CN104062951A - 一种基于无线物联网的智能花盆 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于无线物联网的智能花盆，包括花盆主体、主控系统、电源模块、数据采集模块、液位检测传感器、控制器模块、浇灌控制器、光照控制器和无线通信模块，其中所述主控系统、电源模块、数据采集模块、液位检测传感器、控制器模块、浇灌控制器、光照控制器和无线通信模块位于所述花盆主体内部，所述数据采集模块包括液位检测传感器，所述控制器模块包括浇灌控制器和光照控制器；所述数据采集模块将采集到的营养液液位数据传送到主控系统。本发明用于增加用户远程控制进行浇灌和补光操作、移动设备客户端实时更新植物生长状况等功能，供电方式采用锂电池、太阳能电池板双模式供电。

Description

一种基于无线物联网的智能花盆

技术领域

本发明涉及一种智能花盆，尤其涉及一种基于无线物联网的智能花盆。

背景技术

在二十一世纪后互联网时代，物联网技术，即以传感器为基本节点构成的网络时代已经来临。随着人们生活水平及文化素养的不断提高，室内绿化不仅营造了清新舒适室内空间氛围，而且具有净化空气、杀菌、消尘和调节温湿度的作用。在室内绿化培育已蔚然成风的今天，存在以下问题，一是花盆造型大多粗陋不堪，缺少个性；二是局限于自身缺乏培育盆栽植物的技术和经验，室内盆栽往往面临着或阴暗缺光，或温度不适，或干旱枯竭的命运。一个既美观大方，又能进行智能化培育的智能花盆就能很好的解决上述问题。

现今国内外市场上已推出的智能花盆存在以下弊端：

第一，国内外市场上已推出的智能花盆多采用水分传感器进行土壤检测，定时进行浇灌水作业。由于专业土壤水分传感器结构复杂，价格昂贵，采用廉价的测试方法，使得测试结果误差较大；市面上也存在能够精确调节浇灌量的浇灌系统，通过湿度、温度感应装置探测小环境内的干湿度和温度，通过系统内的计算机进行判定，控制浇灌水量。但是通常这样的系统复杂庞大、装配费用高昂、维修困难，一般应用于苗圃、农场等大规模种植，不适于家庭使用。

第二，市面上推出的智能花盆采用土壤栽培方式，土壤易板结造成植物供氧不足，浇灌水易于流失，不利于植物生长。

第三，市面上推出的智能花盆仅仅能实现自动浇灌和缺水提醒功能，无法实现用户远程控制进行浇灌和补光操作，功能单一，不能实现依据特定植物培育规律进行主动提醒和远程通信进行告知的功能，不能实现植物动态监护，确保植物的健康生长。

第四，市面上推出的智能花盆采用传统电池供电方式，存在资源浪费及电池耗尽花盆失效所栽培植物枯萎的隐患。

第五，市面上推出的智能花盆采用一体式结构，不便于用户进行花盆的清洗和更换。

本发明实施例旨在进行基于无线物联网的智能花盆及远程控制系统设计，实现一个既美观大方，又能进行智能化培育的花盆，从而实现室内培育植物的智能化，更扫除了用户需要学习植物培育技术才能栽培出健康植物的障碍，为用户带来健康舒适的室内空间环境。本发明实施例的基于无线物联网的智能花盆适用于植物、花卉、盆栽的培育，可广泛应用于家庭居所、宾馆、会所、办公室等场所进行花卉、盆栽等植物培育的智能护理。

发明内容

针对现有技术，本发明的目的是提供一种基于无线物联网的智能花盆，在市场上现有的智能花盆已具备的无土栽培、自动浇灌、补充光照、缺水提醒的功能上，优化性能增加用户远程控制进行浇灌和补光操作、移动设备客户端实时更新植物生长状况等功能，供电方式采用锂电池、太阳能电池板双模式供电，从而实现室内培育植物的智能化，更扫除了用户需要学习植物培育技术才能栽培出健康植物的障碍，为用户带来健康舒适的室内空间环境。适用于植物、花卉、盆栽的培育，并且应用范围广大，适用于家庭居所、宾馆、会所、办公室等场所。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于无线物联网的智能花盆，包括花盆主体、主控系统、电源模块、数据采集模块、液位检测传感器、控制器模块、浇灌控制器、光照控制器和无线通信模块，其中所述主控系统、电源模块、数据采集模块、液位检测传感器、控制器模块、浇灌控制器、光照控制器和无线通信模块位于所述花盆主体内部，所述数据采集模块包括液位检测传感器，所述控制器模块包括浇灌控制器和光照控制器；所述数据采集模块将采集到的营养液液位数据传送到主控系统，主控系统根据预设的植物生长环境所需营养液的阈值范围发出指令控制控制器模块中的浇灌控制器进行相应浇灌营养液的操作，主控系统也会根据预设的植物生长环境所需光照时间的阈值范围发出指令控制控制器模块中的光照控制器进行相应补充光照的操作；同时主控系统通过无线通信模块将数据传输到用户的移动客户端，用户在移动客户端上输入的补充营养液或者补充光照的指令会通过无线通信模块传送到主控系统，主控系统控制控制器模块中的浇灌控制器和光照控制器进行相应的补充营养液或者补充光照操作。

优选地，花盆主体包括中空的外壳，所述外壳内部设置有用于盛装水培液以及植物的内盒，内盒外部的一侧设置有储液盒，储液盒内部的下方设置有电动水泵，内盒中设置有通过水管与电动水泵连接的喷头，内盒内部的侧壁上设置有液面检测传感器。

优选地，所述液面传感器设置有两组，一组位于内盒侧壁上方用于检测营养液上液位，一组位于内盒侧壁下方用于检测下液位。

优选地，每组所述液面检测传感器包括磁簧开关和与磁簧开关连接的浮子，所述浮子内部设置有磁性材料。

优选地，所述电源模块包括太阳能电池板和锂电池，所述太阳能电池板铺于花盆外壳下侧一圆周，所述锂电池置于花盆主体内部。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)智能控制，智能花盆通过传感器组采集当前培育植物的光强、水分及营养液需求等生长环境数据，将该数据与预设参数进行对比，自动进行浇灌作业和补光作业等操作。

(2)远程控制，智能花盆通过无线通信模块将所培育植物的实时生长状况传输到手机、电脑等移动设备的客户端，用户可通过移动设备对植物进行远程的浇灌作业和补光作业等远程智能操作。

(3)数据分析交流平台，用户可在移动设备的客户端上选择在社交网络(如微博、微信、QQ等)分享所培育植物的生长状况，用户还可通过在线搜索植物名称与其他用户进行经验交流。

(4)避免使用价格昂贵的专业土壤水分传感器或者价格低廉测量误差极大的水分传感器进行水分测量，实现低成本，低误差的智能化培育；同时规避了土壤培育植物时土壤易板结造成植物供氧不足，浇灌水流失等不利于植物生长的雷区。

(5)不仅实现了市场上已有产品的无土栽培、自动浇灌、补充光照、缺水提醒的功能，并且优化性能增加用户远程控制进行浇灌和补光操作、移动设备客户端实时更新植物生长状况等功能，从而实现植物动态监护，确保植物的健康生长。

(6)采用新型光照控制器结构，机械支架可自动伸缩，利于用户操作。

(7)采用太阳能电池面板和锂电池的双模式供电方式，避免了资源浪费，扫除了电池耗尽花盆失效所栽培植物枯萎的隐患。

(8)采用外壳和内盒分离式结构，便于用户进行花盆的清洗和更换。

(9)扫除了用户需要学习植物培育技术才能栽培出健康植物的障碍，为用户带来健康舒适的室内空间环境。此外，基于无线物联网的智能花盆适用于植物、花卉、盆栽的培育，可广泛应用于家庭居所、宾馆、会所、办公室等场所进行花卉、盆栽等植物培育的智能护理。

附图说明

图1为本发明实施例的基于无线物联网的智能花盆的模块框图；

图2为本发明实施例的基于无线物联网的智能花盆的剖面结构示意图；

图3为本发明实施例的基于无线物联网的智能花盆的营养液充足状态的液面检测传感器示意图；

图4为本发明实施例的基于无线物联网的智能花盆的营养液不足状态的液面检测传感器示意图；

图5为本发明实施例的基于无线物联网的智能花盆的光照控制器结构示意图；

图6为本发明实施例的基于无线物联网的智能花盆的操作流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

参照图1，所示为本发明实施例的基于无线物联网的智能花盆的模块框图，包括以下结构：花盆主体10、主控系统101、电源模块80、数据采集模块103、液位检测传感器40、控制器模块104、浇灌控制器50、光照控制器60、无线通信模块102；所述主控系统101、电源模块80、数据采集模块103、液位检测传感器40、控制器模块104、浇灌控制器50、光照控制器60、无线通信模块102位于所述花盆主体10内部，所述数据采集模块103包括液位检测传感器40，所述控制器模块104包括浇灌控制器50和光照控制器60；所述数据采集模块103将采集到的营养液液位数据传送到主控系统101，主控系统101根据预设的植物生长环境所需营养液的阈值范围发出指令控制控制器模块104中的浇灌控制器50进行相应浇灌营养液的操作，主控系统101也会根据预设的植物生长环境所需光照时间的阈值范围发出指令控制控制器模块中的光照控制器进行相应补充光照的操作；同时主控系统101通过无线通信模块将数据传输到用户的移动客户端，用户在移动客户端106上输入的补充营养液或者补充光照的指令会通过无线通信模块传送到主控系统，主控系统101控制控制器模块中的浇灌控制器50和光照控制器60进行相应的补充营养液或者补充光照操作。

参照图2，所示为本发明实施例的基于无线物联网的智能花盆的剖面结构示意图，包括以下结构：花盆主体10、花盆外壳20、花盆内盒30、槽口301、液面检测传感器40、磁簧开关401、磁簧开关402、浮子403、浮子404、浇灌控制器50、储水装置501、电动水泵502、喷头503、光照控制器60、机械支架601、LED阵列602，操作面板70、按键701、按键702、LCD液晶显示屏703、电源模块80、太阳能电池板801、锂电池802、主控系统101、无线通信模块102；所述花盆主体10包括花盆外壳20和花盆内盒30两部分，外壳为中控结构，所述外壳内部设置有用于盛装水培液以及植物的内盒，内盒外部的一侧设置有储液盒，储液盒内部的下方设置有电动水泵，内盒中设置有通过水管与电动水泵连接的喷头，内盒内部的侧壁上设置有液面检测传感器。所述花盆内盒30包括槽口301、液面检测传感器40、磁簧开关401、磁簧开关402、浮子403、浮子404、浇灌控制器50、储水装置501，电动水泵502、喷头503，所述花盆内盒30用于盛装水培营养液及所培育植物，所述液面检测传感器40固定在花盆内盒30两侧，所述液面检测传感器40包括磁簧开关401、磁簧开关402、浮子403、浮子404；所述浇灌控制器50包括储水装置501、电动水泵502、喷头503，所述浇灌控制器50依据预设的特定植物生长环境所需营养液的阈值范围给植物补充营养液；所述花盆外壳20包括光照控制器60、机械支架601、LED阵列602、操作面板70、按键701、按键702、LCD液晶显示屏703、电源模块80、太阳能电池板801、锂电池802、主控系统101、无线通信模块102，所述光照控制器60包括机械支架601、LED阵列602，所述机械支架601为可伸缩支架，LED阵列602的个数为不定值，可根据实际情况更改；所述操作面板70包括按键701、按键702、LCD液晶显示屏703，所述按键701为补充营养液操作按键，所述按键702为补光操作按键，所述LCD液晶显示屏703显示植物生长相关实时信息；所述电源模块80包括太阳能电池板801，所述太阳能电池板801铺于花盆外壳20下侧一圆周，所述锂电池802、主控系统101、无线通信模块102置于花盆主体10内部。

参照图3，所示为本发明实施例的基于无线物联网的智能花盆的营养液充足状态的液面检测传感器示意图；图4为本发明实施例的基于无线物联网的智能花盆的营养液不足状态的液面检测传感器示意图；所述液面传感器设置有两组，一组位于内盒侧壁上方用于检测营养液上液位，一组位于内盒侧壁下方用于检测下液位，每组所述液面检测传感器包括磁簧开关和与磁簧开关连接的浮子，所述浮子内部设置有磁性材料。所述液面检测传感器40包括磁簧开关401、磁簧开关402、浮子403、浮子404，所述液面检测传感器用于检测花盆内营养液容量是否低于预设的植物生长环境所需营养液的阈值；所述浮子403、浮子404内有磁性材料，浮子403随被测液位上下移动时，触动磁簧开关401而检测液位位置，浮子404随被测液位上下移动时，触动磁簧开关402而检测液位位置；当花盆处于营养液充足状态时，浮子403触动磁簧开关401，同时将检测到的液位信号传送给主控模块，表示当前花盆处于营养液充足状态；随着植物的吸收作用，营养液逐渐减少，浮子8渐渐下降，当下降到一定程度后，花盆处于营养液不足状态时，浮子404触动磁簧开关402，同时回传检测到的液位信号给主控模块，表示当前花盆处于营养液缺乏状态。

参照图5，所示为本发明实施例的基于无线物联网的智能花盆的光照控制器结构示意图，所述光照控制器60包括机械支架601、LED阵列602，纵轴步进电机603，横轴步进电机604，所述机械支架601为可自动升降的机械结构支架，LED阵列602的个数为不定值，可根据实际情况更改，所述纵轴步进电机603、横轴步进电机604置于机械支架601上，实现机械支架601的自动升降功能；当植物处于补光状态时，光照控制器60的机械支架自动上升，依据预设的特定植物生长环境所需光照时间来定时给植物补充光照，光照时间达到预设的光照时间后，光控制器的机械支架自动下降直至嵌入花盆内部，所述光照控制器60结构利用LED照明技术，为植物提供所需光照。

参照图6，所示为本发明实施例的基于无线物联网的智能花盆操作流程图，用户通过移动终端登录所述智能花盆客户端，搜索所培育植物的各项参数，包括光照时间，可选择更新数据、浇灌操作、补充光照操作三个选项，选择更新数据选项，则移动客户端界面上更新所述智能花盆所培育植物的光照状况和营养液是否充足，选择浇灌操作或者补充光照操作，则传送指令给所述智能花盆的主控模块，主控模块控制控制器模块进行相应浇灌和补充光照的操作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于无线物联网的智能花盆，其特征在于，包括花盆主体(10)、主控系统(101)、电源模块(80)、数据采集模块(103)、液位检测传感器(40)、控制器模块(104)、浇灌控制器(50)、光照控制器(60)和无线通信模块(102)，其中所述主控系统(101)、电源模块(80)、数据采集模块(103)、液位检测传感器(40)、控制器模块(104)、浇灌控制器(50)、光照控制器(60)和无线通信模块(102)位于所述花盆主体(10)内部，所述数据采集模块(103)包括液位检测传感器(40)，所述控制器模块(104)包括浇灌控制器(50)和光照控制器(60)；所述数据采集模块(103)将采集到的营养液液位数据传送到主控系统(101)，主控系统(101)根据预设的植物生长环境所需营养液的阈值范围发出指令控制控制器模块(104)中的浇灌控制器(50)进行相应浇灌营养液的操作，主控系统(101)也会根据预设的植物生长环境所需光照时间的阈值范围发出指令控制控制器模块中的光照控制器进行相应补充光照的操作；同时主控系统(101)通过无线通信模块将数据传输到用户的移动客户端，用户在移动客户端(106)上输入的补充营养液或者补充光照的指令会通过无线通信模块传送到主控系统(101)，主控系统(101)控制控制器模块中的浇灌控制器(50)和光照控制器(60)进行相应的补充营养液或者补充光照操作。

2.根据权利要求1所述的基于无线物联网的智能花盆，其特征在于，花盆主体(10)包括中空的外壳，所述外壳内部设置有用于盛装水培液以及植物的内盒，内盒外部的一侧设置有储液盒，储液盒内部的下方设置有电动水泵，内盒中设置有通过水管与电动水泵连接的喷头，内盒内部的侧壁上设置有液面检测传感器。

3.根据权利要求1或2所述的基于无线物联网的智能花盆，其特征在于，所述液面传感器设置有两组，一组位于内盒侧壁上方用于检测营养液上液位，一组位于内盒侧壁下方用于检测下液位。

4.根据权利要求3所述的基于无线物联网的智能花盆，其特征在于，每组所述液面检测传感器包括磁簧开关和与磁簧开关连接的浮子，所述浮子内部设置有磁性材料。

5.根据权利要求1所述的基于无线物联网的智能花盆，其特征在于，所述电源模块(80)包括太阳能电池板(801)和锂电池(802)，所述太阳能电池板(801)铺于花盆外壳(20)下侧一圆周，所述锂电池(802)置于花盆主体(10)内部。