CN107991922A - 一种植物感知培育分享系统及植物养护方法 - Google Patents

一种植物感知培育分享系统及植物养护方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种植物感知培育分享系统及植物养护方法,属于植物养护类电子产品结构技术领域,适用于家庭等小型室内场所。一种植物感知培育分享系统及植物养护方法包括多个植物环境数据感知结点与植物养护设备。各个感知节点通过多种传感器感知植物的环境数据并直接连入互联网,与服务器、用户端APP进行数据交换,达到用户实时监控、养护植物的功能。本发明率先提出了将植物养护物联网系统与用户在线论坛社区相结合、植物养护的环境参数方案在线分享出售的理念,改变了对家庭植物养护的传统理解,使植物养护物联网化、社区化,有助于推进家庭物联网社区与智能家居的建设。

Description

一种植物感知培育分享系统及植物养护方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种植物感知培育分享系统及植物养护方法,属于植物养护类电子产 品结构技术领域。
背景技术
[0002] 室内植物种类繁多,并且各种植物的属性也不同,有的喜欢潮湿,有的喜欢干燥, 有的喜欢阳光充足,有的则喜欢阴暗环境,不能一概而论,统一用一种养护方法;另外人们 学习工作忙碌,常常会忘记它们,从而导致植物生长状况不佳。同时,当今社会对于植物养 护的要求与日俱增。然而,不同于农业生产,现如今国内还无法做到对家庭植物进行量化精 确养护。截至目前,国内仍然没有一套可以推广的系统,用于移动设备应用程序远程精确控 制养护和用户间在线交流分享的系统。即使存在可以实现的方案,也因为某些原因未能实 现或无法推广。
[0003] 目前市面上存在几种家庭植物自动养护设备,可以分为以下几种类型:
[0004] 1、采用虹吸原理,即通过器具载水然后利用渗透的方式浇花,这种浇花过程是连 续不断的,只要装水器具内有水,就源源不断的往花盆里渗水,其缺点是当装水器具内有水 时,土壤总是湿的,若装水器具内无水,则土壤变干,不具备智能化;
[0005] 2、有一种电子类自动浇花器适于家用,通过电子设备设定何时浇灌以及浇灌时间 等,利用湿度传感器采集湿度信息,使用土壤湿度传感器作为水泵启动开关,实现自动浇 水,缺点是只能判断湿度数据,而无法对植物的生长环境进行全方位监测,无法实现家庭植 物的精确养护;
[0006] 3、一种由单片机控制的感知养护设备,与单片机连接的一系列传感器进行植物环 境数据采集,单片机根据阈值自动控制浇水、光照等动作,其缺点是没有连入互联网,用户 无法远程获取植物的环境数据,也无法远程控制单片机动作;
[0007]综上各种家庭植物自动养护设备,只有采用单片机作为养护控制单元的方式是从 植物的角度出发,但也仅仅将其作为一个门限开关使用,不能使用户远程检测植物的生长 状态或控制浇水、光照等养护动作,养护效果不佳,更无法实现植物养护者之间的在线互动 与交流。
发明内容
[0008]本发明的目的在于解决上述现有技术存在的不足之处,提供一种系统的合理结构 ^计,能从植物生长信息的各个角度出发,全方位检测植物的生长状态,并建立植物生长和 管理档案,并与服务器、移动设备APP实时连接,兼容用户在线交流分享社区平台,实现植物 的远程管理养护的植物养护培育分享系统。
[0009]本发明是通过以下技术方案来实现的:
[0010](—)系统技术方案
[0011] 一种植物感知培育分享系统,其特征在于,包括多个植物环境数据感知节点(1)、 多个植物养护设备⑵、移动设备端应用程序⑶、服务器⑷;
[0012] 其中,
[0013] —套植物养护设备⑵对应一个感知节点⑴,植物数据感知节点⑴与服务器⑷ 通过互联网通讯连接,服务器⑷还与移动设备端应用程序(3)无线通讯连接。
[0014] 所述植物环境数据感知节点包括微处理器(MCU)、传感器调理电路、传感器、Wi-Fi 无线通信模块;所述传感器包括湿度传感器(5)、温度传感器(6)、光照传感器(7)、二氧化碳 浓度传感器(8)、PH值传感器(9)。所述微处理器自带A/D模块;所述传感器调理电路与微处 理器连接,所述传感器调理电路同时与传感器连接,用于将传感器电信号转换成MCU微处理 器自带A/D模块转换范围内的电信号。
[0015] 所述Wi-Fi无线通信模块与微处理器连接,用于与服务器通信。
[0016] 所述植物养护设备(2),包括隔膜水泵(13)、植物灯(14)、植物加热器(15)、二氧化 碳发生器(16)、水流传感器(17),各个模块相互独立;MCU微处理器I (11)通过与其1〇引脚相 连接的继电器控制隔膜水泵(13)、植物灯(14)、植物加热器(15)与二氧化碳发生器(I6),水 流传感器(17)用于检测隔膜水泵(13)水流流量;所述的植物养护设备(2)中的隔膜水泵 (13)、植物灯(14)、植物加热器(15)、二氧化碳发生器(16)、水流传感器(17)的继电器会根 据微处理器(12)接收到的移动设备端应用程序(3)发送的指令连通或断开,进而驱动植物 养护设备⑵的运行,实现用户对养护设备⑵的远程控制。
[0017] 所述服务器⑷完成数据整理、存储,并将土壤湿度、温度、光照、二氧化碳浓度、土 壤PH值等信息发送给移动设备端应用(3);将移动设备端应用⑶发出的提示信息和命令传 递给植物环境数据感知节点⑴与植物养护设备(2),实现养护的远程控制。
[0018]所述移动设备端应用(3)用于显示植物感知节点(1)上传的环境数据、实现用户对 植物养护设备(2)的远程控制、通过论坛发言与分享植物养护方案;所述移动设备端应用 (3)将把植物感知节点(1)上传的环境数据与用户当前使用的植物养护方案(阈值)进行比 较,得出当前环境不利于植物生长的条件,从而得到当前情况下应该采取的相应养护措施, 给用户以合理建议,或直接驱动养护设备(2)运行;用户可以通过所述移动设备端应用(3) 的用户论坛进行发言,分享或出售自己的植物养护方案,也可以下载使用其他用户分享或 出售的、更适合于自己植物的养护方案。
[0019] (二)方法技术方案
[0020] 本发明植物养护培育分享系统及植物养护方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0021] 1、通过数据收集分析,建立所养植物的档案,包括植物的生长特点(如喜阴喜阳 等)、历史信息等,建立植物的土壤湿度、温度、光照、二氧化碳浓度、土壤PH值等信息的数据 库;
[0022] 2、由植物环境数据感知节点⑴的湿度传感器(5)、温度传感器(6)、光照传感器 (7)、二氧化碳浓度传感器(8)、PH值传感器〇?)完成植物的土壤湿度、温度、光照、二氧化碳 浓度、土壤PH值、电池电压信息的采集,并将采集的各种信息调理电路(12)调理转换为A/D 转换范围内的电信号;
[0023] 3、A/D转换器将经过传感器调理电路(12)调理后的各种电信号转换为数字信号并 进行后续处理;
[0024] 4、M⑶微处理器1(11)对A/D转换器送来的数据进行处理,MCU微处理器1(11)通过 Wi-Fi无线通信模块(10)建立与互联网的连接并将该植物环境数据感知节点(1)数据发送 给服务器⑷;
[0025] 5、服务器(4)完成数据整理与存储,将土壤湿度、温度、光照、二氧化碳浓度、土壤 PH值等信息发送给移动设备端应用⑶并显示给用户。
[0026] 6、移动设备端应用(3)发出提示信息和命令给服务器(4),并由服务器将其传递指 令给植物环境数据感知节点(1)与植物养护设备(2),实现远程养护的控制。
[0027] 7、用户移动设备端应用(3)对植物环境数据感知节点(1)与植物养护设备(2)有两 种控制模式,即自动模式和手动模式。其中,所述自动模式下系统将根据服务器(4)保存的 植物养护参数(阈值)方案进行自动养护,无需用户操作。所述手动模式下系统则不会根据 植物养护参数(阈值)方案做出反应,需要用户操作才能实现远程控制。
[0028] 8、用户通过移动设备端应用(3)在线交流、论坛发言、共享或出售植物养护参数 (阈值)方案;所述植物养护参数(阈值)方案,包括用户所指定的植物对于空气温度、空气湿 度、土壤湿度、光照强度、土壤PH值、二氧化碳浓度的要求阈值,存储在服务器(4);每个用户 都可以根据自己的需要对植物养护参数(阈值)方案进行修改,用户也可以通过移动设备端 应用(3)对自己满意的植物养护参数(阈值)方案分享或出售给其他用户。
[0029]本发明有益效果:
[0030]本发明创新性得首次提出了将植物养护物联网系统与用户在线论坛社区相结合、 植物养护的环境参数方案在线分享出售的理念,使得适合于植物生长的环境参数方案可以 被用户通过移动端设备应用的论坛进行分享或出售,让植物养护变得更加简单、精确、高 效;同时,用户也可以在移动端设备应用的论坛发言,与其他用户直接交流植物养护的经 验,或是分享植物的生长历程等;使得植物养护不再拘泥于植物养护传统方法与思想,变得 社区化、趣味化;此理念进一步改进与拓展了传统的物联网植物养护装置的功能与定位,使 其更加适合于当今的社交网络环境,具有很大的推广价值。
[0031]本发明的植物养护培育分享系统结构设计合理,植物感知节点、植物养护设备、月艮 务器、移动设备端应用配合使用,能全方位感知植物花卉生长环境,包括土壤湿度、光照、温 度、二氧化碳浓度、土壤PH值等信息,建立室内植物花卉生长档案,根据植物花丼的生长特 点,实时发布喜爱植物的生长状态,进行远程控制或智能养护,使人们随时随地关注养护喜 爱的植物,时刻感受培养花卉植物的乐趣。
附图说明
[0032]图1:本发明植物养护培育分享系统的结构框图;
[0033]图2:植物环境数据感知结点与其他设备的原理框图;
[0034]图3:移动设备端APP⑶的原理框图。
[0035] 1:植物环境数据感知节点
[0036] 2:植物养护设备
[0037] 3:移动设备端应用程序
[0038] 4:服务器
[0039] 5:湿度传感器
[0040] 6:温度传感器
[0041] 7:光照传感器
[0042] 8:二氧化碳浓度传感器 [0043] 9:PH值传感器 [0044] 10: Wi-Fi无线通信模块
[0045] 11:MCU微处理器
[0046] 12:传感器调理电路
[0047] 13:隔膜水栗
[0048] 14:植物灯
[0049] 15:植物加热器
[0050] 16:二氧化碳发生器
[0051] 17:水流传感器
具体实施方式
[0052]以下参考附图给出本发明的具体实施方式,用来对本发明做进一步的说明。
[0053] 实施例1
[0054]本实施例的植物养护培育分享系统包括植物环境数据感知节点1、植物养护设备 2、移动设备端应用程序3和服务器4。植物环境数据感知节点1感知花卉植物信息,将信息传 送给Wi-Fi无线通信模块10,并远程通信传送至服务器4,在服务器4上实现全部数据的存 储,并在移动设备端应用程序3上进行分析处理、图形化显示数据。植物的主人通过移动设 备端应用程序3访问服务器4,随时随地查看居家办公环境的植物信息。用户可以相应通过 移动设备端应用程序3远程向植物环境数据感知节点1发送指令,感知节点1上的微处理器 11将指令传送至植物养护设备2,从而驱动植物养护设备2运行,实现自动养护。
[0055]本实施例的植物环境数据感知节点1挂载RN171 Wi-Fi模块10,通过该模块实现与 Internet公网的连接,从而实现长距离远程通信;
[0056]植物环境数据感知节点1参见附图2,包括湿度传感器5、温度传感器6、光照传感器 7、二氧化碳浓度传感器8、PH值传感器9、传感器调理电路12、微处理器11;其中,所有传感器 通过Arduino的Grove Smart接口扩展板与微处理器11相连接,湿度传感器5、温度传感器6、 光照传感器7、二氧化碳浓度传感器8、PH值传感器9将植物的土壤湿度、温度、光照、二氧化 碳浓度、土壤PH值转换为电信号,传感器调理电路12将来自传感器的电信号变换成MCU微处 理器11A/D转换范围内的电压信号;
[0057] MCU微处理器11自带A/D模块,将各个电压信号转换为数字信号,存储在MCU微处理 器11的寄存器中;MCU微处理器11将所有传感器数据通过10引脚发送至RN171 Wi-Fi无线通 信模块10,再由Wi-Fi模块10通过HTTP协议发送至服务器4。
[0058] 在移动设备或平板电脑上安装该系统的移动设备端应用程序3,输入设备标识号, 即可通过移动设备端应用程序3发送请求访问服务器4,服务器4向应用返回植物环境数据 感知节点1数据。移动设备端应用程序3接收数据后,在应用程序UI界面上显示。
[0059] 在前面所述的手动模式下,用户需要通过移动设备端应用程序3向服务器4发送养 护指令;RN171 Wi-Fi无线通信模块10将会定时读取来自服务器4的养护指令并传送至植物 环境数据感知节点1,感知节点1上的微处理器11将指令传送至植物养护设备2,从而驱动植 物养护设备2运行,实现远程控制。
[0060] 在前面所述的自动模式下,用户不需要使用移动设备端应用3向服务器4发送指 令;服务器4将根据当前存储的植物养护参数(阈值)方案与感知节点1上传的当前环境数据 自动生成控制命令,再由RN171 Wi-Fi无线通信模块1〇读取养护指令并传送至植物感知节 点1,感知节点1上的微处理器11将养护指令传送至植物养护设备2,驱动植物养护设备2运 行,实现智能养护。
[0061] 移动设备端应用程序3的社区交流部分可以为用户提供论坛服务和植物养护参数 (阈值)方案交流服务。用户可以在论坛上发表自己的植物养护参数(阈值)方案,也可以出 售自己的植物养护参数(阈值)方案。用户通过点击交流论坛内的标题即可查看其他用户发 言。用户还可以点击获取自定义植物养护参数(阈值)方案。若其它用户在发布时设置为付 费,则需要付费后才能获取方案。
[0062] 本实施例的植物养护培育分享系统结构设计合理,植物感知节点、协调器节点、服 务器配合使用,能全方位感知植物花卉生长环境,包括土壤湿度、光照、温度、二氧化碳浓 度、土壤PH值等信息,建立室内植物花卉生长档案,根据植物花卉的生长特点,实时发布喜 爱植物的生长状态,并可以接收用户指令,进行自动智能养护。用户间可以在线交流,分享 自己的植物养护参数(阈值)方案,使人们随时随地关注养护喜爱的植物,时刻感受培养花 卉植物的乐趣。
[0063] 本发明率先提出了将植物养护物联网系统与用户在线论坛社区相结合、植物养护 的环境参数方案在线分享出售的理念,改变了对家庭植物养护的传统理解,使植物养护物 联网化、社区化,有助于推进家庭物联网社区与智能家居的建设。

Claims (2)

1. 一种植物感知培育分享系统,其特征在于,包括多个植物环境数据感知节点(1)、多 个植物养护设备⑵、移动设备端应用程序⑶、服务器(4); 其中, 一套植物养护设备⑵对应一个感知节点(1),植物数据感知节点(1)与服务器⑷通过 互联网通讯连接,服务器(4)还与移动设备端应用程序(3)无线通讯连接; 所述植物环境数据感知节点包括微处理器(MCU) (11)、传感器调理电路(12)、传感器、 Wi-Fi无线通信模块(10);所述传感器包括湿度传感器(5)、温度传感器(6)、光照传感器 (7)、二氧化碳浓度传感器(8)、PH值传感器(9);所述微处理器自带A/D模块;所述传感器调 理电路与微处理器连接,所述传感器调理电路同时与传感器连接,用于将传感器电信号转 换成MCU微处理器自带A/D模块转换范围内的电信号; 所述Wi-Fi无线通信模块(10)与微处理器连接,用于与服务器通信; 所述植物养护设备(2),包括隔膜水杲(13)、植物灯(14)、植物加热器(15)、二氧化碳发 生器(16)、水流传感器(17),各个模块相互独立;MCU微处理器I (11)通过与其10引脚相连接 的继电器控制隔膜水栗(13)、植物灯(14)、植物加热器(15)与二氧化碳发生器(16),水流传 感器(17)用于检测隔膜水栗(13)水流流量;所述的植物养护设备(2)中的隔膜水栗(13)、植 物灯(14)、植物加热器(15)、二氧化碳发生器(16)、水流传感器(17)的继电器会根据微处理 器(11)接收到的移动设备端应用程序(3)发送的指令连通或断开,进而驱动植物养护设备 ⑵的运行,实现用户对养护设备⑵的远程控制; 所述服务器(4)完成数据整理、存储,并将土壤湿度、温度、光照、二氧化碳浓度、土壤PH 值等信息发送给移动设备端应用(3);将移动设备端应用03)发出的提示信息和命令传递给 植物环境数据感知节点(1)与植物养护设备(2),实现养护的远程控制; 所述移动设备端应用(3)用于显示植物感知节点(1)上传的环境数据、实现用户对植物 养护设备(2)的远程控制、通过论坛发言与分享植物养护方案;所述移动设备端应用(3)将 把植物感知节点⑴上传的环境数据与用户当前使用的植物养护方案(阈值)进行比较,得 出当前环境不利于植物生长的条件,从而得到当前情况下应该采取的相应养护措施,给用 户以合理建议,或直接驱动养护设备(2)运行;用户可以通过所述移动设备端应用(3)的用 户论坛进行发言,分享或出售自己的植物养护方案,也可以下载使用其他用户分享或出售 的、更适合于自己植物的养护方案。
2. 植物养护培育分享及植物养护方法,其特征在于,包括以下步骤: 1) 、通过数据收集分析,建立所养植物的档案,包括植物的生长特点(如喜阴喜阳等)、 历史信息等,建立植物的土壤湿度、温度、光照、二氧化碳浓度、土壤PH值等信息的数据库; 2) 、由植物环境数据感知节点⑴的湿度传感器(5)、温度传感器(6)、光照传感器(7)、 二氧化碳浓度传感器(8)、PH值传感器(9)完成植物的土壤湿度、温度、光照、二氧化碳浓度、 土壤PH值、电池电压信息的采集,并将采集的各种信息调理电路(12)调理转换为A/D转换范 围内的电信号; 3) 、A/D转换器将经过传感器调理电路(12)调理后的各种电信号转换为数字信号并进 行后续处理; 4) 、M⑶微处理器I (11)对A/D转换器送来的数据进行处理,M⑶微处理器I (11)通过WiFi 无线通信模块 (10) 建立与互联网的连接并将该植物环境数据感知节点 (1) 数据发送给服 务器⑷; 5) 、服务器(4)完成数据整理与存储,将土壤湿度、温度、光照、二氧化碳浓度、土壤PH值 等信息发送给移动设备端应用⑶并显示给用户; 6) 、移动设备端应用(3)发出提示信息和命令给服务器(4),并由服务器将其传递指令 给植物环境数据感知节点(1)与植物养护设备(2),实现远程养护的控制; 7) 、用户移动设备端应用(3)对植物环境数据感知节点(1)与植物养护设备(2)有两种 控制模式,即自动模式和手动模式。其中,所述自动模式下系统将根据服务器(4)保存的植 物养护参数(阈值)方案进行自动养护,无需用户操作。所述手动模式下系统则不会根据植 物养护参数(阈值)方案做出反应,需要用户操作才能实现远程控制; 8) 、用户通过移动设备端应用(3)在线交流、论坛发言、共享或出售植物养护参数方案; 所述植物^护参数方案,包括用户所指定的植物对于空气温度、空气湿度、土壤湿度、光照 强度、土壤PH值、二氧化碳浓度的要求阈值,存储在服务器⑷;每个用户都可以根据自己的 需要对植物养护参数方案进行修改,用户也可以通过移动设备端应用(3)对自己满意的植 物养护参数方案分享或出售给其他用户。
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