CN105223996A - 一种具有传感器自动追光储水的盆栽植物控制系统 - Google Patents

Abstract

一种具有传感器自动追光储水的盆栽植物控制系统，涉及一种盆栽植物控制系统，所述系统包括盆养控制系统主机、雨滴传感器、阳光传感器、压力传感器、GSM短信模块、步进电机及步进电机控制器；系统有1个圆柱形状的主机外壳，主机外壳分为双层，一层为储水箱壁，另一侧为盆养主机外壳；双层主机外壳的相同位置上，设置水位观察窗口；主机上部安装有双层顶盖，一层为盆养主机上盖，另一层为盆养主机下盖；主机顶盖外壁一侧间安装阳光传感器。该系统能够根据光照情况实时调节花卉植物光照时间和角度，以及储存雨水和实时监控储水状况的功能。在花卉植物缺水的情况下，采用GSM技术发送短信到用户手机，来实现电子技术为家居服务。

Description

一种具有传感器自动追光储水的盆栽植物控制系统

技术领域

本发明涉及一种盆栽植物控制系统，特别是涉及一种具有传感器自动追光储水的盆栽植物控制系统。

背景技术

花盆是居家种植花卉、绿色植物必备用品。家居种植花卉植物不仅能美化环境，还能净化空气，并为观赏者提供身心的愉悦、芳香的气味和收获的喜悦。传统的花盆为泥、瓷、塑料、石及木制品等材料制作的盆形容器，功能局限在盛装容积和透水性等。

随着微型机电系统MEMS（微机电系统，英文名称：MicroelectroMechanicalSystems）技术的不断发展与成熟，价格低廉、体积小、灵敏度高的MEMS传感器开始广泛地应用于嵌入式智能家居产品。在传感器技术运用至花盆器皿后，将使花盆具有自动追光功能；将具备根据植物的不同属性，自动调节光照时间和角度功能；将具备自动储水功能，检测到降雨后，自动打开入水口来储备雨水；将具备缺水提示功能，储水量过低时，通过GSM（全球移动通信系统，英文名称：GlobalSystemforMobileCommunications）技术，将缺水情况通过短信发送到用户手机。目前，花卉植物盆养器皿不采用MEMS传感器及GSM技术，对于居家花卉植物种植仍处于经验和人为看护状态。当花卉植物数量增加，对花卉植物监管和养护将出现纰漏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有传感器自动追光储水的盆栽植物控制系统，该系统能够根据光照情况实时调节花卉植物光照时间和角度，以及储存雨水和实时监控储水状况的功能。在花卉植物缺水的情况下，采用GSM技术发送短信到用户手机，来实现电子技术为家居服务的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于MEMS传感器的自动追光储水花卉植物盆养控制系统，所述系统包括盆养控制系统主机、雨滴传感器、阳光传感器、压力传感器、GSM短信模块、步进电机及步进电机控制器。盆养控制系统有1个圆柱形状的主机外壳，主机外壳分为双层，一层为储水箱壁，另一侧为盆养主机外壳。双层主机外壳的相同位置上，设置水位观察窗口。盆养主机上部安装有双层顶盖，一层为盆养主机上盖，另一层为盆养主机下盖。盆养主机顶盖外壁的一侧相等距离间安装4个阳光传感器，位置正对种植花卉的凹槽中心；盆养主机上盖连接4个种植花卉的凹槽，凹槽四周设置环形入水口。入水口外侧设置2个以玻璃片覆盖的圆形凹槽，凹槽内置雨滴传感器。在盆养主机上盖和下盖之间，安装雨滴传感器模块、阳光传感器模块、步进电机驱动模块以及GSM短信模块。在盆养主机双层外壳底部之间，安装压力传感器模块。

所述步进电机驱动模块由步进电机和步进电机驱动器YKD2204M构成。

所述GSM短信模块由TC351芯片作为核心，由GSM基带处理、GSM射频部分、电源ASIC、Flash四部分组成。

本发明的优点与效果是：

本发明实现了光照调节与雨水储备，以及通过GSM技术发送提示短信，方便用户了解情况，比有花卉植物盆养器皿具有更多功能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明各部分信号控制关系结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例，对本发明作进一步详述。

一种基于MEMS传感器的自动追光储水花卉植物盆养控制系统，所述系统包括盆养控制系统主机、雨滴传感器、阳光传感器、GSM短信模块、步进电机及步进电机控制器。盆养控制系统有1个圆柱形状的主机外壳，主机外壳分为双层，一层为储水箱壁，另一侧为盆养主机外壳。双层主机外壳的相同位置上，设置水位观察窗口。盆养主机上部安装有双层顶盖，一层为盆养主机上盖，另一层为盆养主机下盖。盆养主机顶盖外壁的一侧相等距离间安装4个阳光传感器，位置正对种植花卉的凹槽中心；盆养主机上盖连接4个种植花卉的凹槽，凹槽四周设置环形入水口。入水口外侧设置2个以玻璃片覆盖的圆形凹槽，凹槽内置雨滴传感器。在盆养主机上盖和下盖之间，安装雨滴传感器模块、阳光传感器模块、步进电机驱动模块以及GSM短信模块。在盆养主机双层外壳底部之间，安装压力传感器模块。整个系统以STC11L04E单片机为核心，微处理器模块通过传感器采集数据进行算法判定和系统控制。

利用阳光传感器和雨滴传感器采集环境光照和雨滴数值，检测到的数据发送给单片机跟设定好的标准值对比，如果符合，单片机发出指令，旋转打开入水口，进行雨水储备，或者旋转盆养主机上盖，使凹槽中所种植花卉植物接受光照，同时通过GSM向用户发送短信提醒，让用户及时了解系统缺水情况。利用压力传感器检测盆养主机储水箱压力变化状态，当检测数值达到最小设定值时，将预判为缺水状态，单片机将指令GSM向用户发送短信提醒。步进电机驱动模块由步进电机和步进电机驱动器YKD2204M构成，当步进电机驱动器接收到单片机发出的脉冲信号，将驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，从而旋转盆养主机转轴来打开关闭入水口以及追踪光照。

GSM短信模块由TC351芯片作为核心，由GSM基带处理、GSM射频部分、电源ASIC、Flash四部分组成。GSM基带处理主要由一个CPU和一个DSP（数字信号处理器，英文名称：DigitalSignalProcessor）构成，负责控制整个模块，完成信号传输、转换、放大等处理过程。射频部分由单片机控制收发，负责对信号的接收和发送。GSM短信模块的供电范围包括从几毫安到2A，电流变化幅度较大。Flash负责储备用户信息。

本发明的工作原理是：雨滴传感器模块、阳光传感器模块对光照环境和雨水情况进行监测。若发现雨水降落，雨滴传感器模块将检测到的数据传送给单片机，并由单片机发送脉冲信号给步进电机驱动模块，驱动步进电机旋转转轴来打开入水口储备雨水；当检测到雨水条件不满足设定值下线，也通过驱动步进电机旋转转轴来关闭入水口，防止雨水蒸发。阳光传感器模块检测光照强度，根据预先设定不同植物光照时间和强度的数值，通过数值比较，单片机发送脉冲信号驱动步进电机旋转转轴，来调节种植花卉植物的光照时间和角度。步进电机驱动模块接收单片机所发出的脉冲信号，驱动步进电机旋转转轴。压力传感器模块对盆养主机储水箱压力变化进行检测，当检测数值达到最小设定值时，将预判为缺水状态，单片机将指令GSM向用户发送短信提醒。

实施例：

下面结合实施例图1、图2对本发明作进一步详细说明。

附图中的部件标号为：1为盆养主机，2为入水口，3为上盖，4为种植花卉的凹槽，5为阳光传感器，6为玻璃片，7为雨滴传感器，8为观察窗口，9为出水口，10为储水箱壁，11为主机外壳，12为压力传感器，13为吸水棉线，14为下盖，15为按键，16为转轴。

一种基于MEMS传感器的自动追光储水花卉植物盆养控制系统，所述系统包括盆养控制系统主机1、雨滴传感器7、阳光传感器5、GSM短信模块、步进电机及步进电机控制器。盆养控制系统有1个圆柱形状的主机外壳，主机外壳分为双层，一层为储水箱壁10，另一侧为盆养主机外壳11。双层主机外壳的相同位置上，设置水位观察窗口8。盆养主机上部安装有双层顶盖，一层为盆养主机上盖3，另一层为盆养主机下盖14。盆养主机顶盖外壁的一侧相等距离间安装4个阳光传感器5，位置正对种植花卉的凹槽4中心；盆养主机上盖连接4个种植花卉的凹槽4，凹槽四周设置环形入水口2。入水口2外侧设置2个以玻璃片6覆盖的圆形凹槽，凹槽内置雨滴传感器。在盆养主机上盖3和下盖14之间，安装雨滴传感器模块、阳光传感器模块、步进电机驱动模块以及GSM短信模块。在盆养主机双层外壳底部之间，安装压力传感器12。整个系统以STC11L04E单片机为核心，微处理器模块通过传感器采集数据进行算法判定和系统控制。

利用阳光传感器和雨滴传感器采集环境光照和雨滴数值，检测到的数据发送给单片机跟设定好的标准值对比，如果符合，单片机发出指令，旋转打开入水口，进行雨水储备，或者旋转盆养主机上盖，使凹槽中所种植花卉植物接受光照，同时通过GSM向用户发送短信提醒，让用户及时了解系统缺水情况。利用压力传感器检测盆养主机储水箱压力变化状态，当检测数值达到最小设定值时，将预判为缺水状态，单片机将指令GSM向用户发送短信提醒。步进电机驱动模块由步进电机和步进电机驱动器YKD2204M构成，当步进驱动器接收到单片机发出的脉冲信号，将驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，从而旋转盆养主机，来打开关闭入水口以及追踪光照。

GSM短信模块由TC351芯片作为核心，由GSM基带处理、GSM射频部分、电源ASIC、Flash四部分组成。GSM基带处理主要由一个CPU和一个DSP（数字信号处理器，英文名称：DigitalSignalProcessor）构成，负责控制整个模块，完成信号传输、转换、放大等处理过程。射频部分由单片机控制收发，负责对信号的接收和发送。GSM短信模块的供电范围包括从几毫安到2A，电流变化幅度较大。Flash负责储备用户信息。

Claims (3)

1.一种具有传感器自动追光储水的盆栽植物控制系统，其特征在于，所述系统包括盆养控制系统主机、雨滴传感器、阳光传感器、压力传感器、GSM短信模块、步进电机及步进电机控制器；系统有1个圆柱形状的主机外壳，主机外壳分为双层，一层为储水箱壁，另一侧为盆养主机外壳；双层主机外壳的相同位置上，设置水位观察窗口；主机上部安装有双层顶盖，一层为盆养主机上盖，另一层为盆养主机下盖；主机顶盖外壁的一侧相等距离间安装4个阳光传感器，位置正对种植花卉的凹槽中心；主机上盖连接4个种植花卉的凹槽，凹槽四周设置环形入水口；入水口外侧设置2个以玻璃片覆盖的圆形凹槽，凹槽内置雨滴传感器；在盆养主机上盖和下盖之间，安装雨滴传感器模块、阳光传感器模块、步进电机驱动模块以及GSM短信模块；盆养主机双层外壳底部之间，安装压力传感器模块。

2.根据权利要求1所述的一种具有传感器自动追光储水的盆栽植物控制系统，其特征在于，所述步进电机驱动模块由步进电机和步进电机驱动器YKD2204M构成。

3.根据权利要求1所述的一种具有传感器自动追光储水的盆栽植物控制系统，其特征在于，所述GSM短信模块由TC351芯片作为核心，由GSM基带处理、GSM射频部分、电源ASIC、Flash四部分组成。