CN102657064A - 智能浇花装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能浇花装置，包括ARM7核心控制单元、键盘、LCD液晶显示器、输入端电路和输出端电路。ARM7核心控制单元分别与键盘、LCD液晶显示器、输入端电路和输出端电路相连，进行对整个系统的核心控制。输入端电路采用湿度探针提供对探测花盆土壤信号的输入。输出端电路接收来自ARM7输出端口的对应土壤信号的输出信号，控制电磁阀的开关状态。通过LCD液晶显示屏和键盘来为每个花盆选择供水模式，每种花可以从对应的5种供水模式中选择。本发明智能浇花装置不仅可以在人们出差、长假旅游等无人照管的条件下实现对花卉的自动浇水，还可以针对不同花的品种，采取不同的浇灌模式，保证各个品种的花都能得到各自适宜的水分。

Description

智能浇花装置

技术领域

本发明涉及一种智能浇花装置，特别是一种针对不同花的品种采取不同供水模式的智能浇花装置。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，人们的精神生活发生了很大的变化，其中很大一部分人把养花作为他们的精神寄托，花草可以陶冶情操、净化空气。但是，当人们出差、旅游或有事长时间外出时，家中的花草会因为长时间无人浇水而干枯或死亡,给养花爱好者带来一定烦恼。于是，浇花装置便应运而生。

授权公告号为CN 202085562 U的实用新型专利提出一种自动浇花装置，包括一个蓄水罐，一个液体渗出装置，一个锥形插入装置。其中液体渗出装置为一个空心软木管。储水罐中的水通过渗出装置实现对花卉的浇灌，但是该装置无法控制浇水时间和出水量。

授权公告号为CN 202035354 U的实用新型专利提出一种自动浇花装置，改善了前述专利的不足，其部件由电磁阀、控制板、控制模块、出水口、进出口、时间调节按钮、出水量调节按钮组成。通过调节喷水量的大小和电磁阀导通时间的长短，实现调节出水口的出水量和出水时间的功能。

专利号为ZL 200320123898.9的实用新型专利提出一种全自动智能浇花装置，包括水量限制开关、出水喷头及管路，还包括带有电磁水阀的主机控制器。该实用新型专利可以实现0～24小时定时控制，自动完成浇水。但是这类专利公布的自动浇水装置只能自动定时浇水，无法根据土壤的干湿度进行自动控制浇水。

授权公告号为：CN 201839672 U的实用新型专利提出一种自动浇花装置，包含电源变压器、湿度检测器、花盆、水泵、蓄水盆和电源。该实用新型专利不仅可以实现自动浇水，还利用通过湿度检测器根据土壤的干湿度控制浇水，该自动浇花装置性能更加优化。

授权公告号为：CN 202005185 U的实用新型专利提出一种智能浇花控制系统，包括设置有储水槽的车体、出水喷头、设置于花草间的用于标注花草位置和土壤湿度的光源标注装置、设置在车体上的智能控制装置和红外遥控器。该实用新型专利可以自动定点识别花草位置并对花草定量灌溉，使用方便，更加智能化、人性化。但是，目前在花贲种植业中，由于不同的花卉品种所需的浇水方案不同，过多的或者过少的水分都会不利于花的生长，这给花贲的管理和栽培带来了困难。尤其是对个体养花爱好者而言，养的品种较多，并且没有时间和精力管理，致使许多名贵的花由于浇水不当很快凋谢。但是当前市场上的自动浇花器只能在土壤干时，予以浇灌，只能避免花贲枯萎，不能够针对不同花卉的品种采取不同的供水模式以使其健康的生长。

发明内容

为了解决上述问题，本发明设计了一种带有专家系统的新型的智能浇花装置，该智能浇花装置针对不同花卉的品种采取不同的浇灌措施，保证每个品种的花都能得到各自适宜的水分。从而保证了花贲在主人工作忙、出差或长假旅游期间花卉无人照管的情况下仍能得到适宜的水分供给，得到良好的生长。

为实现上述目的，本发明提供一种智能浇花装置，包含电磁阀、湿度探针、电源、滴管、 ARM7核心控制单元、键盘、LCD液晶显示器、输入端电路和输出端电路。ARM7核心控制单元分别与键盘、LCD液晶显示器、输入端电路和输出端电路相连，进行对整个系统的核心控制。

优选的是：输入端电路由5 V电源，湿度探针，LM324电压比较器，电阻R1、R2、R4和变阻器R3组成。5 V电源与R1和湿度探针相连。同时5 V电源也与R2、R4和变阻器R3相连。湿度探针插入花盆土壤，电阻R4接地。LM324电压比较器的同相端连接在电阻R2与变阻器R3之间，LM324电压比较器的反相端连接在电阻R1与湿度探针之间。

优选的是：智能浇花装置的输入端电路提供对探测花盆土壤信号的输入。当土壤处于干燥状态时探针之间的电阻非常大，此时接入LM324电压比较器反相端电压高于同相端电压，进入电压比较器后输出为负电压；当土壤湿润时，探针之间的电阻相对较小，接入LM324电压比较器反相端电压低于同相端电压，进入电压比较器后输出为正电压。通过调整电位器R3的值可以设定不同湿度的门限值，R4为保护电阻。

优选的是：ARM7核心控制单元型号为：S3C44B0X。使用S3C44B0X的GPC4~GPC15（101~108引脚和111~114引脚）和GPE4~GPE7（69~72引脚）作为输入接口。GPD0~GPD7 ( 91~98引脚 ) 和GPA1~GPA8 ( 140~147引脚 ) 作为输出接口。输入端口GPC4~GPC15和GPE4~GPE7对应输出端口GPD0~GPD7和GPA1~GPA8。使用GPC1~GPC3（115~117引脚）接LCD。使用GPG4~GPG7（38~40引脚）接键盘。

优选的是：当ARM7输入端口检测到负电压时（土壤湿度低于湿度设定的门限值），ARM7微控制器将其对应的输出端口置于高电平，使电磁阀导通；当ARM7的输入端口检测到正电压时（土壤湿度高于湿度设定的门限值），ARM7微控制器将其对应的输出端口置于低电平，使电磁阀截止。

优选的是：输出端电路由12 V电源、电磁阀、滴管、74HC244、电阻、二极管和三极管组成。其中74HC244和电阻串联在三极管基极位置上，电磁阀和二极管并联在12 V电源和三极管集电极之间，三极管发射极接地，滴管的一端与电磁阀相连，另一端放到花盆中。

优选的是：输出端电路接收来自ARM7输出端口的输出信号。当输出信号为低电平时，三极管无法导通，电磁阀处于关闭状态；当输出信号为高电平5 V时，三极管导通，此时电磁阀两端的电压为12 V，达到门限电压，电磁阀阀门打开，水经电磁阀流出。

优选的是：智能浇花装置可以同时对16盆花卉进行浇水。

优选的是：通过LCD液晶显示屏和键盘来为每个花盆选择供水模式，每种花可以从对应的5种供水模式中选择。

优选的是：5种供水模式分别为：

（1）非常喜湿：每1天对花盆土壤探测1次，电磁阀每次流水时间为5秒，相邻两次延迟15秒；

（2）喜湿：每3天对花盆土壤探测1次，电磁阀每次流水时间为5秒，相邻两次延迟15秒；

（3）正常：每5天对花盆土壤探测1次，电磁阀每次流水时间为6秒，相邻两次延迟15秒；

（4）喜干：每7天对花盆土壤探测1次，电磁阀每次流水时间为6秒，相邻两次延迟15秒；

（5）非常喜干：每10天对花盆土壤探测1次，电磁阀每次流水时间为6秒，相邻两次延迟15秒。

该智能浇花装置的使用方法为：首先，将各个端口的湿度探针插到对应的花盆土壤中，将电磁阀伸出来的滴管放到花盆中；其次，根据花卉品种的不同调整花盆内土壤湿度门限值。设置湿度门限值较高有利于非常喜湿和喜湿的花卉（减小电位器的电阻值），设置湿度门限值较低有利于非常喜干和喜干的花卉（增大电位器的电阻值）。然后开启装置电源，系统开始初始化。系统启动后，通过键盘上的数字或数字组合来选择端口号，根据端口对应的花卉品种，在键盘上选择相应的浇水模式。在这个过程中系统检测是否有键盘输入，如果检测到有键盘输入，则转入到键盘输入端口处理模块处理。同时定时器开始计时，LCD屏上显示状态。操作者可对照现实设定相应端口的浇水工作模式，并按确认键退出键盘设定状态。若键盘输入超过10分钟后，仍然没有得到确认，那么将跳出键盘输入处理，去执行各个端口的浇水模式流程。选好浇水模式后，输入端电路中的湿度探针开始探测土壤的干湿度。当土壤处于干燥状态时探针之间的电阻非常大，接入LM324电压比较器反相端电压高于同相端电压，进入电压比较器后输出为负电压。ARM7在输入端口检测到负电压，将其对应的输出端口置于高电平。输出端电路接收来自ARM7输出端口的高电平输出信号，三极管导通，此时电磁阀两端的电压为12 V，达到门限电压，电磁阀阀门打开，水经电磁阀流出。相应的当土壤湿度高于对应端口花卉设定的湿度门限值时，进入电压比较器后输出为正电压。ARM7在输入端口检测到该正电压，将其对应的输出端口置于低电平。输出信号为低电平时，三极管无法导通，电磁阀关闭，停止浇水。在系统运行过程中，系统会不断地刷新端口的状态并在LCD显示器上显示。在此期间用户可以修改各个端口的供水模式，并且可以启用空闲端口来为空闲的端口选择供水模式。

本发明智能浇花装置不仅可以在人们出差、长假旅游等无人照管的条件下实现对花卉的自动浇水，还可以针对不同花的品种，采取不同的浇灌模式，保证各个品种的花都能得到各自适宜的水分。另外本发明可以同时实现对16盆花卉同时浇水。

附图说明

    图1是按照本发明的智能浇花装置优选实施例的总体框图。

图2是图1所述智能浇花装置优选实施例的输入端电路图。

图3是图1所述智能浇花装置优选实施例的ARM7核心控制单元。

图4是图1所述智能浇花装置优选实施例的输出端电路图。

图5是图1所述智能浇花装置优选实施例的五种供水模式流程图。

图6是图1所述智能浇花装置优选实施例的总体流程图。

图中，1. 湿度探针、2. 滴管、3. 变阻器R3、4. LCD显示屏、5. 键盘、6. 浇水模式、7. LCD显示屏显示的各个端口设置好的供水模式。

具体实施方式

参照图1所示，智能浇花装置，包括ARM7核心控制单元、键盘5、LCD液晶显示器4、输入端电路和输出端电路。ARM7核心控制单元分别与键盘、LCD液晶显示器、输入端电路和输出端电路相连，进行对整个系统的核心控制。输入端电路由5 V电源，湿度探针1，LM324电压比较器，电阻R1、R2、R4和变阻器R3组成。5 V电源与R1、湿度探针1相连。同时5 V电源也与R2、R4和变阻器R3相连。湿度探针1插入花盆土壤，电阻R4接地。LM324电压比较器的同相端连接在电阻R2与变阻器R3之间，LM324电压比较器的反相端连接在电阻R1与湿度探针之间。ARM7核心控制单元型号为：S3C44B0X。使用S3C44B0X的GPC4~GPC15（101~108引脚和111~114引脚）和GPE4~GPE7（69~72引脚）作为输入接口。GPD0~GPD7 ( 91~98引脚 ) 和GPA1~GPA8 ( 140~147引脚 ) 作为输出接口。输入端口GPC4~GPC15和GPE4~GPE7对应输出端口GPD0~GPD7和GPA1~GPA8。使用GPC1~GPC3（115~117引脚）接LCD显示器。使用GPG4~GPG7（38~40引脚）接键盘。输出端电路由12 V电源、电磁阀、滴管、74HC244、电阻、二极管和三极管组成。其中74HC244和电阻串联在三极管基极位置上，电磁阀和二极管并联在12 V电源和三极管集电极之间，三极管发射极接地，滴管的一端与电磁阀相连，另一端放到花盆中。

首先，将各个端口的湿度探针1插入到对应的花盆土壤中，将电磁阀伸出来的滴管2放到花盆中；

其次，根据花卉品种的不同调整花盆内土壤湿度门限值。设置湿度门限值较高有利于非常喜湿和喜湿的花卉（减小电位器的电阻值）；设置湿度门限值较低有利于非常喜干和喜干的花卉（增大电位器的电阻值）。然后开启装置电源，系统开始初始化。

系统启动后，通过键盘5上的数字或数字组合来选择端口号，根据端口对应的花卉品种，在键盘5上选择相应的浇水模式。系统检测是否有键盘输入，如果检测到有键盘输入，则转入到键盘输入端口处理模块处理。同时定时器开始计时，各个端口的状态在LCD显示器4上显示。操作者可对照现实设定相应端口的浇水工作模式，并按确认键退出键盘设定状态。若键盘输入超过10分钟后，仍然没有得到确认，那么将跳出键盘输入处理，去执行各个端口的浇水模式流程。

选好浇水模式后，输入端电路中的湿度探针1开始探测土壤的干湿度。当土壤处于干燥状态时探针之间的电阻非常大，接入LM324电压比较器反相端电压高于同相端电压，进入电压比较器后输出为负电压。ARM7在输入端口检测到负电压，将其对应的输出端口置于高电平。输出端电路接收来自ARM7输出端口的高电平输出信号，三极管导通，此时电磁阀两端的电压为12 V，达到门限电压，电磁阀阀门打开，水经电磁阀流出。相应的当土壤湿度高于对应端口花卉设定的湿度门限值时，进入电压比较器后输出为正电压，ARM7在输入端口检测到正电压后将其对应的输出端口置于低电平，输出信号为低电平时，三极管无法导通，电磁阀关闭，停止浇水。在系统运行过程中，系统会不断地刷新端口的状态并在LCD显示屏4上显示。在此期间用户可以修改各个端口的供水模式，并且可以启用空闲端口为空闲的端口选择供水模式。

本发明的智能浇花装置的技术方案包括以上所述各项特征的任意组合。

Claims (16)

1.一种智能浇花装置，包含电磁阀、湿度探针、电源、滴管，其特征在于：还包含ARM7核心控制单元、键盘、LCD显示器、输入端电路和输出端电路，ARM7核心控制单元分别与键盘、LCD液晶显示器、输入端电路和输出端电路相连。

2.如权利要求1所述的智能浇花装置，其特征在于：所述输入端电路由5 V电源，湿度探针，LM324电压比较器，电阻R1、R2、R4和变阻器R3组成，5 V电源与R1、湿度探针相连，同时也与R2、R4和变阻器R3相连，湿度探针插入土壤，电阻R4接地，LM324电压比较器的同相端连接在电阻R2与变阻器R3之间，LM324电压比较器的反相端连接在电阻R1与湿度探针之间。

3.如权利要求2所述的智能浇花装置，其特征在于：所述输入端电路，提供对探测花盆土壤信号的输入。

4.如权利要求1或2所述的智能浇花装置，其特征在于：所述ARM7核心控制单元型号为：S3C44B0X，S3C44B0X的GPC4~GPC15（101~108引脚和111~114引脚）和GPE4~GPE7（69~72引脚）作为输入接口，GPD0~GPD7 ( 91~98引脚 ) 和GPA1~GPA8 ( 140~147引脚 ) 作为输出接口，输入端口GPC4~GPC15和GPE4~GPE7对应输出端口GPD0~GPD7和GPA1~GPA8，使用GPC1~GPC3（115~117引脚）接LCD，使用GPG4~GPG7（38~40引脚）接键盘。

5.如权利要求4所述的智能浇花装置，其特征在于：所述ARM7核心控制单元对整个系统进行核心控制。

6.如权利要求1或2所述的智能浇花装置，其特征在于：所述输出端电路由12 V电源、电磁阀、滴管、74HC244、电阻、二极管和三极管组成，其中74HC244和电阻连接在三极管基极位置上，电磁阀和二极管并联在12 V电源和三极管集电极之间，三极管发射极接地，滴管一端与电磁阀相连，另一端放到花盆中。

7.如权利要求6所述的智能浇花装置，其特征在于：所述输出端电路，接收来自ARM7输出端口的输出信号，控制电磁阀的开关。

8.如权利要求1或2所述的智能浇花装置，其特征在于：通过键盘选择端口号及相应端口号的浇水模式，每种花的浇灌模式从供水模式中选择。

9.如权利要求8所述的智能浇花装置，其特征在于：所述供水模式包括：

非常喜湿：每1天对花盆土壤探测1次，电磁阀每次流水时间为5秒，相邻两次延迟15秒；

喜湿：每3天对花盆土壤探测1次，电磁阀每次流水时间为5秒，相邻两次延迟15秒

正常：每5天对花盆土壤探测1次，电磁阀每次流水时间为6秒，相邻两次延迟15秒；

喜干：每7天对花盆土壤探测1次，电磁阀每次流水时间为6秒，相邻两次延迟15秒；

非常喜干：每10天对花盆土壤探测1次，电磁阀每次流水时间为6秒，相邻两次延迟15秒。

10.如权利要求1或2所述的智能浇花装置的使用方法，其中采用湿度探针和滴管，其特征在于：将各个端口的湿度探针1插入到对应的花盆土壤中，将电磁阀伸出来的滴管2放到花盆中。

11.如权利要求10所述的智能浇花装置的使用方法，其特征在于：根据花卉品种的不同调整花盆内土壤湿度门限值，设置湿度门限值较高有利于非常喜湿和喜湿的花卉（减小电位器的电阻值），设置湿度门限值较低有利于非常喜干和喜干的花卉（增大电位器的电阻值）。

12.如权利要求11所述的智能浇花装置的使用方法，其特征在于：通过键盘5上的数字或数字组合来选择端口号，根据端口对应的花卉品种，在键盘5上选择相应的浇水模式。

13.如权利要求12所述的智能浇花装置的使用方法，其特征在于：系统不断检测是否有键盘输入，如果检测到有键盘输入，则转入到键盘输入端口处理模块处理，同时定时器开始计时，若键盘输入超过10分钟后，仍然没有得到确认，那么将跳出键盘输入处理，去执行各个端口的浇水模式流程。

14.如权利要求13所述的智能浇花装置的使用方法，其特征在于：当土壤处于干燥状态时探针之间的电阻非常大，接入LM324电压比较器反相端电压高于同相端电压，进入电压比较器后输出为负电压；当土壤湿润时，探针之间的电阻相对较小，接入LM324电压比较器反相端电压低于同相端电压，进入电压比较器后输出为正电压。

15.如权利要求14所述的智能浇花装置的使用方法，其特征在于：当ARM7输入端口检测到负电压时（土壤湿度低于湿度设定的门限值），ARM7核心控制单元将其对应的输出端口置于高电平；当ARM7的输入端口检测到正电压时（土壤湿度高于湿度设定的门限值），ARM7微控制器将其对应的输出端口置于低电平。

16.如权利要求15所述的智能浇花装置的使用方法，其特征在于：输出端电路接收来自ARM7输出端口的输出信号，当输出信号为低电平时，三极管无法导通，电磁阀处于关闭状态；当输出信号为高电平5 V时，三极管导通，此时电磁阀两端的电压为12 V，达到门限电压，电磁阀阀门打开，水经电磁阀流出。

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