CN102742492A - 智能盆栽控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种智能盆栽控制器，包括水位传感电路、湿度传感电路、数据采集转换电路、温度传感器、信息存取器、微处理器电路、电源电路、功率驱动电路和水泵，所述水位传感电路的输出端和湿度传感电路的输出端分别与数据采集转换电路相应的输入端电连接，所述数据采集转换电路和信息存取器分别与微处理器电路相应的连接端通信连接，温度传感器的输出端与微处理器电路相应的输入端电连接，微处理器电路的第一输出端与功率驱动电路的输入端电连接，功率驱动电路的输出端与水泵电连接，所述电源电路为剩余各个部分电路以及水泵供电。本发明具有不仅能够适用于多品种，而且集成化的智能培育管理等优点。

Description

智能盆栽控制器
技术领域
本发明涉及一种控制器，具体涉及一种智能盆栽控制器。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，生活节奏也不断加快，为此，人们习惯购买或者种植一些观赏性的花卉盆栽装饰、布置在家庭阳台或者办公室内，作为工作之余的休闲活动。但往往是一开始激情满怀，辛辛苦苦培育一盆盆生机盎然的鲜活花卉盆栽，并且享受绿色带来的愉悦。然而几个月后由于人们对家用花卉盆栽培育缺乏科学性，即不能对花卉盆栽生长所需的最佳湿度缺少科学的分析和判断，造成花卉盆栽不能正常生长。此外，由于人们外出或者出差等客观原因无暇对花卉盆栽进行浇水，这也给人们带来了极大的不便。长期会造成花卉盆栽死亡。
发明内容
本发明的目的是：提供一种不仅能够适用于多品种，而且集成化的智能培育管理的智能盆栽控制器。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种智能盆栽控制器，包括水位传感电路、湿度传感电路、数据采集转换电路、温度传感器、信息存取器、微处理器电路、电源电路、功率驱动电路和水泵，所述水位传感电路的输出端和湿度传感电路的输出端分别与数据采集转换电路相应的输入端电连接，所述数据采集转换电路和信息存取器分别与微处理器电路相应的连接端通信连接，温度传感器的输出端与微处理器电路相应的输入端电连接，微处理器电路的第一输出端与功率驱动电路的输入端电连接，功率驱动电路的输出端与水泵电连接，所述电源电路分别为水位传感电路、湿度传感电路、数据采集转换电路、温度传感器、信息存取器、微处理器电路、功率驱动电路和水泵供电。
在上述技术方案中，还包括状态显示电路，所述微处理器电路的第二输出端与状态显示电路的输入端电连接，且电源电路为状态显示电路供电。
在上述技术方案中，还包括电源电压采集电路，所述电源电压采集电路的输出端与微处理器电路相应的输入端电连接，且电源电路与电源电压采集电路电连接。
在上述技术方案中，所述水位传感电路由可变电容C3构成；湿度传感电路由可变电容C4构成，所述可变电容C3的两端和可变电容C4的两端分别与数据采集转换电路相应的连接端电连接。
在上述技术方案中，所述数据采集转换电路包括电容数字转化集成芯片U1，所述电容数字转化集成芯片U1的数据端和控制信号端分别与微处理器电路相应的连接端电连接，且电容数字转化集成芯片U1的数据端和控制信号端还分别通过电阻与电源电路的输出端电连接。
在上述技术方案中，所述微处理器电路包括单片机、晶振电路和JTAG接口模块，所述晶振电路和JTAG接口模块分别与单片机相应的接口电连接。
在上述技术方案中，所述功率驱动电路包括三极管Q1、Q2、二极管D4和电阻R13，所述三极管Q1的基极通过电阻R13与微处理器电路相应的连接端电连接，三极管Q1的集电极同时与三极管Q2的集电极以及二极管D4的正极电连接，且二极管D4的负极与电源电路电连接，三极管Q1的发射极与三极管Q2的基极电连接，所述三极管Q2的发射极接地，三极管Q2 发射极还与水泵电连接。
在上述技术方案中，所述状态显示电路包括三组由发光二级管与电阻串联构成的电路，每组发光二级管与电阻串联构成的电路的一端与电源电路电连接，且其另一端与微处理器电路的第二输出端相应接口电连接。
在上述技术方案中，所述电源电压采集电路包括由电阻R11、R12构成的电阻分压式电路，所述电阻R11的一端与电源电路电连接，且其另一端与电阻R12的一端以及与微处理器电路相应的输入端电连接，电阻R12的另一端接地。
在上述技术方案中，所述温度传感器是型号为DS18B20的温度传感器；信息存取器是型号为24C02的I2C总线的E2PROM集成芯片；所述电容数字转化集成芯片U1是型号为AD7150的电容数字转化集成芯片；所述电源电路包括型号为AS1360-33-T的集成稳压器U2。
在上述技术方案中，所述单片机是型号为MSP430F20XX的单片机。 
本发明所具有的积极效果是：采用了上述本发明的结构后，使用时，将水泵放置于花卉盆栽所包括的水箱内，并且保证水箱内水的充足，所述信息存取器存有不同花卉的属性以及生长状态信息，并且根据实际的花卉品种确定适合的生长环境，所述水位传感电路、湿度传感电路分别检测此时花卉盆栽水位和湿度情况，并且通过数据采集转换电路送至微处理器电路，微处理器电路并且根据接收到温度传感器的温度信号确定花卉的最佳控制湿度，若花卉盆栽中土壤的湿度小于位处理器电路中设定的规定值时，通过功率驱动电路驱动水泵运作，对花卉盆栽进行浇灌，实现了花卉盆栽的集成化的智能型管理，若是更换不同的花卉品种培育时，本发明根据不同的花卉品种确定不同的培育方式，使得花卉盆栽良好的生长。此外，由于本发明采用的是超低功耗的电路设计，大大节约了电能和水资源。
附图说明
图1为本发明具体一种实施例的原理方框示意图；
图2为图1的电路原理图；
图3为本发明的控制流程图。
具体实施方式
以下结合附图及给出的实施例，对本发明作进一步的说明，但不局限于此。
如图1、2、3所示，一种智能盆栽控制器，包括水位传感电路1、湿度传感电路2、数据采集转换电路3、温度传感器4、信息存取器5、微处理器电路6、电源电路7、功率驱动电路8和水泵11，所述水位传感电路1的输出端和湿度传感电路2的输出端分别与数据采集转换电路3相应的输入端电连接，所述数据采集转换电路3和信息存取器5分别与微处理器电路6相应的连接端通信连接，温度传感器4的输出端与微处理器电路6相应的输入端电连接，微处理器电路6的第一输出端与功率驱动电路8的输入端电连接，功率驱动电路8的输出端与水泵11电连接，所述电源电路7分别为水位传感电路1、湿度传感电路2、数据采集转换电路3、温度传感器4、信息存取器5、微处理器电路6、功率驱动电路8和水泵11供电。
如图1、2所示，为了能够及时显现花卉或盆栽作物的生长状况，本发明还包括状态显示电路10，所述微处理器电路6的第二输出端与状态显示电路10的输入端电连接，且电源电路7为状态显示电路10供电。
如图1、2所示，为了能够及时获知电源电路7存有的电压信息，本发明还包括电源电压采集电路9，所述电源电压采集电路9的输出端与微处理器电路6相应的输入端电连接，且电源电路7与电源电压采集电路9电连接。
如图2所示，本发明所述水位传感电路1由可变电容C3构成；湿度传感电路2由可变电容C4构成，所述可变电容C3的两端和可变电容C4的两端分别与数据采集转换电路3相应的连接端电连接。
如图2所示，所述数据采集转换电路3包括电容数字转化集成芯片U1，所述电容数字转化集成芯片U1的数据端和控制信号端分别与微处理器电路6相应的连接端电连接，且电容数字转化集成芯片U1的数据端和控制信号端还分别通过电阻与电源电路7的输出端电连接。
如图2所示，所述微处理器电路6包括单片机6-1、晶振电路6-2和JTAG接口模块6-3，所述晶振电路6-2和JTAG接口模块6-3分别与单片机6-1相应的接口电连接。
如图2所示，所述功率驱动电路8包括三极管Q1、Q2、二极管D4和电阻R13，所述三极管Q1的基极通过电阻R13与微处理器电路6相应的连接端电连接，三极管Q1的集电极同时与三极管Q2的集电极以及二极管D4的正极电连接，且二极管D4的负极与电源电路7电连接，三极管Q1的发射极与三极管Q2的基极电连接，所述三极管Q2的发射极接地，三极管Q2 发射极还与水泵11电连接。
如图2所示，所述状态显示电路10包括三组由发光二级管与电阻串联构成的电路，每组发光二级管与电阻串联构成的电路的一端与电源电路7电连接，且其另一端与微处理器电路6的第二输出端相应接口电连接。
如图2所示，所述电源电压采集电路9包括由电阻R11、R12构成的电阻分压式电路，所述电阻R11的一端与电源电路7电连接，且其另一端与电阻R12的一端以及与微处理器电路6相应的输入端电连接，电阻R12的另一端接地。
本发明所述温度传感器4是型号为DS18B20的温度传感器；信息存取器5是型号为24C02的I2C总线的E2PROM集成芯片；所述电容数字转化集成芯片U1是型号为AD7150的电容数字转化集成芯片；所述电源电路7包括型号为AS1360-33-T的集成稳压器U2。所述单片机6-1是型号为MSP430F20XX的单片机。 
本发明所述水泵可采用抽水泵，也可以采用潜水泵。
本发明的工作原理：本发明的信息存取器5存有实际种植的花卉或盆栽作物的属性以及生长状态信息，并且根据实际的花卉品种确定适合的生长环境，所述数据采集转换电路3将水位传感电路1、湿度传感电路2检测到的模拟电容值分别转换为数字式的水位和湿度信号，以及温度传感器4检测到当前的温度信息，所述微处理器电路6通过I2C数据线读取当前所检测到的水位、湿度、花卉生长状态信息以及温度情况，本发明能够自动确定对应的最佳控制湿度要求，即当花卉或盆栽作物土壤中的湿度小于微处理器电路6所设置的规定值时，此时，通过功率驱动电路8，驱动水泵11动作，对花卉或盆栽作物进行自给浇灌；反之，当花卉或盆栽作物土壤中的湿度大于微处理器电路6所设置的规定值时，则不需对花卉或盆栽作物灌溉；本发明的微处理器电路6通过自身的A/D转换以及电源电压采集电路9检测电池（电源）是否为充足状态，当电池供电不足，则状态显示电路10予以警示；当本发明检测到花卉或盆栽作物水箱内的水位过低时，状态显示电路10也予以警示；当电源供电不足、水箱水位过低以及需要给花卉或盆栽作物灌溉时，状态显示电路10显示不同的警示状态；不同的花卉或盆栽作物品种分别有其所对应的信息存取器。
本发明的状态显示电路10并不局限于使用发光二极管显示，也可以采用报警方式进行状态显示，例如，蜂鸣器、语音报警等。
本发明在各个不同电路中所采用的芯片是极低功耗芯片，电源电路7中包括采用普通干电池供电，电池更换频率在3至6个月以上（不同电池有所差异）。本发明不仅节能、环保，而且管理极为方便，特别适合于办公室、家庭等场所。

Claims (10)

1.一种智能盆栽控制器，其特征在于：包括水位传感电路（1）、湿度传感电路（2）、数据采集转换电路（3）、温度传感器（4）、信息存取器（5）、微处理器电路（6）、电源电路（7）、功率驱动电路（8）和水泵（11），所述水位传感电路（1）的输出端和湿度传感电路（2）的输出端分别与数据采集转换电路（3）相应的输入端电连接，所述数据采集转换电路（3）和信息存取器（5）分别与微处理器电路（6）相应的连接端通信连接，温度传感器（4）的输出端与微处理器电路（6）相应的输入端电连接，微处理器电路（6）的第一输出端与功率驱动电路（8）的输入端电连接，功率驱动电路（8）的输出端与水泵（11）电连接，所述电源电路（7）分别为水位传感电路（1）、湿度传感电路（2）、数据采集转换电路（3）、温度传感器（4）、信息存取器（5）、微处理器电路（6）、功率驱动电路（8）和水泵（11）供电。
2.根据权利要求1所述的智能盆栽控制器，其特征在于：还包括状态显示电路（10），所述微处理器电路（6）的第二输出端与状态显示电路（10）的输入端电连接，且电源电路（7）为状态显示电路（10）供电。
3.根据权利要求1所述的智能盆栽控制器，其特征在于：还包括电源电压采集电路（9），所述电源电压采集电路（9）的输出端与微处理器电路（6）相应的输入端电连接，且电源电路（7）与电源电压采集电路（9）电连接。
4.根据权利要求1所述的智能盆栽控制器，其特征在于：所述水位传感电路（1）由可变电容C3构成；湿度传感电路（2）由可变电容C4构成，所述可变电容C3的两端和可变电容C4的两端分别与数据采集转换电路（3）相应的连接端电连接。
5.根据权利要求1所述的智能盆栽控制器，其特征在于：所述数据采集转换电路（3）包括电容数字转化集成芯片U1，所述电容数字转化集成芯片U1的数据端和控制信号端分别与微处理器电路（6）相应的连接端电连接，且电容数字转化集成芯片U1的数据端和控制信号端还分别通过电阻与电源电路（7）的输出端电连接。
6.根据权利要求1所述的智能盆栽控制器，其特征在于：所述微处理器电路（6）包括单片机（6-1）、晶振电路（6-2）和JTAG接口模块（6-3），所述晶振电路（6-2）和JTAG接口模块（6-3）分别与单片机（6-1）相应的接口电连接。
7.根据权利要求1所述的智能盆栽控制器，其特征在于：所述功率驱动电路（8）包括三极管Q1、Q2、二极管D4和电阻R13，所述三极管Q1的基极通过电阻R13与微处理器电路（6）相应的连接端电连接，三极管Q1的集电极同时与三极管Q2的集电极以及二极管D4的正极电连接，且二极管D4的负极与电源电路（7）电连接，三极管Q1的发射极与三极管Q2的基极电连接，所述三极管Q2的发射极接地，三极管Q2 发射极还与水泵（11）电连接。
8.根据权利要求2所述的智能盆栽控制器，其特征在于：所述状态显示电路（10）包括三组由发光二级管与电阻串联构成的电路，每组发光二级管与电阻串联构成的电路的一端与电源电路（7）电连接，且其另一端与微处理器电路（6）的第二输出端相应接口电连接。
9.根据权利要求2所述的智能盆栽控制器，其特征在于：所述电源电压采集电路（9）包括由电阻R11、R12构成的电阻分压式电路，所述电阻R11的一端与电源电路（7）电连接，且其另一端与电阻R12的一端以及与微处理器电路（6）相应的输入端电连接，电阻R12的另一端接地。
10.根据权利要求1所述的智能盆栽控制器，其特征在于：所述温度传感器（4）是型号为DS18B20的温度传感器；信息存取器（5）是型号为24C02的I2C总线的E2PROM集成芯片；所述电容数字转化集成芯片U1是型号为AD7150的电容数字转化集成芯片；所述电源电路（7）包括型号为AS1360-33-T的集成稳压器U2。
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