CN102884956A - 利用wifi通信模块具备无线通信功能的植物栽培装置 - Google Patents

利用wifi通信模块具备无线通信功能的植物栽培装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用WIFI通信模块具备无线通信功能的植物栽培装置，包括栽培花盆，栽培花盆包括控制及显示区域、培植区域、蓄水区域；控制及显示区域位于栽培花盆前面上部，蓄水区域位于培植区域下方，培植区域底部设置渗水漏斗，连通至蓄水区域。控制及显示区域内包含有WIFI通信模块、控制单元和显示单元；栽培花盆的上沿设有光照传感器。培植区域内设置温、湿度传感器和pH值传感器。蓄水区域底部设置常闭的排水阀，在接收到开启信号时才打开；蓄水区域内设有多个水位开关和浮子，浮子上带有磁体。WIFI通信模块能将报警信息通过WIFI通信方式无线发送到WIFI终端，WIFI终端也能够发送控制信号给WIFI通信模块。

Description

利用WIFI通信模块具备无线通信功能的植物栽培装置
技术领域
本发明涉及一种植物生长栽培装置，尤其是一种具有无线通信功能的植物栽培装置。
背景技术
目前智能种植技术已日趋成熟，对于大规模的种植普遍采用系统化的管理方式，其成本是家庭及小型种植望尘莫及的。对于传统的家庭阳台种植，以往的专利都没有做到考虑周全，有的只是做了简单的缺水检测，而有的则没有考虑成本，只顾一味的做土壤环境检测，实际上不同的植物对土壤环境的要求是不一样的，因此，都不能得到很好的推广。
发明内容
本发明提供一种利用WIFI通信模块具备无线通信功能的植物栽培装置，其通过对土培植物主要生长环境参数的监测，可本机显示生长环境报警信息，也可通过WIFI通信模块发送生长环境报警信息提示种植者采取相应的处理方法和反向实现部分环境控制功能。
本发明采用的技术方案是：
所述利用WIFI通信模块具备无线通信功能的植物栽培装置，包括栽培花盆，所述栽培花盆包括控制及显示区域、培植区域、蓄水区域；所述控制及显示区域位于栽培花盆前面上部，所述蓄水区域位于培植区域下方，培植区域底部设置渗水漏斗，连通至蓄水区域；所述栽培花盆的上沿设有光照传感器，光照传感器通过设于栽培花盆侧壁内的第一导线连接到控制及显示区域。
所述控制及显示区域包括WIFI通信模块、控制单元和显示单元。所述控制单元包括具有运算和存储能力的控制器；所述显示单元用于显示系统参数和监测数据，可以采用发光LED显示。所述控制单元的输入端连接PH值传感器、光照传感器、温、湿度传感器、水位开关，所述控制单元的输出端连接排水阀和显示单元，所述控制单元连接WIFI通信模块；所述WIFI通信模块提供了本栽培装置的基于WIFI方式的无线通信功能，支持WEP/WAP-PSK/WAP2-PSK/WAPI加密方式和算法，支持IEEE802.11b/g/n协议；所述WIFI通信模块能将报警信息通过WIFI通信方式无线发送到WIFI终端，WIFI终端也能够发送控制信号给WIFI通信模块，控制信号再传入控制单元，以控制排水阀的开启与关闭；所述WIFI通信模块其最大传输速率为460800kbps,传输距离300米。
所述培植区域内设置温、湿度传感器和PH值传感器，温、湿度传感器和PH值传感器通过密封在防水套管内的第二导线连接到控制及显示区域中控制单元；
所述蓄水区域底部设置常闭的排水阀，所述排水阀通过控制线连接到控制及显示区域中控制单元，在接收到开启信号时才打开；蓄水区域内设有水位开关和浮子，浮子上带有磁体，当磁体靠近水位开关时，水位开关产生水位信号发送至控制及显示区域中控制单元。
所述PH值传感器向控制单元内输入对应植物生长土壤的PH值，所述光照传感器将检测的光照强度输入控制单元内，所述温、湿度传感器向控制单元内输入对应植物生长土壤的温度值及湿度值；控制单元通过显示单元显示报警信息。
所述光照传感器包括第一光照传感器和第二光照传感器，第一光照传感器位于栽培花盆的上沿前部，第二光照传感器位于栽培花盆的上沿后部。
所述蓄水区域内自下而上设有多个水位开关，所述多个水位开关依次设置在竖直轴上，所述浮子随水位沿竖直轴上下运动。
所述控制线埋设于栽培花盆底部。
本发明的优点：通过对植物主要生长环境参数的监测，并将监测的参数与预设的参数值比较判断，通过本机显示生长环境报警信息，通过WIFI通信模块发送生长环境报警信息提示种植者采取相应的处理方法和反向实现部分环境控制功能，取代了传统的只会为植物浇水的种植理念，以智能提示用户采用合适的处理方法；本发明通用性好，成本低，操作简单方便，提高种植的效果。
附图说明
图1为本发明的结构组成示意图。
图2为本发明功能模块连接示意图。
图3为本发明部分程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，所述利用WIFI通信模块具备无线通信功能的植物栽培装置，包括栽培花盆18，所述栽培花盆18包括控制及显示区域1、培植区域2、蓄水区域3；所述控制及显示区域1位于栽培花盆18前面上部，所述蓄水区域3位于培植区域2下方，培植区域2底部设置渗水漏斗4，连通至蓄水区域3；所述栽培花盆18的上沿设有光照传感器，光照传感器通过设于栽培花盆18侧壁内的第一导线7连接到控制及显示区域1。
所述控制及显示区域1包括WIFI通信模块、控制单元和显示单元。所述控制单元包括具有运算和存储能力的控制器；所述显示单元用于显示系统参数和监测数据，可以采用发光LED显示。所述控制单元的输入端连接PH值传感器8、光照传感器、温、湿度传感器9、水位开关，所述控制单元的输出端连接排水阀16和显示单元，所述控制单元连接WIFI通信模块；所述WIFI通信模块提供了本栽培装置的基于WIFI方式的无线通信功能，支持WEP/WAP-PSK/WAP2-PSK/WAPI加密方式和算法，支持IEEE802.11b/g/n协议；所述WIFI通信模块能将报警信息通过WIFI通信方式无线发送到WIFI终端，WIFI终端也能够发送控制信号给WIFI通信模块，控制信号再传入控制单元，以控制排水阀16的开启与关闭；所述WIFI通信模块其最大传输速率为460800kbps,传输距离300米。
所述培植区域2内设置温、湿度传感器9和PH值传感器8，温、湿度传感器9和PH值传感器8通过密封在防水套管内的第二导线10连接到控制及显示区域1中控制单元。
所述蓄水区域3底部设置常闭的排水阀16，所述排水阀16通过控制线17连接到控制及显示区域1中控制单元，在接收到开启信号时才打开；蓄水区域3内设有水位开关和浮子15，浮子15上带有磁体14，当磁体14靠近水位开关时，水位开关产生水位信号发送至控制及显示区域1中控制单元。
所述PH值传感器8向控制单元内输入对应植物生长土壤的PH值，所述光照传感器将检测的光照强度输入控制单元内，所述温、湿度传感器9向控制单元内输入对应植物生长土壤的温度值及湿度值；控制单元通过显示单元显示报警信息。
所述光照传感器包括第一光照传感器5和第二光照传感器6，第一光照传感器5位于栽培花盆18的上沿前部，第二光照传感器6位于栽培花盆18的上沿后部。
所述蓄水区域3内自下而上设有多个水位开关，所述多个水位开关依次设置在竖直轴上，所述浮子15随水位沿竖直轴上下运动。
所述WIFI通信模块采用有人科技公司的WIFI模块，型号为USR-WIFI232-B，该模块最大传输速率可达460800kbps,供电电压3.3V，工作电流200mA，传输距离300米，支持WEP/WAP-PSK/WAP2-PSK/WAPI加密方式和算法，支持IEEE802.11b/g/n,该模块通过控制核心板的软件可进行AT+指令集配置。
所述控制线17埋设于栽培花盆18底部。
在本植物栽培装置种植植物前，首先由厂商将种植植物的种类固化到控制单元内的处理器FLASH中，当系统上电后，处理器首先进入设备初始化，此步骤完成处理器芯片及其他芯片功能引脚的配置。步骤完成从FLASH调取种植植物参数到内部RAM中，如预设PH值中的PH上限值、PH下限值，预设光照强度值的光照强度上限值、光照强度下限值，预设温湿度值的温湿度上限值、温湿度下限值，然后进入各监测参数的判断。
如图1所示，水位开关包括高水位开关11、中水位开关12、低水位开关13，由常开干簧管构成，干簧管会因靠近的磁体而使两端极化，从而实现短接。3个水位开关依次设置在竖直轴上，浮子15随水位沿竖直轴上下运动。浮子15由压缩泡沫构成，磁体14嵌入在浮子15上。所述浮子15随水位不同而经过不同的水位开关，当浮子15处在低水位开关13时，磁体14引起低水位开关13的干簧管短接，水位信号传送到控制及显示区域1中控制单元的输入端，此时判断为缺水，控制及显示区域1的发光LED给出缺水提示。当浮子15处在中水位开关12时，磁体14引起中水位开关12的干簧管短接，水位信号传送到控制及显示区域1中控制单元的输入端，此时判断为满水，控制及显示区域1的发光LED给出满水提示。当浮子15处在高水位开关11时，磁体14引起高水位开关11的干簧管短接，水位信号传送到控制及显示区域1中控制单元的输入端，此时判断为过水，控制及显示区域1的发光LED给出过水提示，控制单元通过埋设于栽培花盆18底部的控制线17控制排水阀16打开。
如图2所示，为本发明功能模块连接示意图，所述控制单元的输入端与PH值传感器8相连，PH值传感器8向控制单元内输入对应植物生长土壤的PH值，控制单元将所述输入的PH值与控制单元内的预设PH值比较，且当检测输入的PH值与预设PH值不匹配时，控制单元通过显示单元输出土壤酸碱性报警信息及处理方法，且通过WIFI通信模块将酸碱性报警信息发送到种植者手持WIFI终端，直至PH值传感器检测的PH值与控制单元内的预设PH值匹配。本发明实施例中，所述检测输入的PH值与预设PH值不匹配时，是指检测的PH值与预设PH值不同或不在预设PH值的范围内，下述检测值与预设值不匹配的含义均相同。
同时，所述控制单元的输入端还与光照传感器相连，所述光照传感器将检测的光照强度输入控制单元内，并由控制单元内的软件程序统计对应的光照时间，当所述光照时间与控制单元内的预设光照时间不匹配时，控制单元通过显示单元显示光强报警信息，且通过WIFI通信模块将光强报警信息发送到种植者手持WIFI终端。
再者，所述控制单元的输入端还与温、湿度传感器9相连，控制单元的输出端与排水阀相连；温、湿度传感器9向控制单元内输入对应植物生长土壤的温度值及湿度值，当所述检测的温度值与控制单元内的预设温度值不匹配时，控制单元通过显示单元输出温度报警信息，且通过WIFI通信模块将温度报警信息发送到种植者手持WIFI终端；且当所述检测的湿度值与控制单元内的预设湿度值不匹配时，进入本机显示湿度报警程序，并通过WIFI通信模块将湿度报警信息发送到种植者手持WIFI终端，控制单元决策是否打开排水阀。
如图3所示，为本发明的部分程序流程图；其中，本发明实施例中预设PH值、预设温度值、预设湿度值、预设光照强度值及预设光照时间值都是根据所选定种植植物的类型来确定的，不同的植物应当设置不同的预设参数，以满足相应植物生长环境参数，达到提高植物生长环境的目的。
工作时，PH值传感器8向控制及显示区域1内的控制单元输入检测的土壤PH值，光照传感器向控制及显示区域1内的控制单元输入植物的光照强度值，温、湿度传感器9向控制及显示区域1内的控制单元输入土壤温度值及湿度值。控制及显示区域1内的控制单元首先判读检测的PH值是否超过预设PH值，如果超过预设PH值，则判断是否超过预设PH下限值，如果超过预设PH下限值，则进入显示酸性报警，并调用WIFI报警程序，将酸性报警信息发送给种植者。如果没有超过PH下限值，则进入本机显示碱性报警，并调用WIFI报警程序，将碱性报警信息发送给种植者，控制及显示区域1内的发光LED会给出相应提示，直至种植人通过相应的处理程序处理后使得土壤的PH值与预设PH值匹配为止。
如果检测的PH值与预设PH值匹配时，则进入判断光照时间是否超过预设光照时间上限值，如果光照时间超过预设上限值，则进入判断检测的光强度是否超过预设光强上限值，如果检测的光强度超过预设光强上限值，则进入本机显示光强报警程序，并调用WIFI报警程序，将光强报警信息发送给种植者。如果光强度没有超过预设光强上限值，则进入下一判断程序。当光照时间未超过预设光照时间的下限值时，通过控制及显示区域1内的发光LED提示种植者需要补充光照。
当判断完光照时间则进入判断土壤温度是否超过预设温度上限值、预设温度下限值，如果检测的温度超过预设温度上限值、温度下限值，则进入本机显示温度报警程序，并调用WIFI报警程序，将温度报警信息发送给种植者。
如果土壤温度没有超过预设温度上限值、下限值，则进入土壤湿度判断步骤。如果土壤湿度超过预设湿度值，则判断土壤湿度是否超过预设湿度上限值，如果土壤湿度超过预设湿度上限值，则进入本机显示湿度报警程序，并调用WIFI报警程序，将湿度报警信息发送给种植者，开启排水阀，如果土壤湿度没有超过预设湿度上限值，则直接返回。
在前述过程中，若种植者手持WIFI终端接收到来自WIFI通信模块的湿度报警信息，种植者能够通过手持WIFI终端反向发送控制信号给WIFI通信模块，控制信号再传入控制单元，以控制排水阀16的开启与关闭。
本发明通过对植物主要生长环境参数的监测，并将监测的参数与预设的参数值比较判断，来提示种植者采用相应的处理办法，取代了传统的只会为植物浇水的种植理念，以智能提示用户采用合适的处理方法；本发明操作简单，通用性好。

Claims (4)

1.一种利用WIFI通信模块具备无线通信功能的植物栽培装置，包括栽培花盆（18），其特征是：所述栽培花盆（18）包括控制及显示区域（1）、培植区域（2）、蓄水区域（3）；所述控制及显示区域（1）位于栽培花盆（18）前面上部，所述蓄水区域（3）位于培植区域（2）下方，培植区域（2）底部设置渗水漏斗（4），连通至蓄水区域（3）；所述栽培花盆（18）的上沿设有光照传感器，光照传感器通过第一导线(7)连接到控制及显示区域（1）；
所述控制及显示区域（1）包括WIFI通信模块、控制单元和显示单元，所述控制单元的输入端连接PH值传感器（8）、光照传感器、温、湿度传感器（9）、水位开关，所述控制单元的输出端连接排水阀（16）和显示单元，所述控制单元连接WIFI通信模块；所述WIFI通信模块支持WEP/WAP-PSK/WAP2-PSK/WAPI加密方式和算法，支持IEEE802.11b/g/n协议；所述WIFI通信模块能将报警信息通过WIFI通信方式无线发送到WIFI终端，WIFI终端也能够发送控制信号给WIFI通信模块，控制信号再传入控制单元，以控制排水阀(16)的开启与关闭；
所述WIFI通信模块其最大传输速率为460800kbps,传输距离300米；
所述培植区域（2）内设置温、湿度传感器（9）和PH值传感器（8），温、湿度传感器（9）和PH值传感器（8）通过第二导线(10)连接到控制及显示区域（1）中控制单元；
所述蓄水区域（3）底部设置常闭的排水阀（16），所述排水阀（16）通过控制线（17）连接到控制及显示区域（1）中控制单元，在接收到开启信号时才打开；蓄水区域（3）内设有水位开关和浮子（15），浮子（15）上带有磁体（14），当磁体（14）靠近水位开关时，水位开关产生水位信号发送至控制及显示区域（1）中控制单元；
所述PH值传感器（8）向控制单元内输入对应植物生长土壤的PH值，所述光照传感器将检测的光照强度值输入控制单元内，所述温、湿度传感器(9)向控制单元内输入对应植物生长土壤的温度值及湿度值；控制单元通过显示单元显示报警信息。
2.如权利要求1所述的利用WIFI通信模块具备无线通信功能的植物栽培装置，其特征是：所述光照传感器包括第一光照传感器(5)和第二光照传感器(6)，第一光照传感器(5)位于栽培花盆（18）的上沿前部，第二光照传感器(6)位于栽培花盆（18）的上沿后部。
3.如权利要求1所述的利用WIFI通信模块具备无线通信功能的植物栽培装置，其特征是：所述蓄水区域（3）内自下而上设有多个水位开关，所述多个水位开关依次设置在竖直轴上，所述浮子（15）随水位沿竖直轴上下运动。
4.如权利要求1所述的利用WIFI通信模块具备无线通信功能的植物栽培装置，其特征是：所述控制线（17）埋设于栽培花盆（18）底部。
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