智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型為一種智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括主控制單元、溫度傳感器、濕度傳感器、光強(qiáng)傳感器、時(shí)鐘芯片、液晶顯示屏、短信模塊、繼電器、水泵、驅(qū)動(dòng)板、步進(jìn)電機(jī)和獨(dú)立按鍵；其連接關(guān)系為：溫度傳感器、濕度傳感器、光強(qiáng)傳感器、時(shí)鐘芯片、液晶顯示屏、短信模塊、繼電器、驅(qū)動(dòng)板、獨(dú)立按鍵分別和主控制單元相連，繼電器還與水泵相連，驅(qū)動(dòng)板還與步進(jìn)電機(jī)相連。本實(shí)用新型通過(guò)液晶屏進(jìn)行顯示，界面更加友好。用戶可以在液晶屏上實(shí)時(shí)查看花卉的溫度、濕度、光強(qiáng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)曲線顯示以及澆水和避光的狀態(tài)等信息。
【專利說(shuō)明】
智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及花卉的智能化養(yǎng)護(hù)，具體是根據(jù)時(shí)間以及環(huán)境的溫度、濕度、光強(qiáng)進(jìn)行智能化的自動(dòng)澆水和避光，并可通過(guò)手機(jī)遠(yuǎn)程控制對(duì)花卉的澆水和避光。
【背景技術(shù)】
[0002]智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，就是通過(guò)智能化的手段實(shí)現(xiàn)對(duì)花卉的自動(dòng)化澆水和避光等功能。這些智能化的手段主要有通過(guò)對(duì)環(huán)境變量的采集和分析，通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)一鍵化控制，通過(guò)無(wú)線技術(shù)遠(yuǎn)程控制等等。
[0003]現(xiàn)有的花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)一般只是通過(guò)對(duì)土壤濕度的采集從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆水，采集的環(huán)境變量少、產(chǎn)品功能單一且售價(jià)高昂；或者對(duì)系統(tǒng)的控制方式單一，只能在原地通過(guò)按鍵進(jìn)行控制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，完全不能滿足實(shí)際養(yǎng)花的需要。如《基于單片機(jī)控制的花草自動(dòng)澆水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》(《機(jī)電一體化》，2014(10):56-57)中只是闡述了檢測(cè)土壤的濕度的方案，檢測(cè)的環(huán)境變量過(guò)少;又如專利《花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)》(專利號(hào):2015204284233)中，雖然檢測(cè)了濕度、光強(qiáng)，但沒(méi)有檢測(cè)溫度信息，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的為解決現(xiàn)有產(chǎn)品的不足，提供一種新型的智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)。首先是增加了遠(yuǎn)程控制方式:該系統(tǒng)通過(guò)單片機(jī)與短信模塊SIM900A相連接，以實(shí)現(xiàn)通過(guò)手機(jī)app的遠(yuǎn)程控制。手機(jī)app可以按下“澆花”和“避光” 一鍵式發(fā)送短信遠(yuǎn)程控制花卉，按下“上傳數(shù)據(jù)”還可以解析S頂900A發(fā)送來(lái)的短信數(shù)據(jù)，對(duì)花卉當(dāng)前的環(huán)境溫度、濕度等進(jìn)行顯示，從而實(shí)現(xiàn)在花卉養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中不再局限于現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制，可以實(shí)現(xiàn)低成本的遠(yuǎn)程控制。其次是更為人性化的顯示界面，12864常規(guī)情況下只用于顯示漢字或英文等字體，本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)12864每個(gè)像素點(diǎn)的精確控制，將溫度、濕度、光強(qiáng)的實(shí)時(shí)曲線繪制在12864液晶屏上，使人機(jī)交互的界面更為豐富生動(dòng)。
[0005]本實(shí)用新型解決所述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是:
[0006]—種智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括主控制單元、溫度傳感器、濕度傳感器、光強(qiáng)傳感器、時(shí)鐘芯片、液晶顯示屏、短信模塊、繼電器、水栗、驅(qū)動(dòng)板、步進(jìn)電機(jī)和獨(dú)立按鍵；
[0007]其連接關(guān)系為:溫度傳感器、濕度傳感器、光強(qiáng)傳感器、時(shí)鐘芯片、液晶顯示屏、短信模塊、繼電器、驅(qū)動(dòng)板、獨(dú)立按鍵分別和主控制單元相連，繼電器還與水栗相連，驅(qū)動(dòng)板還與步進(jìn)電機(jī)相連。
[0008]所述的主控制單元包括STC89C52單片機(jī)；液晶顯示屏為12864;溫度傳感器為DS18B20 ；時(shí)鐘芯片為DS1302 ；短信模塊為S頂900A ；獨(dú)立按鍵數(shù)量為5個(gè)。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0010]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了花卉養(yǎng)護(hù)的遠(yuǎn)程控制:單片機(jī)與短信模塊SM900A相連接，手機(jī)向短信模塊發(fā)送特定信息(如“澆水”、“避光”，短信內(nèi)容可以自己提前設(shè)置)，短信模塊接收手機(jī)發(fā)來(lái)的信息并將信息傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)判斷短信內(nèi)容，進(jìn)行相應(yīng)的澆水或避光的控制。
[0011]系統(tǒng)的三種模式滿足了用戶的不同需求:即手動(dòng)模式、自動(dòng)模式和遠(yuǎn)程模式。手動(dòng)模式中，用戶通過(guò)按下按鍵就可以實(shí)現(xiàn)澆水和避光的操作；自動(dòng)模式中，單片機(jī)通過(guò)傳感器檢測(cè)溫度、濕度、光強(qiáng)信號(hào)，并自動(dòng)判斷進(jìn)行澆水和避光;遠(yuǎn)程模式中，單片機(jī)通過(guò)判斷手機(jī)app發(fā)來(lái)的信息進(jìn)行澆水和避光的操作。
[0012]本實(shí)用新型通過(guò)液晶屏進(jìn)行顯示，界面更加友好。用戶可以在液晶屏上實(shí)時(shí)查看花卉的溫度、濕度、光強(qiáng)、時(shí)間以及澆水和避光的狀態(tài)等信息。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)敘述本實(shí)用新型。
[0015]本實(shí)用新型為智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，系統(tǒng)框圖如圖1所示，包括主控制單元(1)、溫度傳感器(2)、濕度傳感器(3)、光強(qiáng)傳感器(4)、時(shí)鐘芯片(5)、液晶顯示屏(6)、短信模塊(7)、繼電器(8)、水栗(9)、驅(qū)動(dòng)板(10)、步進(jìn)電機(jī)(11)和獨(dú)立按鍵(12);
[0016]其連接關(guān)系為:溫度傳感器(2)DS18B20、濕度傳感器(3)、光強(qiáng)傳感器(4)、時(shí)鐘芯片(5)DS1302、液晶顯示屏(6)1602、短信模塊(7)3頂90(^、繼電器(8)、驅(qū)動(dòng)板(10)、獨(dú)立按鍵(12)分別和主控制單元(I)相連，繼電器(8)還與水栗(9)相連，驅(qū)動(dòng)板(10)還與步進(jìn)電機(jī)
(11)相連；
[0017]具體為:該系統(tǒng)以主控制單元(STC89C52單片機(jī))(1)作為系統(tǒng)信息處理和控制的核心，通過(guò)采集溫度傳感器、濕度傳感器、光強(qiáng)傳感器和時(shí)鐘芯片的信號(hào)進(jìn)行分析，然后通過(guò)繼電器控制水栗的澆水，通過(guò)驅(qū)動(dòng)板控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行避光。共有五個(gè)獨(dú)立按鍵
(12)，其中三個(gè)獨(dú)立按鍵來(lái)控制手動(dòng)模式、自動(dòng)模式、遠(yuǎn)程模式的切換，另有兩個(gè)按鍵來(lái)控制手動(dòng)的澆水或避光。
[0018]溫度傳感器(DS18B20)(2)通過(guò)Ι-wire總線與單片機(jī)連接，發(fā)送溫度數(shù)據(jù)給單片機(jī)處理;土壤濕度傳感器(3)與單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換模塊相連接，模擬量的濕度信號(hào)經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字量供單片機(jī)處理;光強(qiáng)傳感器(4)通過(guò)I2C方式與單片機(jī)相連接，發(fā)送光照強(qiáng)度信號(hào)給單片機(jī);時(shí)鐘芯片(DS1302) (5)通過(guò)I2C方式與單片機(jī)相連接，為整個(gè)系統(tǒng)提供精確的當(dāng)前時(shí)間；液晶屏(12864)(6)與單片機(jī)通過(guò)并行方式連接，采用逐點(diǎn)繪制的方法，在液晶屏上可以顯示溫度、濕度、光強(qiáng)曲線；短信模塊(SIM900A)(7)通過(guò)UART串口與單片機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)了串口轉(zhuǎn)無(wú)線的無(wú)線傳輸;單片機(jī)普通1 口與繼電器(8)相連，繼電器再連接水栗控制水栗通斷；單片機(jī)通過(guò)普通1口與驅(qū)動(dòng)板(TB6560) (10)相連，驅(qū)動(dòng)板再與步進(jìn)電機(jī)(11)相連控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0019]本實(shí)用新型的智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)中器件的位置關(guān)系為:單片機(jī)與溫度傳感器、濕度傳感器、光強(qiáng)傳感器、AD轉(zhuǎn)換模塊、繼電器等都集成在了 PCB板上，通過(guò)螺釘螺母將PCB板的四角固定在機(jī)械結(jié)構(gòu)上。PCB板與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連接，驅(qū)動(dòng)器與步進(jìn)電機(jī)相連接，步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)軸套接在皮帶輪上，皮帶輪再與圓盤(pán)固定，圓盤(pán)上固定花盆，這樣就可以通過(guò)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶輪帶動(dòng)圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤(pán)帶動(dòng)花卉的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而最終實(shí)現(xiàn)花卉的轉(zhuǎn)動(dòng)而避光。水栗放置在側(cè)面，其一端從水箱里吸水，一端連接花卉，從而實(shí)現(xiàn)澆水。單片機(jī)上的濕度傳感器應(yīng)將其濕敏探頭插入土中以測(cè)量土壤濕度。光強(qiáng)傳感器應(yīng)放置在整個(gè)器件的上方以充分接收當(dāng)前光強(qiáng)信息。
[0020]本實(shí)用新型的動(dòng)態(tài)運(yùn)行方式為:本系統(tǒng)有三種模式?？梢酝ㄟ^(guò)三個(gè)按鍵互相切換。切換為手動(dòng)模式，則可以通過(guò)手動(dòng)按下澆花鍵控制水栗澆水，通過(guò)手動(dòng)按下避光鍵實(shí)現(xiàn)避光。切換為自動(dòng)模式時(shí)，單片機(jī)通過(guò)讀取溫度、濕度、光強(qiáng)信號(hào)，來(lái)自動(dòng)判斷澆水和避光的時(shí)間，從而自動(dòng)控制小水栗實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆水，控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)避光;切換為遠(yuǎn)程模式時(shí)，可以通過(guò)手機(jī)app遠(yuǎn)程控制花卉，按下“上傳數(shù)據(jù)”時(shí)可以在app上獲得當(dāng)前花卉的溫度、濕度、光強(qiáng)等信息，按下“澆花”鍵時(shí)水栗會(huì)給花卉澆水，按下“避光”鍵時(shí)步進(jìn)電機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)使花舟避光D
[0021 ]本實(shí)用新型未盡事宜為公知技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，其特征為該系統(tǒng)包括主控制單元、溫度傳感器、濕度傳感器、光強(qiáng)傳感器、時(shí)鐘芯片、液晶顯示屏、短信模塊、繼電器、水栗、驅(qū)動(dòng)板、步進(jìn)電機(jī)和獨(dú)立按鍵； 其連接關(guān)系為:溫度傳感器、濕度傳感器、光強(qiáng)傳感器、時(shí)鐘芯片、液晶顯示屏、短信模塊、繼電器、驅(qū)動(dòng)板、獨(dú)立按鍵分別和主控制單元相連，繼電器還與水栗相連，驅(qū)動(dòng)板還與步進(jìn)電機(jī)相連。2.如權(quán)利要求1所述的智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，其特征為所述的主控制單元包括STC89C52單片機(jī);溫度傳感器為DS18B20;時(shí)鐘芯片為DS1302;短信模塊為S頂900A;獨(dú)立按鍵數(shù)量為5個(gè)。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK205511002SQ201620177286
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月9日
【發(fā)明人】周?chē)? 李帥甫, 郭興, 朱遠(yuǎn)飛, 趙業(yè)佳, 李新冉, 張思祥
【申請(qǐng)人】河北工業(yè)大學(xué)