一種基于無線通訊的電子植物保姆的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及植物栽培裝置領域，具體是一種基于無線通訊的電子植物保姆。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中的植物保姆大多以現(xiàn)代水利和微電子技術為基礎，采用智能微滴灌技術、自動控制技術、無線傳輸技術等，主要由定時開關和溫、濕度傳感器同時工作，通過溫、濕度傳感器測定土壤濕度值，與預設值比較，進行澆花工作，并且將澆花時間控制在固定的時間段工作。
[0003]現(xiàn)有技術缺陷在于已發(fā)明的遠程操作電子植物保姆裝置(如=Pairot Pot)中的無線反饋裝置數(shù)據(jù)處理端位于無線終端，且需要接受相應指令后方可操作，數(shù)據(jù)處理速度慢、效率低，斷網(wǎng)后無法處理檢查數(shù)據(jù)、接受指令；且目前現(xiàn)有有關自動澆花器裝置均忽略了光照過強，溫度較高的情況下，使植物易因光照太強、溫度太高導致死亡的問題。如自動灌溉裝置(申請?zhí)?201420264504.X)，全自動澆水花盆(申請?zhí)?201420303624.6)等技術方案，均可以實現(xiàn)自動澆水，但沒有考慮光照太強情況下對植物生長過程中的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型提供一種基于無線通訊的電子植物保姆，本實用新型由主機箱、溫濕度傳感器、光照傳感器、可伸縮水管、噴頭、自動遮陽簾、自動遮陽簾控制器和進水管組成，其中主機箱內(nèi)含有MCU單片機、Wifi模塊、水泵、水泵控制器和LED顯示屏。MCU單片機通過標準UART接口與Wifi模塊進行連接，溫濕度傳感器、光照傳感器、水泵控制器、自動遮陽簾控制器均與MCU單片機相連，進水管、可伸縮水管與水泵相連。溫濕度傳感器用于采集土壤的溫濕度，光照傳感器用于采集植物生長所處環(huán)境的光照強度，并將所采集的數(shù)據(jù)傳送給MCU單片機，MCU單片機將采集到的數(shù)據(jù)進行分析計算，并將數(shù)據(jù)通過Wifi模塊上傳到互聯(lián)網(wǎng)，用戶可以通過手機、PC等裝置接收數(shù)據(jù)，并根據(jù)情況選擇進行人工澆灌或自動澆灌、自動升降遮陽簾等工作。Wifi模塊將本實用新型與互聯(lián)網(wǎng)進行連接，能夠將采集到數(shù)據(jù)上傳互聯(lián)網(wǎng)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆朴嬎氵M行處理、存儲，并將來自互聯(lián)網(wǎng)的指令傳遞給本實用新型。如果Wifi模塊無法連接互聯(lián)網(wǎng)或者其他原因導致斷網(wǎng)，MCU單片機可以根據(jù)預設指令自動控制水泵開關、升降自動遮陽簾。水泵控制器與自動遮陽簾控制器分別接受MCU單片機的指令，分別負責開關水泵、升降自動遮陽簾。所述自動遮陽簾，在自動遮陽簾收納卷筒中設置獨立的正反轉電動機，由MCU單片機計算數(shù)據(jù)分析是否收放遮陽簾，通過自動遮陽簾控制器來轉換電機轉動方向，以達到收放遮陽布的效果。所述LED顯示屏能夠顯示當前溫濕度、光照強度、澆水時間、自動遮陽簾狀態(tài)等信息。
[0005]作為改進，所述溫濕度傳感器采用靈敏度較高的SHT7X系列獨立元件，通過集成反饋以及A/D轉換輸出數(shù)據(jù)，集成度高，測量范圍廣。
[0006]作為改進，所述光照傳感器采用廣泛應用的HA2003光照傳感器，利用先進光電轉換模塊將光照強度值轉化為電壓值，再經(jīng)調(diào)理電路將此電壓值轉換為O?2V或4?20mA輸出數(shù)據(jù)。
[0007]作為改進，所述可伸縮水管內(nèi)管采用普通橡膠可伸縮軟管，可滿足水管伸縮使用；外部采用硬聚氯乙烯(pvc-u)管，兩節(jié)外管連接處采用多級可調(diào)節(jié)卡扣，用戶可根據(jù)植物高度自行調(diào)整水管高度。
[0008]作為改進，所述自動遮陽簾，采用阻燃遮陽布，遮光效果能夠達到85%_99%，并且有阻燃功能。
[0009]作為改進，所述進水管連接大型蓄水容器，大型蓄水容器通過自來水管進行補水，保障裝置供水充足。
[0010]作為改進，所述溫濕度傳感器埋設于植物根部，優(yōu)選數(shù)量為3個，并均勻布置；所述光照傳感器設于自動遮陽簾與植物之間，被升起狀態(tài)的自動遮陽簾遮擋并不被植物遮擋。
[0011]本實用新型的有益效果是:
[0012]1.本實用新型通過微控制器標準異步通信串口(UART)接口，同高頻無線電信號(Wifi)模塊進行連接，Wifi模塊以基礎架構模式(infra)工作，連接到互聯(lián)網(wǎng)，并通過互聯(lián)網(wǎng)反饋至手機用戶客戶端或電腦端等無線終端，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。無論在何地，只要能夠連接互聯(lián)網(wǎng)，就可以查看植物所處的狀態(tài)，并根據(jù)需要選擇人工或者自動澆水、升降自動遮陽簾。
[0013]2.本實用新型通過互聯(lián)網(wǎng)云計算可以存儲所檢測的數(shù)據(jù)(土壤溫濕度、光照強度、灌溉時間、自動遮陽簾升降時間等)，對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，用戶可根據(jù)數(shù)據(jù)分析對植物生長情況有一個直觀、客觀的了解。
[0014]3.本實用新型除了可以根據(jù)土壤濕度進行澆灌外，還可以通過監(jiān)測植物所處環(huán)境的光照強度，判斷是否需要遮陽，自動遮陽簾可以根據(jù)進行升降，調(diào)節(jié)植物所處環(huán)境的溫度，防止植物因溫度太高無法及時散熱從而導致死亡，從而達到保護植物的目的。
[0015]4.數(shù)據(jù)處理工作在本實用新型內(nèi)完成，通過微控制器對數(shù)據(jù)進行分析處理，判定與預設值的偏移量，并可以選擇等待確認操作指令或延時自動工作，數(shù)據(jù)處理更加準確，效率高。如果在斷網(wǎng)情況下，本實用新型亦可自動工作。
【附圖說明】
[0016]附圖1是本實用新型的結構簡圖
[0017]附圖2是本實用新型的自動遮陽簾詳圖
[0018]附圖3是本實用新型的工作流程圖
[0019]附圖4是本實用新型的控制流程圖
[0020]具體如下:主機箱1、溫濕度傳感器2、可伸縮水管3、噴頭4、自動遮陽簾5、進水管6、自動遮陽簾控制器7，光照傳感器8，正反轉電機9，遮陽布10。
【具體實施方式】
[0021]根據(jù)附圖，本實用新型是一種基于無線通訊的電子植物保姆，由主機箱、溫濕度傳感器、光照傳感器、可伸縮水管、噴頭、自動遮陽簾、自動遮陽簾控制器和進水管組成，其中主機箱內(nèi)含有MCU單片機、Wifi模塊、水泵、水泵控制器和LED顯示屏。MCU單片機通過標準UART接口與Wifi模塊進行連接，溫濕度傳感器、光照傳感器、水泵控制器、自動遮陽簾控制器均與MCU單片機相連，進水管、可伸縮水管與水泵相連。溫濕度傳感器用于采集土壤的溫濕度，光照傳感器用于采集植物生長所處環(huán)境的光照強度，并將所采集的數(shù)據(jù)傳送給MCU單片機，MCU單片機將采集到的數(shù)據(jù)進行分析計算，并將數(shù)據(jù)通過Wifi模塊上傳到互聯(lián)網(wǎng)，用戶可以通過手機、PC等裝置接收數(shù)據(jù)，并根據(jù)情況選擇進行人工澆灌或自動澆灌、自動升降遮陽簾等工作。Wifi模塊將本實用新型與互聯(lián)網(wǎng)進行連接，能夠將采集到數(shù)據(jù)上傳互聯(lián)網(wǎng)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆朴嬎氵M行處理、存儲，并將來自互聯(lián)網(wǎng)的指令傳遞給本實用新型。如果Wifi模塊無法連接互聯(lián)網(wǎng)或者其他原因導致斷網(wǎng)，MCU單片機可以根據(jù)預設指令自動控制水泵開關、升降自動遮陽簾。水泵控制器與自動遮陽簾控制器分別接受MCU單片機的指令，分別負責開關水泵、升降自動遮陽簾。所述自動遮陽簾，在自動遮陽簾收納卷筒中設置獨立的雙向旋轉電動機，由MCU單片機計算數(shù)據(jù)分析是否收放遮陽簾，通過自動遮陽簾控制器來轉換電機轉動方向，以達到收放遮陽布的效果。所述LED顯示屏能夠顯示當前溫濕度、光照強度、澆水時間、自動遮陽簾狀態(tài)等信息。
[0022]具體工作過程舉例如下:
[0023]1.本實用新型內(nèi)置MCU單片機通過標準UART接口，同Wifi模塊進行連接，Wifi模塊以Infra模塊工作，連接到互聯(lián)網(wǎng)，最終通過互聯(lián)網(wǎng)反饋至手機用戶客戶端或PC端。
[0024]2.本實用新型啟動后，溫濕度傳感器、光照傳感器每隔三十分鐘檢測濕度及光照強度并將其值通過D/A轉換為數(shù)字信號經(jīng)信號發(fā)射端將處理分析后的數(shù)據(jù)傳送給手機客戶端或PC端等無線終端。若檢測濕度值小于用戶設定最小值，則執(zhí)行下一步，否則繼續(xù)檢測。
[0025]3.當濕度值小于用戶設定最小值，用戶可選擇自動澆水操作或者用戶自主植物澆水；若用戶不選擇此操作則在提醒三次后本實用新型自動執(zhí)行澆水操作。
[0026]4.本實用新型得到用戶同意自動澆水的反饋信息后執(zhí)行自動澆水操作，給水泵送電，對植物進行澆水工作，此時濕度傳感器、光照傳感器每10秒檢測一次并反饋給植物保姆進行數(shù)據(jù)分析，當濕度值大于用戶設定最大值時停止?jié)菜⒎祷氐降谝徊?，反之，繼續(xù)執(zhí)行澆水工作。
[0027]5.本實用新型自動檢測網(wǎng)絡，若斷網(wǎng)時無反饋信息和接收用戶操作指令，延時10分鐘后執(zhí)行自動澆花操作。
[0028]6.光照傳感器檢測植物所處環(huán)境光照強度，若光照強度超過預設值，降落自動遮陽簾，每30分鐘檢測一次，當測量值值仍大于預設值時，則自動遮陽簾保持原狀，若光照強度值小于預設值，升起自動遮陽簾。
【主權項】
1.一種基于無線通訊的電子植物保姆，由主機箱(I)、溫濕度傳感器(2)、光照傳感器(8)、可伸縮水管(3)、噴頭(4)、自動遮陽簾(5)、自動遮陽簾控制器(7)和進水管(6)組成，其中主機箱(I)內(nèi)含有MCU單片機、Wifi模塊、水泵、水泵控制器和LED顯示屏；MCU單片機通過標準UART接口與Wifi模塊進行連接，溫濕度傳感器、光照傳感器、水泵控制器、自動遮陽簾控制器均與MCU單片機相連，進水管(6)、可伸縮水管(3)與水泵相連；溫濕度傳感器(2)用于采集土壤的溫濕度，光照傳感器(8)用于采集植物生長所處環(huán)境的光照強度，并將所采集的數(shù)據(jù)傳送給MCU單片機，MCU單片機將采集到的數(shù)據(jù)進行分析計算，并將數(shù)據(jù)通過Wifi模塊上傳到互聯(lián)網(wǎng)；Wifi模塊將本實用新型與互聯(lián)網(wǎng)進行連接；水泵控制器與自動遮陽簾控制器(7)分別接受MCU單片機的指令，分別負責開關水泵、升降自動遮陽簾；所述自動遮陽簾(5)，在自動遮陽簾收納卷筒中設置獨立的正反轉電動機(9);所述LED顯示屏能夠顯示當前溫濕度、光照強度、澆水時間、自動遮陽簾狀態(tài)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于無線通訊的電子植物保姆，其特征在于:所述溫濕度傳感器(2)采用靈敏度較高的SHT7X系列獨立元件。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于無線通訊的電子植物保姆，其特征在于:所述光照傳感器(8)采用廣泛應用的HA2003光照傳感器。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于無線通訊的電子植物保姆，其特征在于:所述可伸縮水管(3)內(nèi)管采用普通橡膠可伸縮軟管，外部采用硬聚氯乙烯管，兩節(jié)外管連接處采用多級可調(diào)節(jié)卡扣。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于無線通訊的電子植物保姆，其特征在于:所述自動遮陽簾(5)，采用阻燃遮陽布。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于無線通訊的電子植物保姆，其特征在于:所述進水管(6)連接大型蓄水容器。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于無線通訊的電子植物保姆，其特征在于:所述溫濕度傳感器(2)埋設于植物根部，數(shù)量為3個，并均勻布置；所述光照傳感器(8)設于自動遮陽簾與植物之間，被升起狀態(tài)的自動遮陽簾遮擋并不被植物遮擋。
【專利摘要】本實用新型提供一種基于無線通訊的電子植物保姆，本實用新型由主機箱、溫濕度傳感器、光照傳感器、可伸縮水管、噴頭、自動遮陽簾、自動遮陽簾控制器和進水管組成，其中主機箱內(nèi)含有MCU單片機、Wifi模塊、水泵、水泵控制器和LED顯示屏。
【IPC分類】A01G27-00, A01G9-22, A01G27-02
【公開號】CN204579370
【申請?zhí)枴緾N201520068397
【發(fā)明人】陳昭宇, 戴傳浩
【申請人】山東科技大學
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年2月2日