家庭盆栽植物的智能管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種家庭盆栽植物的智能管理系統(tǒng)，具有主控處理器、電源驅(qū)動(dòng)電路、直動(dòng)式電磁閥、水管、水箱、觸摸式液晶面板和若干組燈珠陣列；主控處理器的I/O輸出端接電源驅(qū)動(dòng)電路的輸入端；每組燈珠陣列均包括紅光燈珠陣列和藍(lán)光燈珠陣列；紅光燈珠陣列和藍(lán)光燈珠陣列的輸入端分別接對應(yīng)電源驅(qū)動(dòng)電路的輸出端；直動(dòng)式電磁閥的控制端通過外接插頭與主控處理器的I/O輸出端連接；水管的一端連接在水箱上，水管上分布連接有若干直動(dòng)式電磁閥。本實(shí)用新型在工作繁忙、出差在外時(shí)，能利用手機(jī)遠(yuǎn)程控制盆景的補(bǔ)光和補(bǔ)水。
【專利說明】家庭盆栽植物的智能管理系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及照明【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種家庭盆栽植物的智能管理系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著生活節(jié)奏的加快和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，越來越多的人開始向往田園生活，喜歡在家里種植花草盆景，一方面美化家庭環(huán)境，凈化居所空氣，另一方面陶冶情操，放松身心。盆景生長需要水、肥料和充足的陽光，在家庭盆栽植物的種植中很多家庭室內(nèi)特別是客廳的光照條件達(dá)不到光照要求。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的植物補(bǔ)光燈主要有兩種，一種是采用熒光燈、白熾燈、金屬鹵燈等傳統(tǒng)光源的補(bǔ)光燈，由于其光譜基本為線狀譜線，與植物光合吸收光譜匹配不理想，能夠被植物吸收的只是個(gè)別波段的光，其他波段的光都被浪費(fèi)，耗電量大，不節(jié)能，且不易進(jìn)行智能控制。第二種是采用LED光源的補(bǔ)光燈，但這類補(bǔ)光燈多為集中混合補(bǔ)光，針對的植物種類單一，光照面積固定，一般適用于大規(guī)模農(nóng)業(yè)種植中，無法滿足多樣化的家庭盆景種植，因此現(xiàn)有的植物補(bǔ)光燈在種植家庭盆景的場合無法廣泛應(yīng)用。
[0004]此外，盆栽植物的種植中很多家庭采用單一的人工澆水，當(dāng)由于工作繁忙、出差在外等種種原因沒有及時(shí)給植物澆水時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致花草植物的枯萎死亡。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種光照均勻、節(jié)能環(huán)保、光效高的家庭盆栽植物的智能管理系統(tǒng)。
[0006]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是:一種家庭盆栽植物的智能管理系統(tǒng)，具有主控處理器、電源驅(qū)動(dòng)電路和若干組燈珠陣列；所述主控處理器的I/o輸出端接電源驅(qū)動(dòng)電路的輸入端；所述每組燈珠陣列均包括紅光燈珠陣列和藍(lán)光燈珠陣列；所述紅光燈珠陣列和藍(lán)光燈珠陣列的輸入端分別接對應(yīng)電源驅(qū)動(dòng)電路的輸出端；還具有直動(dòng)式電磁閥、水管、水箱和觸摸式液晶面板；所述直動(dòng)式電磁閥的控制端通過外接插頭與主控處理器的I/o輸出端連接；所述水管的一端連接在水箱上，水管上分布連接有若干直動(dòng)式電磁閥；所述觸摸式液晶面板與主控處理器雙向通訊連接，觸摸式液晶面板上具有各組燈珠陣列的獨(dú)立開關(guān)、各組燈珠陣列的參數(shù)設(shè)置按鍵以及直動(dòng)式電磁閥的參數(shù)設(shè)置按鍵。
[0007]上述技術(shù)方案還具有GPRS無線通信電路和移動(dòng)設(shè)備；所述主控處理器通過串口與GPRS無線通信電路連接；所述移動(dòng)設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程設(shè)置燈珠陣列的參數(shù)及直動(dòng)式電磁閥的參數(shù)。
[0008]上述技術(shù)方案所述電源驅(qū)動(dòng)電路包括大功率LED驅(qū)動(dòng)芯片；所述大功率LED驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端接燈珠陣列；所述主控處理器的I/o輸出端通過PWM信號接大功率LED驅(qū)動(dòng)芯片的輸入端。
[0009]上述技術(shù)方案所述每組燈珠陣列由六顆并聯(lián)的功率均為0.5W的紅光LED燈珠和六顆并聯(lián)的功率均為0.5W的藍(lán)光LED燈珠組成，燈珠陣列按一定的空間位置焊接安裝在電路板上。
[0010]上述技術(shù)方案還具有220V?5V的電源適配器；所述電源適配器的輸出端接主控處理器和系統(tǒng)中其他電路的電源輸入端。
[0011]上述技術(shù)方案所述大功率LED驅(qū)動(dòng)芯片為AMC7140芯片。
[0012]上述技術(shù)方案所述主控處理器為ARM9S3C2440A芯片。
[0013]上述技術(shù)方案所述觸摸式液晶面板為5.7英寸的觸摸式液晶顯示器。
[0014]上述技術(shù)方案所述直動(dòng)式電磁閥為小口徑的電磁閥。
[0015]采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型具有以下積極的效果:
[0016](I)本實(shí)用新型還具有直動(dòng)式電磁閥、水管和水箱，配有專用的水管，能完成自動(dòng)澆水功能，專用的水管安裝在經(jīng)過需要澆水的盆景上方，水管每隔一定距離安裝一個(gè)直動(dòng)式電磁閥，可同時(shí)給多盆植物自動(dòng)澆水，使用時(shí)如果需要人工澆水，可通過面板設(shè)置將自動(dòng)補(bǔ)水功能關(guān)閉；自動(dòng)補(bǔ)水時(shí)只要設(shè)置好每一組澆水時(shí)間長短和間隔，水箱中加好水即可。此夕卜，當(dāng)人們出差在外時(shí)系統(tǒng)還可通過手機(jī)遠(yuǎn)程設(shè)置自動(dòng)澆水時(shí)間和間隔，需要澆水時(shí)控制信號自動(dòng)將電磁閥打開，達(dá)到需要的水量后自動(dòng)將電磁閥關(guān)閉，從而完成遠(yuǎn)程無線控制，保證植物的良好生長。
[0017](2)本實(shí)用新型針對家庭盆景的栽種，為了使光照均勻分布于整盆植物，沒有采用單顆大功率的LED燈珠，而是采用多組節(jié)能環(huán)保、易被植物吸收的紅光和藍(lán)光LED燈珠，將六顆小功率0.5W的紅光燈珠按一定的空間位置安裝在電路板上，組成額定總功率為3W的紅光燈珠陣列，將六顆0.5W的藍(lán)光燈珠按一定的空間位置安裝在電路板上，組成額定總功率為3W的藍(lán)光燈珠陣列，這兩個(gè)燈珠陣列為一組，重點(diǎn)對應(yīng)一盆需補(bǔ)光的盆栽植物，保證綠色植物有充足、均勻的光照，達(dá)到較好的生長效果。采用LED燈珠最大的好處是節(jié)能、環(huán)保、光效高，相同的光照度下可比白熾燈省電90%以上。另外，主控處理器通過I/O 口輸出PWM信號給AMC7140大功率LED驅(qū)動(dòng)芯片，AMC7140芯片的最大驅(qū)動(dòng)電流為700mA，最大能驅(qū)動(dòng)5W的LED，完全能驅(qū)動(dòng)額定功率為3W的燈珠陣列，因此將六個(gè)0.5W的LED燈珠進(jìn)行并聯(lián)后由AMC7140芯片進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0018](3)本實(shí)用新型還具有觸摸式液晶面板；觸摸式液晶面板與主控處理器雙向通訊連接，觸摸式液晶面板上具有各組燈珠陣列的獨(dú)立開關(guān)、各組燈珠陣列的參數(shù)設(shè)置按鍵以及直動(dòng)式電磁閥的參數(shù)設(shè)置按鍵，各組燈珠陣列可獨(dú)立開關(guān)，每組均可獨(dú)立設(shè)置工作參數(shù)從而使得光照面積可調(diào)，大大方便了用戶使用。例如有4組燈珠陣列，現(xiàn)需要給客廳的一盆綠色植物補(bǔ)光，則只要將一組燈珠陣列打開，其它三組燈珠陣列都可關(guān)閉；如果需要同時(shí)給4盆植物或者一盆大型盆景補(bǔ)光，則可將4組燈珠陣列全部打開。參數(shù)設(shè)置包括紅光、藍(lán)光的開和關(guān)、每組燈珠陣列的功率大小O?3W、每組燈珠陣列照明的時(shí)間長短、每組燈珠陣列照明的時(shí)間間隔、自動(dòng)澆水功能的開關(guān)、每組電磁閥打開的時(shí)間長短、每組電磁閥打開的時(shí)間間隔等。參數(shù)設(shè)置完成后系統(tǒng)自動(dòng)工作，無需人工看管，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)智能管理和控制，方便上班族特別是需要出差的用戶使用。
[0019](4)本實(shí)用新型還具有220V?5V的電源適配器；所述電源適配器的輸出端接主控處理器和系統(tǒng)中其他電路的電源輸入端，可以將220V的交流市電變?yōu)?V的直流電源。
[0020](5)本實(shí)用新型還具有GPRS無線通信電路和移動(dòng)設(shè)備；主控處理器通過串口與GPRS無線通信電路連接；移動(dòng)設(shè)備上的客戶端通過無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程設(shè)置燈珠陣列的參數(shù)及直動(dòng)式電磁閥的參數(shù)；工作繁忙、出差在外時(shí)，能利用手機(jī)通過通用無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制盆景的補(bǔ)光和補(bǔ)水。
[0021](6)本實(shí)用新型的直動(dòng)式電磁閥為小口徑的電磁閥，可以達(dá)到更好的灌溉效果和節(jié)水效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0023]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0024]圖2為本實(shí)用新型的一組紅光或藍(lán)光燈珠陣列的功率控制電路示意圖。
[0025]圖3為本實(shí)用新型的補(bǔ)光處理流程圖；
[0026]圖4為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0027]附圖中標(biāo)號為:主控處理器1、移動(dòng)設(shè)備2、電源驅(qū)動(dòng)電路3、大功率LED驅(qū)動(dòng)芯片3-1、紅光燈珠陣列4、藍(lán)光燈珠陣列5、直動(dòng)式電磁閥6、水管7、水箱8、觸摸式液晶面板9、GPRS無線通信電路10。

【具體實(shí)施方式】
[0028](實(shí)施例1)
[0029]見圖1、圖2和圖4，本實(shí)用新型具有主控處理器1、電源驅(qū)動(dòng)電路3和若干組燈珠陣列；主控處理器I為ARM9芯片S3C2440A，主控處理器I的I/O輸出端接電源驅(qū)動(dòng)電路3的輸入端；每組燈珠陣列均包括紅光燈珠陣列4和藍(lán)光燈珠5陣列，每組燈珠陣列由六顆并聯(lián)的功率均為0.5W的紅光LED燈珠和六顆并聯(lián)的功率均為0.5W的藍(lán)光LED燈珠組成，燈珠陣列按一定的空間位置焊接安裝在電路板上；紅光燈珠陣列4和藍(lán)光燈珠陣列5的輸入端分別接對應(yīng)電源驅(qū)動(dòng)電路3的輸出端；電源驅(qū)動(dòng)電路3包括大功率LED驅(qū)動(dòng)芯片3-1 ;大功率LED驅(qū)動(dòng)芯片3-1為AMC7140芯片，大功率LED驅(qū)動(dòng)芯片3_1的輸出端接燈珠陣列；主控處理器I的I/O輸出端通過PWM信號接大功率LED驅(qū)動(dòng)芯片3-1的輸入端；還具有直動(dòng)式電磁閥6、水管7和水箱8 ;直動(dòng)式電磁閥6為小口徑的電磁閥，直動(dòng)式電磁閥6的控制端通過外接插頭與主控處理器I的I/O輸出端連接；水管7的一端連接在水箱8上，水管7上分布連接有若干直動(dòng)式電磁閥6。
[0030]還具有觸摸式液晶面板9 ;觸摸式液晶面板9為5.7英寸的觸摸式液晶顯不器，觸摸式液晶面板9與主控處理器I雙向通訊連接，觸摸式液晶面板9上具有各組燈珠陣列的獨(dú)立開關(guān)、各組燈珠陣列的參數(shù)設(shè)置按鍵以及直動(dòng)式電磁閥6的參數(shù)設(shè)置按鍵。
[0031]還具有GPRS無線通信電路10和移動(dòng)設(shè)備2 ;主控處理器I通過串口與GPRS無線通信電路10連接；移動(dòng)設(shè)備2為手機(jī)，移動(dòng)設(shè)備2上的客戶端通過無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程設(shè)置燈珠陣列的參數(shù)及直動(dòng)式電磁閥6的參數(shù)。
[0032]還具有220V?5V的電源適配器；電源適配器的輸出端接主控處理器I和系統(tǒng)中其他電路的電源輸入端，如若有需求，還可以加上土壤水分傳感器，土壤水分傳感器的輸出端接主控處理器I的I/o輸入端，用于檢測土壤水分，判斷是否需要補(bǔ)水。
[0033]本實(shí)用新型的工作原理為:
[0034]具體步驟見圖3，(I)主控處理器I讀取設(shè)置的參數(shù)；
[0035](2)判斷本陣列是否要開；若為否，則照明定時(shí)為O ;若為是，則進(jìn)入步驟(3)；
[0036](3)判斷照明時(shí)間間隔是否到；若為否，則照明定時(shí)為O ;若為是，則根據(jù)本組設(shè)置的功率參數(shù)，計(jì)算PWM信號的高低電平時(shí)間，啟動(dòng)MCU片內(nèi)PWM模塊，輸出PWM信號；
[0037](4)根據(jù)本組設(shè)置的照明時(shí)間參數(shù)，啟動(dòng)定時(shí)器；
[0038](5)判斷本組是否自動(dòng)澆水；若為否，則關(guān)閉電磁閥；若為是，則進(jìn)入步驟(6)；
[0039](6)判斷澆水時(shí)間間隔是否到；若為是，則打開電磁閥，根據(jù)設(shè)置的澆水時(shí)間，啟動(dòng)澆水定時(shí)器；若為否，則關(guān)閉電磁閥；
[0040](7)判斷澆水時(shí)間是否到；若為是，則關(guān)閉電磁閥；若為否，則繼續(xù)判斷澆水時(shí)間是否到，直至為是；
[0041](8)判斷時(shí)間是否到，若是，則退出；若否，則繼續(xù)判斷時(shí)間是否到，直至到達(dá)設(shè)定時(shí)間。
[0042]主控處理器I通過I/O 口輸出PWM信號給AMC7140大功率LED驅(qū)動(dòng)芯片3_1，AMC7140芯片的最大驅(qū)動(dòng)電流為700mA，最大能驅(qū)動(dòng)5W的LED，完全能驅(qū)動(dòng)額定功率為3W的單色燈珠陣列，因此將六個(gè)0.5W的LED燈珠進(jìn)行并聯(lián)后由AMC7140芯片進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0043]每一個(gè)單色燈珠陣列額定功率為3W，為了滿足個(gè)性化的需求，LED燈的功率可進(jìn)行O?3W的數(shù)字化調(diào)節(jié)。而LED的調(diào)光控制有電流和電壓調(diào)節(jié)兩種，由于改變LED的電流會(huì)使LED的色溫發(fā)生改變，會(huì)影響到植物對光的吸收，因此本實(shí)用新型采用PWM電壓調(diào)節(jié)的方式，實(shí)際上是通過主控處理器I輸出高頻脈寬調(diào)制(PWM)信號，不斷開關(guān)LED燈，從而改變LED的平均功率達(dá)到功率調(diào)節(jié)的目的。LED燈的開關(guān)時(shí)間比決定了功率的大小，因此只要改變PWM信號中高低電平的持續(xù)時(shí)間比就能改變功率的大小。
[0044]見圖4，為了避免盆栽植物因用戶長時(shí)間不在家而干枯死亡的問題，增配有一個(gè)裝有水(水中也可放有營養(yǎng)肥)的水箱8和專用的水管7，水管7安裝在經(jīng)過需要澆水的盆景上方，能完成自動(dòng)澆水功能，水管7每隔一定距離安裝一個(gè)直動(dòng)式電磁閥6，可同時(shí)給多盆植物自動(dòng)澆水，直動(dòng)式電磁閥6為小口徑的電磁閥，以達(dá)到更好的灌溉效果和節(jié)水效果。電路板輸出多路控制信號通過接插頭連接到各組直動(dòng)式電磁閥6，能獨(dú)立控制各組直動(dòng)式電磁閥6的開關(guān)，用戶通過觸摸式屏或手機(jī)遠(yuǎn)程設(shè)置好自動(dòng)澆水時(shí)間和間隔，需要澆水時(shí)控制信號自動(dòng)將直動(dòng)式電磁閥6打開，達(dá)到需要的水量后自動(dòng)將直動(dòng)式電磁閥6關(guān)閉。
[0045]以上所述的具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種家庭盆栽植物的智能管理系統(tǒng)，具有主控處理器(I)、電源驅(qū)動(dòng)電路(3)和若干組燈珠陣列；所述主控處理器(I)的I/o輸出端接電源驅(qū)動(dòng)電路(3)的輸入端；所述每組燈珠陣列均包括紅光燈珠陣列(4)和藍(lán)光燈珠(5)陣列；所述紅光燈珠陣列(4)和藍(lán)光燈珠陣列(5)的輸入端分別接對應(yīng)電源驅(qū)動(dòng)電路(3)的輸出端；其特征在于:還具有直動(dòng)式電磁閥(6)、水管(7)、水箱⑶和觸摸式液晶面板(9);所述直動(dòng)式電磁閥(6)的控制端通過外接插頭與主控處理器(I)的I/O輸出端連接；所述水管(7)的一端連接在水箱(8)上，水管(7)上分布連接有若干直動(dòng)式電磁閥￠);所述觸摸式液晶面板(9)與主控處理器(I)雙向通訊連接，觸摸式液晶面板(9)上具有各組燈珠陣列的獨(dú)立開關(guān)、各組燈珠陣列的參數(shù)設(shè)置按鍵以及直動(dòng)式電磁閥出)的參數(shù)設(shè)置按鍵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭盆栽植物的智能管理系統(tǒng)，其特征在于:還具有GPRS無線通信電路(10)和移動(dòng)設(shè)備(2);所述主控處理器(I)通過串口與GPRS無線通信電路(10)連接；所述移動(dòng)設(shè)備(2)上的客戶端通過無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程設(shè)置燈珠陣列的參數(shù)及直動(dòng)式電磁閥(6)的參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的家庭盆栽植物的智能管理系統(tǒng)，其特征在于:所述電源驅(qū)動(dòng)電路(3)包括大功率LED驅(qū)動(dòng)芯片(3-1);所述大功率LED驅(qū)動(dòng)芯片(3_1)的輸出端接燈珠陣列；所述主控處理器(I)的I/O輸出端通過PWM信號接大功率LED驅(qū)動(dòng)芯片(3-1)的輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的家庭盆栽植物的智能管理系統(tǒng)，其特征在于:所述每組燈珠陣列由六顆并聯(lián)的功率均為0.5W的紅光LED燈珠和六顆并聯(lián)的功率均為0.5W的藍(lán)光LED燈珠組成，燈珠陣列焊接安裝在電路板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的家庭盆栽植物的智能管理系統(tǒng)，其特征在于:還具有220V?5V的電源適配器；所述電源適配器的輸出端接主控處理器(I)和系統(tǒng)中其他電路的電源輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的家庭盆栽植物的智能管理系統(tǒng)，其特征在于:所述大功率LED驅(qū)動(dòng)芯片(3-1)為AMC7140芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的家庭盆栽植物的智能管理系統(tǒng)，其特征在于:所述主控處理器(I)為 ARM9 芯片 S3C2440A。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的家庭盆栽植物的智能管理系統(tǒng)，其特征在于:所述觸摸式液晶面板(9)為5.7英寸的觸摸式液晶顯示器。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的家庭盆栽植物的智能管理系統(tǒng)，其特征在于:所述直動(dòng)式電磁閥(6)為小口徑的電磁閥。
【文檔編號】G05B19/04GK204028594SQ201420452029
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】張素琴 申請人:張素琴