CN105179803A - 基于微阀的遥控智能植物微量给水给药装置 - Google Patents

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李松晶
刘君
符海
曾文
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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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    • F16K99/0001—Microvalves
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

基于微阀的遥控智能植物微量给水给药装置，属于微流体领域，本发明为解决自动浇花装置中难以实现微量供给、不能按照生长规律给药和用户不方便设置更改各类参数，获取实时土壤信息的问题。本发明包括外部流体源、微流控装置、湿度传感器、无线通讯模块和智能终端；外部流体源为水源或药液源；智能终端通过无线通讯模块向微流控装置下达指令，所述指令包括给水/给药时间指令或给水/给药频率指令；微流控装置根据该指令定期为植物给水/给药，同时通过湿度传感器采集植物的土壤湿度信号反馈给微流控装置，微流控装置将该土壤湿度信号与湿度阈值比较，决定给植物的给水/给药量；所述湿度阈值由智能终端通过无线通讯模块在微流控装置中设置。

Description

基于微阀的遥控智能植物微量给水给药装置
技术领域
本发明为基于微阀的遥控智能植物微量给水给药装置，属于微流体领域。
背景技术
目前，市场上的自动浇花装置主要是基于水泵的通过湿度传感器测量土壤湿度而决定是否由水泵抽水浇花的装置，植物的品种成千上万，需水特性也有很大差异，一般的自动浇花装置有以下缺点：1)不方便设置和更改浇水频率，浇水时间，用户也不能实时知道土壤湿度；2)浇注精确体积的药液或者需要微量浇水时不能调节水流速度，难以实现微量供给；3)不适用于给药，给药时间和频率随着植物生长阶段的变化有很大波动，并且是根据植物生长状况确定给药时间，不能通过土壤湿度来确定。
发明内容
本发明的目的是为了解决自动浇花装置中难以实现微量供给、不能按照生长规律给药和用户不方便设置更改各类参数，获取实时土壤信息的问题，提供了基于微阀的遥控智能植物微量给水给药装置。
本发明所述基于微阀的遥控智能植物微量给水给药装置，它包括外部流体源、微流控装置、湿度传感器、无线通讯模块和智能终端；外部流体源为水源或药液源；外部流体源的液体出口与微流控装置的液体入口相连通，微流控装置输出的液体落于植物的土壤中；智能终端通过无线通讯模块向微流控装置下达指令，所述指令包括给水/给药时间指令或给水/给药频率指令；微流控装置根据该指令定期为植物给水/给药，给水/给药的同时通过湿度传感器采集植物的土壤湿度信号反馈给微流控装置，微流控装置将该土壤湿度信号与湿度阈值比较，决定给植物的给水/给药量；所述湿度阈值由智能终端通过无线通讯模块在微流控装置中设置。
微流控装置包括微流道、微阀、微阀驱动器和微阀控制器；微流道的入口与外部流体源的出口相连通，微流道的出口输出水或药液给植物，微流道的管路上设置微阀，
微阀控制器的土壤湿度信号输入端与湿度传感器的信号输出端相连，微阀控制器根据该土壤湿度信号、并通过微阀驱动器控制微阀的开度；
微阀控制器的指令输入端与无线通讯模块的信号输出端相连。
本发明的优点：1)智能性：不同品种的植物需水需药量也不一样，通过智能终端可以方便调整各个参数，针对植物的品种可以维持不同的土壤湿度，根据需要供给药液，更加适合植物的生长。2)遥控性：遥控操作，当用户远离植物或者外出时可以实时监测并得知土壤湿度。3)精确性：可以实现微量供给，例如浇注名贵药液，既可极大程度节省药液，也可精确控制用量，不过量使用而影响植物的生长。4)控制便捷性：无线通讯模块之间可以相互切换并且形成闭环控制，控制精度高，土壤湿度保持稳定。5)多用途性：能实现给药的功能，随着植物的生长，可以通过智能终端设置或者更改给药时间与频率，而非仅仅通过湿度传感器判断给水时间。
附图说明
图1是本发明所述基于微阀的遥控智能植物微量给水给药装置的控制原理框图；
图2是带有微流控装置详细原理结构的基于微阀的遥控智能植物微量给水给药装置的控制原理图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述基于微阀的遥控智能植物微量给水给药装置，它包括外部流体源1、微流控装置2、湿度传感器3、无线通讯模块4和智能终端5；外部流体源1为水源或药液源；外部流体源1的液体出口与微流控装置2的液体入口相连通，微流控装置2输出的液体落于植物的土壤中；智能终端5通过无线通讯模块4向微流控装置2下达指令，所述指令包括给水/给药时间指令或给水/给药频率指令；微流控装置2根据该指令定期为植物给水/给药，给水/给药的同时通过湿度传感器3采集植物的土壤湿度信号反馈给微流控装置2，微流控装置2将该土壤湿度信号与湿度阈值比较，决定给植物的给水/给药量；所述湿度阈值由智能终端5通过无线通讯模块4在微流控装置2中设置。
具体实施方式二：下面结合图2说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，微流控装置2包括微流道2-1、微阀2-2、微阀驱动器2-3和微阀控制器2-4；微流道2-1的入口与外部流体源1的出口相连通，微流道2-1的出口输出水或药液给植物，微流道2-1的管路上设置微阀2-2，
微阀控制器2-4的土壤湿度信号输入端与湿度传感器3的信号输出端相连，微阀控制器2-4根据该土壤湿度信号、并通过微阀驱动器2-3控制微阀2-2的开度；
微阀控制器2-4的指令输入端与无线通讯模块4的信号输出端相连。
工作原理：本实施方式由微阀控制器2-4预先设置理想的土壤湿度值，通过湿度传感器3测量土壤湿度，同时将信息反馈给微阀控制器2-4，微阀控制器2-4通过判断实际湿度值和理想湿度值是否相等而控制微阀2-2。当实际湿度值小于理想湿度值时，微阀控制器2-4发送指令给微阀驱动器2-3，微阀驱动器2-3驱动微阀2-2；液体在微流道2-1中流过，微阀2-2位于微流道2-1的正上方并调节微流道的阀口开度。当实际湿度值远小于理想值时，阀口开度加大，以较大液流速度给水给药，当实际湿度值和理想湿度值相接近时，便缩小阀口开度，以较小的液流速度给水给药；微阀控制器2-4通过阀口开度和液体流通时间来计算液流量；同时可以由智能终端5连接到无线通讯模块4，发送信息给微阀控制器2-4来设置理想湿度值、给水给药频率和给水给药时间或者读取其中的数据实时获知土壤湿度值以便调整参数。
具体实施方式三：本实施方式对实施方式二作进一步说明，微阀2-2采用步进电机凸轮微阀或步进电机丝杠微阀。
具体实施方式四：本实施方式对实施方式一至三任一实施方式作进一步说明，智能终端5采用是手机、掌上电脑或计算机来实现。
具体实施方式五：本实施方式对实施方式一至四任一实施方式作进一步说明，水源采用自来水管或储水装置来实现。
具体实施方式六：本实施方式对实施方式一至五任一实施方式作进一步说明，无线通讯模块4采用WiFi模块、蓝牙模块或GPS模块来实现。

Claims (6)

1.基于微阀的遥控智能植物微量给水给药装置，其特征在于，它包括外部流体源(1)、微流控装置(2)、湿度传感器(3)、无线通讯模块(4)和智能终端(5)；外部流体源(1)为水源或药液源；外部流体源(1)的液体出口与微流控装置(2)的液体入口相连通，微流控装置(2)输出的液体落于植物的土壤中；智能终端(5)通过无线通讯模块(4)向微流控装置(2)下达指令，所述指令包括给水/给药时间指令或给水/给药频率指令；微流控装置(2)根据该指令定期为植物给水/给药，给水/给药的同时通过湿度传感器(3)采集植物的土壤湿度信号反馈给微流控装置(2)，微流控装置(2)将该土壤湿度信号与湿度阈值比较，决定给植物的给水/给药量；所述湿度阈值由智能终端(5)通过无线通讯模块(4)在微流控装置(2)中设置。
2.根据权利要求1所述基于微阀的遥控智能植物微量给水给药装置，其特征在于，微流控装置(2)包括微流道(2-1)、微阀(2-2)、微阀驱动器(2-3)和微阀控制器(2-4)；微流道(2-1)的入口与外部流体源(1)的出口相连通，微流道(2-1)的出口输出水或药液给植物，微流道(2-1)的管路上设置微阀(2-2)，
微阀控制器(2-4)的土壤湿度信号输入端与湿度传感器(3)的信号输出端相连，微阀控制器(2-4)根据该土壤湿度信号、并通过微阀驱动器(2-3)控制微阀(2-2)的开度；
微阀控制器(2-4)的指令输入端与无线通讯模块(4)的信号输出端相连。
3.根据权利要求2所述基于微阀的遥控智能植物微量给水给药装置，其特征在于，微阀(2-2)采用步进电机凸轮微阀或步进电机丝杠微阀。
4.根据权利要求1所述基于微阀的遥控智能植物微量给水给药装置，其特征在于，智能终端(5)采用是手机、掌上电脑或计算机来实现。
5.根据权利要求1所述基于微阀的遥控智能植物微量给水给药装置，其特征在于，水源采用自来水管或储水装置来实现。
6.根据权利要求1所述基于微阀的遥控智能植物微量给水给药装置，其特征在于，无线通讯模块(4)采用WiFi模块、蓝牙模块或GPS模块来实现。
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