控制电路图；
图5为本发明的第二具体实施例的控制电路方框图；
图6为本发明的第二具体实施例的控制电路图；
图7为本发明的第一具体实施例的栽培流程图；
其中，附图标记：
1…栽培箱；
10…箱体；
11…微控制单元；
12…光照调节模块；
13…光感测器；
14…记忆模块；
141…发芽期参数；
142…育苗期参数；
143…生长期参数；
15…时钟模块；
16…计时模块；
17…温度调节模块；
18…温度感测器；
19…电源模块；
20…通信模块；
21…光照调节开关模块；
22…温度调节开关模块；
221…第一开关；
222…第二开关；
223…第三开关；
224…第四开关；
3…栽培物；
Z1…栽培空间；
S10～S26…栽培步骤。
具体实施方式
兹就本发明的一较佳实施例，配合附图，详细说明如后。
参阅图1及图2，分别为本发明的第一具体实施例的栽培箱电路方框图及
栽培箱外观示意图。本发明揭露了一种植物栽培箱(下面将于说明书中简称为
该栽培箱1)，如图1所示，该栽培箱1主要包括一微控制单元(MicroControlUnit,
MCU)11、一光照调节模块12、一光感测器13及一记忆模块14，该微控制单
元11电性连接该光照调节模块12、该光感测器13及该记忆模块14。
如图2所示，该光照调节模块12主要设置于该栽培箱1的一箱体10内，
于该箱体10内进行照射以作为该栽培箱1的光源。该箱体10内具有一或多个
栽培空间Z1，用以供使用者培植一或多样栽培物3。当该光照调节模块12关
闭时，该箱体10内接收不到任何光线而形成暗房，反之，当该光照调节模块
12开启时，该箱体10内可接收到该光照调节模块12发射出的光线。如此，
该栽培物3可藉由该光照调节模块12得到生长所需的光线，因而可在该栽培
空间Z1中顺利生长。该栽培物3主要可为各式的植物，如蔬菜或水果等。本
实施例中，单一个该箱体10内主要用以培植相同品种或是具有近似特性的植
物(即，具有相同或相似的生长条件的植物)。
本实施例中，该光照调节模块12主要可包括至少一个发光二极管(Light
EmittingDiode,LED)。该光感测器13用以感测该箱体10内部及/或外部的光
线，产生一光照强度并提供给该微控制单元11。该微控制单元11依据该光照
强度进行分析，当判断该光照强度不足时，控制该光照调节模块12开启或调
高其亮度；而当判断该光照强度过强时，调降该光照调节模块12的亮度或控
制其关闭。具体而言，当该光照强度无法满足该箱体10内的该栽培物3的需
求时，该微控制单元11会认定该光照强度不足；反之，当该光照强度超出该
栽培物3的需求时，该微控制单元11会认定该光照强度过强。
该记忆模块14中记录有多组参数，该些参数分别对应至该栽培物3的各
个生长阶段，更具体而言，该些参数的内容分别记录该栽培物3于各个生长阶
段所需的生长条件。本发明的主要技术特征在于，该微控制单元11可依据该
栽培物3目前的生长阶段选择该多参数中的一对应参数，并依所选择的该对应
参数控制该光照调节模块12的开启、关闭及亮度调整，藉以令该箱体10内的
光照状态能够满足该栽培物3在各个生长阶段中所需要的不同的生长条件。
本实施例中，该栽培物3的生长阶段主要包括一发芽期、一育苗期及一生
长期。该多组参数主要可包括一发芽期参数141、一育苗期参数142及一生长
期参数143，其中该发芽期参数141对应至该栽培物3在该发芽期所需的生长
条件、该育苗期参数142对应至该栽培物3在该育苗期所需的生长条件、该生
长期参数143对应至该栽培物3在该生长期所需的生长条件。本实施例中，上
述该些生长条件，主要是指该栽培物3于各个生长阶段中需要接受光照的时
间、不能接受光照的时间、所需的温度等等，但不加以限定。
具体而言，由于在该发芽期时，该栽培物3的种子需要足够湿润才能顺利
发芽，若接受到光照恐会使其表面的水分蒸发。并且，该种子一般会在培植二
十四小时后萌芽。因此，本实施例中，该发芽期参数141的内容一般可设定为
「二十四小时无光照，并持续一天」。
在该育苗期时，该栽培物3需要接受光照，并且该栽培物3每日单位面积
所累积的光照值(μmol/m2)与其鲜重(FreshWeight,FW)成正比。而为提高该栽
培物3的鲜重，较佳需二十四小时接受光照。并且，该栽培物3一般会在持续
接受光照约十四天后进入该生长期。因此，本实施例中，该育苗期参数142
的内容一般可设定为「二十四小时光照，并持续十四天」。
在进入该生长期后，该栽培物3因品种的不同会有不同的需求。一般来说，
虽然该栽培物3于该生长期中仍需接受光照，但是若照光太久，将会超出让该
栽培物3的负荷而导致该栽培物3有叶烧或叶黄的状况出现(即，该栽培物3
的吸收大于代谢的结果)。因此，本实施例中，该生长期参数143视该栽培物3
的品种不同而有不同的内容。
举例来说，莴苣和甜菜属于长日照植物，故若该栽培物3为莴苣或甜菜，
则该生长期参数143的内容可设定为「十六小时照光、八小时不照光」。再例
如，芝麻菜属于短日照植物，需光不强，因此若该栽培物3为芝麻菜，则该生
长期参数143的内容可设定为「十二小时照光、十二小时不照光」。
本发明中，该微控制单元11依据该栽培物3当前的生长阶段采用该记忆
模块14内对应参数(如在该发芽期采用该发芽期参数141、在该育苗期采用该
育苗期参数142、在该生长期采用该生长期参数143)，并依据所采用的该对应
参数对该光照调节模块12进行控制。藉此，令该箱体10内的环境能够满足该
栽培物3于现阶段所需要的生长条件。此处所指的环境，是指该箱体10内的
光照状态，但不加以限定。
以上述的莴苣为例，若于该栽培空间Z1内培植莴苣，则该微控制单元11
于启动后的二十四小时内，会采用该发芽期参数141控制该光照调节模块12
关闭，以令该箱体10内不照光并持续二十四小时。当二十四小时经过后，该
微控制器元11改为采用该育苗期参数142控制该光照调节模块12开启，并调
整该光照调节模块12为莴苣适合的亮度，以令该箱体10内照光并持续十四天。
当十四天经过后，该微控制器11再改为采用该生长期参数143控制该光照调
节模块12，以在该箱体10内营造持续十六小时照光、尔后持续八小时不照光
的环境。
如上所述，藉由本发明的该栽培箱1，该栽培物3可在单一个该箱体10
内先后得到适于各个生长阶段所需的生长环境，而不需要在生长过程中被不停
地搬移至不同的环境中培植，相当方便。
如图1所示，该栽培箱1还包括一时钟模块15及一计时模块16，电性连
接该微控制单元11。本实施例中，该时钟模块15可为一实时时钟(Real-Time
Clock,RTC)芯片，用以提供该微控制单元11当前的时间。该计时模块16可
为一计时器(Timer)芯片，该微控制单元11藉由该计时模块16计算该栽培物3
的该发芽期、该育苗期及该生长期是否经过。本实施例中，该微控制单元11、
该时钟模块15及该计时模块16可为分开且彼此电性连接的元件，亦可整合为
单一集成电路(IntegratedCircuit,IC)，不加以限定。
该栽培箱1还包括一温度调节模块17及一温度感测器18，电性连接该微
控制单元11。该温度感测器18用以感测该箱体10内部及/或外部的温度，
产生一感测温度并提供给该微控制单元11进行分析。该微控制单元11可将该
记忆模块14中的该些参数141-143与该感测温度进行比对，判断目前的温度
是否符合该栽培物3在当前的生长阶段所需的生长条件。并且，于目前的温度
不符合该栽培物3在当前的生长阶段所需的生长条件时对该温度调节模块17
进行控制，以调节该箱体10内的温度(升温或降温)。本实施例中，该温度调
节模块17设置于该箱体10内部(如图2所示)，但不加以限定。
更具体而言，该微控制单元11依据该栽培物3当前的生长阶段，采用该
多参数141-143中的对应参数，并依据该对应参数控制该温度调节模块17，令
该栽培箱1可随着该栽培物3的生长阶段改变而动态调整该箱体10内的温度，
藉以令该箱体10内的环境能够满足该栽培物3在各个生长阶段所需的生长条
件。此处所指的环境，是指该箱体10内的温度状态。再者，当该栽培箱1外
部的温度改变时(例如气候剧烈变化，或该栽培箱1被搬移至不同温度的地点)，
可通过该温度调节模块17与该温度感测器18让该箱体10内保持恒温，藉此
不会令外部温度影响到该箱体10内的温度状态。
本实施例中，该温度调节模块17主要可由一或多个致冷芯片所构成。该
致冷芯片具有一冷凝面及一散热面，当该冷凝面动作时可散发出冷空气至该箱
体10中，使该箱体10内的温度下降；反之，当该散热面动作时可散发出热空
气至该箱体10中，致使该箱体10内的温度上升。藉由该微控制单元11动态
控制该冷凝面与该散热面的动作，可令该箱体10内部的温度保持一个固定值，
以达到恒温的效果。
值得一提的是，于其他实施例中，该温度调节模块17与该温度感测器18
还可为一湿度调节模块与一湿度感测器，藉由与上述相同的方式维持该箱体
10内的湿度，以令该箱体10内的湿度状态能够满足该栽培物3于各个生长阶
段中所需的生长条件。
该栽培箱1还具有一电源模块19，电性连接该微控制单元11，用以提供
该栽培箱1运作所需的电能。本实施例中，该电源模块19可为连接市电的一
电源线或一电池组，不加以限定。该栽培箱1还具有一通信模块20，电性连
接该微控制单元11，用以与外部设备(图未标示)进行通信连接。本实施例中，
该通信模块20可为近场通信(NearFieldCommunication,NFC)模块，无线连接
该外部设备并设定该些参数141-143，但不加以限定。
本发明中，该微控制单元11主要以一集成电路来实现，并且藉由其上的
通用型输入输出(GeneralPurposeI/O,GPIO)脚位电性连接该光照调节模块12
与该温度调节模块17，通过内部整合电路(Inter-IntegratedCircuit,I2C)脚位电
性连接该光感测器13及该温度感测器18，并且通过通用非同步收发传输器
(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter,UART)接口连接该通信模块20。
上述仅为本发明的较佳具体实例，不应以此为限。
参阅图3及图4，分别为本发明的第一具体实施例的控制电路方框图及控
制电路图。如图3所示，该栽培箱1更包括一光照调节开关模块21，该光照
调节开关模块21电性连接于该微控制单元11与该光照调节模块12之间。
具体而言，该微控制单元11输入一控制信号至该光照调节开关模块21，
以控制该光照调节开关模块21的开启与关闭，进而决定该光照调节模块12
是否能接收一电力(图3中以12V为例)而运作。本实施例中，当该光照调节开
关模块21开启时该光照调节模块12可接收该电力并运作，而当该光照调节开
关模块21关闭时该光照调节模块12无法接收该电力而无法运作。另外，该微
控制单元11还可控制该电力通过该光照调节开关模块21的大小，进而决定该
光照调节模块12发出的该光照强度，藉此令该光照强度能够符合该栽培物3
于各个生长阶段的需求。
该微控制单元11主要是通过上述GPIO脚位输出高电位或低电位的该控
制信号至该光照调节开关模块21，其中当输出高电位的该控制信号时该光照
调节开关模块21启动，当输出低电位的该控制信号时该光照调节开关模块21
关闭，但不加以限定。如图4所示，本实施例中，该光照调节开关模块21主
要包括至少一场效晶体管(Field-EffectTransistor,FET)，更具体为包括至少一金
属氧化物半导体场效晶体管(Metal-OxideSemiconductorFET,MOSFET)，但不
加以限定。
参阅图5及图6，分别为本发明的第二具体实施例的控制电路方框图及控
制电路图。如图5所示，该栽培箱1更包括一温度调节开关模块22，该温度
调节开关模块22电性连接于该微控制单元11与该温度调节模块17之间。
具体而言，该温度调节模块17通过该温度调节开关模块22连接一电源及
一地线，当该温度调节模块17通过该温度调节开关模块22正向连接该电源及
该地线时，该温度调节模块17的该冷凝面动作，以散发出冷空气。反之，当
该温度调节模块17通过该温度调节开关模块22反向连接该电源及该地线时，
该温度调节模块1的该散热面动作，以散发出热空间。
本实施例中，该温度调节开关模块22主要由多MOSFET所构成，并且于
图6的实施例中，该温度调节开关模块22主要包括一第一开关221、一第二
开关222、一第三开关223及一第四开关224，但不加以限定。该微控制单元
11主要是通过多GPIO脚位分别输出高电位或低电位的多控制信号至该温度
调节开关模块22，藉以分别控制该些开关221-224的开启与关闭。
如图6所示，当该温度调节开关模块22受该微控制单元11的控制，使得
该第一开关221与该第三开关223关闭，该第二开关222与该第四开关224
开启时，该温度调节模块17正向连接该电源(12V)及该地线(GND)，因而该冷
凝面动作。而当该温度调节开关模块22受该微控制单元11的控制，使得该第
二开关222与该第四开关224关闭，且该第一开关221与该第三开关223开启
时，该温度调节模块17反向连接该电源(12V)及该地线(GND)，因而该散热面
动作。然而，上述仅为本发明的一较佳具体实例，于其他实施例中，该温度调
节模块17可不以该致冷芯片来实现，该温度调节开关模块22也可不以该四个
MOSFET来实现，不以此为限。
参阅图7，为本发明的第一具体实施例的栽培流程图。本发明中，该栽培
箱1主要藉由该微控制单元11运行一栽培方法，以于该栽培物3的各个生长
阶段中，分别于该箱体10内提供对应的环境，具体说明如下。
首先，使用者藉由人工方式或机械将该栽培物3植入该箱体10内的该栽
培空间Z1，接着将该栽培箱1通电启动(步骤S10)。同时，依据该栽培物3的
品种设定该些参数141-143的内容(步骤S12)，令该些参数141-143分别对应
至该栽培物3在各个生长阶段所需的生长条件。上述该步骤S10与该步骤S12
不具有执行上的顺序关系，使用者可在将该栽培物3植入该栽培空间Z1后再
设定该些参数141-143，亦可先设定该些参数141-143后，再将该栽培物3植
入该栽培空间Z1内，不加以限定。
接着，于该栽培物3的一第一生长阶段中，该微控制单元11读取该记忆
模块14内的一第一参数，并依据该第一参数控制该光照调节模块12与该温度
调节模块17(步骤S14)，藉以令该箱体10内的环境能够满足该栽培物3于该
第一生长阶段中所需的生长条件。本实施例中，该第一生长阶段为该栽培物3
的该发芽期，第一参数为该发芽期参数141，但不加以限定。
该微控制单元11通过该计时模块16持续判断该第一生长阶段是否经过
(步骤S16)。若该第一生长阶段尚未经过，则重复执行该步骤S14，并持续以
该第一参数控制该光照调节模块12与该温度调节模块17。若该第一生长阶段
经过，则该微控制单元11自动切换读取该记忆模块14内的一第二参数，并改
为依据该第二参数控制该光照调节模块12与该温度调节模块17(步骤S18)，
藉以令该箱体10内的环境能够满足该栽培物3于一第二生长阶段中所需的生
长条件。本实施例中，该第二生长阶段为该栽培物3的该育苗期，第二参数为
该育苗期参数142，但不加以限定。
同样地，该步骤S18后，该微控制单元11通过该计时模块16持续判断该
第二生长阶段是否经过(步骤S20)。若该第二生长阶段尚未经过，则重复执行
该步骤S18，并持续以该第二参数控制该光照调节模块12与该温度调节模块
17。若该第二生长阶段经过，则该微控制单元11再自动切换读取该记忆模块
14内的一第三参数，并改为依据该第三参数控制该光照调节模块12与该温度
调节模块17(步骤S22)，藉以令该箱体10内的环境能够满足该栽培物3于一
第三生长阶段中所需的生长条件。本实施例中，该第三生长阶段为该栽培物3
的该生长期，第三参数为该生长期参数142，但不加以限定。
最后，该微控制单元11通过该计时模块16判断该第三生长阶段是否经过。
若该第三生长阶段尚未经过，则重复执行该步骤S22，并持续以该第三参数控
制该光照调节模块12与该温度调节模块17。若该第三生长阶段经过，表示该
栽培物3已经熟成，因此该栽培箱1可自动或经使用者手动停止运作，并且使
用者可进行该栽培物3的收成动作(步骤S26)。
通过本发明揭露的栽培箱以及栽培方法，可动态改变箱体内的环境(一般
为光照状态及温度状态)，藉此，可由单一个箱体来提供栽培物于不同的生长
阶段中所需的不同生成环境。如此一来，可便于个人使用者于小空间中进行植
物的培植。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情
况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但
这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。