CN108184478A - 一种基于潮汐灌溉系统的智能花盆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于潮汐灌溉系统的智能花盆，包括智能花盆结构壳体，所述智能花盆结构壳体内设有：信号采集单元；花盆智能控制中心模块，根据信号采集单元采集的数据与智能花盆结构壳体内的植物生长需要的环境因素进行数据化分析和判断，并生成一控制信号；执行单元，用于根据花盆智能控制中心模块的控制指令，调节介质的特征值发生变化以及对智能花盆结构壳体内的植物的环境因素进行定量调节，使信号采集单元采集的数据处于花盆智能控制中心模块的预设范围；以及与花盆智能控制中心模块连接的供电电源模块，本发明可以储存定量补充控制，并解决了植物或水体长期使用而滋生细菌的自动消毒模块，减少植物生病。
Description
技术领域
本发明涉及种植用具技术领域，尤其是涉及一种基于潮汐灌溉系统的智能花盆。
背景技术
花盆是一种用于种植花草的容器，常见的有塑料花盆、陶瓷花盆，其中塑料花盆因轻便且便于运输而广泛用于大型园林绿化，而陶瓷花盆因透气性好，适于花草的种植而深受广大喜爱花草的人士偏爱，但现有的花盆由于缺乏智能化自我护理能力，只能靠花草养护人员的精心培养，每天都需浇水、有太阳时还要把花盆移到有阳光处，这对花草养护人员来说费时费力，有时遇到花草主人外出出差多天，由于养护的花草未能得到及时照料，导致花草的枯萎，产生一定的经济损失。
为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，申请号为201420835333.1的中国专利文献公开了一种新型自动浇水花盆，包括中空盆体、注水口、操作面板、蓄电池、微型水泵、导水管、出水口，所述中空盆体为内部空心结构，所述中空盆体左端设置有注水口，所述中空盆体侧面设置有操作面板和蓄电池，所述中空盆体内部底端设置有微型水泵，所述中空盆体右端设置有出水口，所述微型水泵和所述出水口之间设置有导水管。上述的方案在一定程度上改进了现有技术的部分问题，但是，该方案还是依然缺少完整的自动种植功能，只能自动浇水，或者现有技术中的智能花盆有的只有补光，对于植物需要的光照、水分、营养液与肥料、细菌处理、土壤温湿度等等没有进行系统化的完整生态控制，导致植物不能正常生长，或是植物容易生病死亡，也不能在更长时间范围内的无人值守；绝大部分现有功能型花盆都没有营养液的储存与自动添加，没有水体杀毒等重要功能，是盆花种植生病和死亡的瓶颈技术。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种智能化管控，保障植物健康生长的基于潮汐灌溉系统的智能花盆。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种基于潮汐灌溉系统的智能花盆，包括智能花盆结构壳体，其特征在于，所述智能花盆结构壳体内设有：
信号采集单元，用于采集智能花盆结构壳体内介质的特征值、植物的环境因素、实时动态参数并生成采集数据信号；
花盆智能控制中心模块，与信号采集单元连接，根据信号采集单元采集的数据与智能花盆结构壳体内的植物生长需要的环境因素进行数据化分析和判断，并生成一控制信号；
执行单元，与花盆智能控制中心模块连接，用于根据花盆智能控制中心模块的控制指令，调节介质的特征值发生变化以及对智能花盆结构壳体内的植物的环境因素进行定量调节，使信号采集单元采集的数据处于花盆智能控制中心模块的预设范围；
供电电源模块，与花盆智能控制中心模块连接，用于给整个智能花盆内部电子器件提供电能。
具体的，所述信号采集单元至少包括光检测模块、温湿度检测模块，且还包括人体检测模块、水位检测模块、运动跌倒检测模块、营养液浓度检测模块、土壤肥力检测模块中的一种或多种的组合。
具体的，所述执行单元包括营养液循环系统以及用于对盆栽植物的营养液循环系统定时给水与施肥的潮汐灌溉模块。
具体的，所述潮汐灌溉模块包括潮汐灌溉栽培床、控制系统，所述智能花盆结构壳体为具有网状盆底的栽培容器，所述栽培容器置于潮汐灌溉栽培床上，所述营养液循环系统包括营养液池，循环水泵、管路，所述营养液池通过管路与循环水泵连接，所述控制系统与循环水泵电路连接。
具体的，所述执行单元至少包括超声波雾化模块、LED补光模块，且还包括加温模块、自动加水模块、UVC紫外光消毒模块的一种或多种的组合。
作为本发明的一种改进，所述信号采集单元还包括用于检测智能花盆结构壳体内土壤或液体的PH值的PH值检测模块，所述PH值检测模块与花盆智能控制中心模块连接，所述执行单元还包括PH调节液储存容器以及pH值调节设备，所述pH值调节设备为酸液控制阀或碱液控制阀，其输入端与PH调节液储存容器连通，输出端与智能花盆结构壳体连通。
优选的，所述基于潮汐灌溉系统的智能花盆还包括摄像头监控模块，所述摄像头监控模块与花盆智能控制中心模块连接。
作为本发明的另一种改进，所述所述基于潮汐灌溉系统的智能花盆还包括APP接收模块，所述APP接收模块置于智能花盆结构壳体的远程端，所述APP接收模块通过无线通信模块与花盆智能控制中心模块连接。
具体的，所述无线通信模块为WIFI通信模块或蓝牙通信模块。
作为本发明的再一种改进，所述基于潮汐灌溉系统的智能花盆还包括氛围灯模块，所述氛围灯模块设置于智能花盆结构壳体上。
本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果：
1、本发明通过信号采集单元对植物的环境因素、介质的特征值及实时动态参数进行检测采集，从而获取植物生长需要的营养液、水、PH调节液、光照等信息，并可以储存定量补充控制，并解决了植物或水体长期使用而滋生细菌的自动消毒模块，减少植物生病。
2、本发明的潮汐灌溉技术还解决了传统植物灌溉技术(喷灌、喷雾)造成根系，叶面浇灌而产生水膜，封闭气孔造成呼吸不良二病害的情况，保障植物干净，从跟到叶自由呼吸，健康成长；还解决了一段时间内的无人值守，智能化自我管理的能力，让主人放心的差旅，远程关注就像时刻在身边，保障名贵植物的生命价值。
附图说明
图1为本发明的模块框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
一种基于潮汐灌溉系统的智能花盆，包括智能花盆结构壳体23，所述智能花盆结构壳体内设有：
信号采集单元，用于采集智能花盆结构壳体内介质的特征值、植物的环境因素、实时动态参数并生成采集数据信号；
花盆智能控制中心模块11，与信号采集单元连接，根据信号采集单元采集的数据与智能花盆结构壳体内的植物生长需要的环境因素进行数据化分析和判断，并生成一控制信号；
执行单元，与花盆智能控制中心模块11连接，用于根据花盆智能控制中心模块的控制指令，调节介质的特征值发生变化以及对智能花盆结构壳体内的植物的环境因素进行定量调节，使信号采集单元采集的数据处于花盆智能控制中心模块的预设范围；
供电电源模块14，与花盆智能控制中心模块11连接，用于给整个智能花盆内部电子器件提供电能。
具体的，所述信号采集单元至少包括光检测模块1、温湿度检测模块3，且还包括人体检测模块2、水位检测模块4、运动跌倒检测模块5、营养液浓度检测模块6、土壤肥力检测模块7中的一种或多种的组合。
所述光检测模块1可以采用光照测量感应器，用于感应光照强度，该光照测量感应器体积小巧，检测精度高，可以达到IP65防护，耐腐蚀，测定时间小于1秒可选用电压或电流输出，电流输出在长缆线传输的时候没有信号衰减，采用真实太阳光标定，使光源影响最小。
所述温湿度检测模块3采用空气温湿度传感器，是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件。
本实施例中，所述人体检测模块2采用电极和换能器构成，可以采集人体的动作参数，当所述控制器模块接受到人体检测模块的感应信号或按键面板的触发信号后，将智能地进行信号处理，选择执行开关设备、触发报警等后续动作。
所述水位检测模块4、营养液浓度检测模块6、土壤肥力检测模块7为已知技术的市场普通产品，此处不再赘述。
本实施例中，所述运动跌倒检测模块5包括控制器、通过信号处理电路与控制器相连的数据采集装置，所述的控制器上连接有定位装置、信号远传模块，所述的控制器上还连接有高度监测装置，所述的数据采集装置包括加速度传感器、陀螺仪传感器和压力传感器，其便于安装，对花盆跌倒情况进行实时监测。
具体的，所述执行单元包括营养液循环系统以及用于对盆栽植物的营养液循环系统定时给水与施肥的潮汐灌溉模块13。所述潮汐灌溉模块包括潮汐灌溉栽培床、控制系统，所述智能花盆结构壳体为具有网状盆底的栽培容器，所述栽培容器置于潮汐灌溉栽培床上，所述营养液循环系统包括营养液池，循环水泵、管路，所述营养液池通过管路与循环水泵连接，所述控制系统与循环水泵电路连接。工作时，营养液从营养液池以专用循环水泵抽出送至栽培床，将栽培床淹没约20-30mm的深度，约10-15min后，营养液因毛细作用而上升至栽培容器中基质的表面，此时将营养液排出，使其再度流回营养液池中，营养液还可在其它栽培床需水时再抽出。
具体的，所述执行单元至少包括超声波雾化模块12、LED补光模块20，且还包括加温模块18、自动加水模块26、UVC紫外光消毒模块19的一种或多种的组合。通过上述结构，可以根据环境湿度、光照度等环境因素，以自动控制方式对各种需要的最适合环境因素进行调节，控制更准确方便。
本实施例中，所述超声波雾化模块12利用换能器将电能转化成机械能，产生170万次/秒的高频震荡，将水雾化成1--5微米的超微粒子，再通过风动装置扩散到空气当中以增加环境湿度。
本实施例中，所述加温模块包含加热器电路、温度传感器电路，可实现控制对植物进行加温。由于花盆在冬季或春节，有的地区水温和花盆内温度低，通过加热模块会把水体和花盆内部生长环境动态调节在植物最易生长的环境，避免根系等冻伤或温度低而导致坏死。
由于UVC紫外光消毒模块19采用UV-LED方式发出消毒能力最强的UVC波段紫外光(200-280nm)，可以对水体消毒杀菌，保障植物健康生长。
作为本发明的一种改进，所述信号采集单元还包括用于检测智能花盆结构壳体内土壤或液体的PH值的PH值检测模块17，所述PH值检测模块17与花盆智能控制中心模块11连接，所述执行单元还包括PH调节液储存容器16以及pH值调节设备，所述pH值调节设备为酸液控制阀或碱液控制阀，其输入端与PH调节液储存容器连通，输出端与智能花盆结构壳体连通。
优选的，所述基于潮汐灌溉系统的智能花盆还包括用于对植物进行智能化的比对的摄像头监控模块21，所述摄像头监控模块21与花盆智能控制中心模块11连接。通过摄像头监控模块可以实时远程监控花盆，并可以从服务器大数据分析植物生长的阶段，进行智能化的比对判断，系统会智能识别植物种类和实时的生长周期。
作为本发明的另一种改进，所述所述基于潮汐灌溉系统的智能花盆还包括APP接收模块24，所述APP接收模块24置于智能花盆结构壳体的远程端，所述APP接收模块24通过无线通信模块与花盆智能控制中心模块11连接。
具体的，所述无线通信模块为WIFI通信模块或蓝牙通信模块。
作为本发明的再一种改进，所述基于潮汐灌溉系统的智能花盆还包括氛围灯模块22，所述氛围灯模块22设置于智能花盆结构壳体上。
为了便于操作，所述基于潮汐灌溉系统的智能花盆还包括与花盆智能控制中心模块11连接的人机交互控制面板10，以及通过互联网与花盆智能控制中心模块11连接的远程服务器25。
本发明的工作原理如下：
智能花盆的花盆智能控制中心模块会收集所有设备上传感器(光检测模块1、人体检测模块2、温湿度检测模块3，水位检测模块4、运动跌倒检测模块5，营养液浓度检测模块6，PH值检测模块17、土壤肥力检测模块7)数据，根据传感器检测数据与植物生长需要的环境、生长周期、植物种类等，进行数据化分析和判断，花盆智能控制中心模块11把控制信号传输给储存与执行的各个模块(超声波雾化模块12、潮汐灌溉模块13、供电电源模块14、营养液储存容器15、PH储存容器16、储水容器17、加温模块18、UVC紫外光消毒模块19、LED补光模块20、摄像头监控模块21、氛围灯模块22)，进行定量调节、开关控制，从而达到植物生长需求，花盆实时巡回检测与控制；
用户只需要预先在各个容器里预先添加好需要的营养液、水、PH调节液等，保持电源供电正常，用户可以按控制面板上的植物种类和生长阶段，实现一键智能种植；用户通过手机APP软件，把花盆的WIFI或蓝牙进行连接，即可远程查看植物的各种生长数据，实物照片或视频，也可以下达相关指令设置，便达到可以无人值守，智能化管控，保障植物健康生长的目的。
需要说明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员在未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于潮汐灌溉系统的智能花盆，包括智能花盆结构壳体，其特征在于，所述智能花盆结构壳体内设有：
信号采集单元，用于采集智能花盆结构壳体内介质的特征值、植物的环境因素、实时动态参数并生成采集数据信号；
花盆智能控制中心模块，与信号采集单元连接，根据信号采集单元采集的数据与智能花盆结构壳体内的植物生长需要的环境因素进行数据化分析和判断，并生成一控制信号；
执行单元，与花盆智能控制中心模块连接，用于根据花盆智能控制中心模块的控制指令，调节介质的特征值发生变化以及对智能花盆结构壳体内的植物的环境因素进行定量调节，使信号采集单元采集的数据处于花盆智能控制中心模块的预设范围；
供电电源模块，与花盆智能控制中心模块连接，用于给整个智能花盆内部电子器件提供电能。
2.根据权利要求1所述的基于潮汐灌溉系统的智能花盆，其特征在于：所述信号采集单元至少包括光检测模块、温湿度检测模块，且还包括人体检测模块、水位检测模块、运动跌倒检测模块、营养液浓度检测模块、土壤肥力检测模块中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1或2所述的基于潮汐灌溉系统的智能花盆，其特征在于：所述执行单元包括营养液循环系统以及用于对盆栽植物的营养液循环系统定时给水与施肥的潮汐灌溉模块。
4.根据权利要求3所述的基于潮汐灌溉系统的智能花盆，其特征在于：所述潮汐灌溉模块包括潮汐灌溉栽培床、控制系统，所述智能花盆结构壳体为具有网状盆底的栽培容器，所述栽培容器置于潮汐灌溉栽培床上，所述营养液循环系统包括营养液池，循环水泵、管路，所述营养液池通过管路与循环水泵连接，所述控制系统与循环水泵电路连接。
5.根据权利要求2所述的基于潮汐灌溉系统的智能花盆，其特征在于：所述执行单元至少包括超声波雾化模块、LED补光模块，且还包括加温模块、自动加水模块、UVC紫外光消毒模块的一种或多种的组合。
6.根据权利要求1、2或5所述的基于潮汐灌溉系统的智能花盆，其特征在于：所述信号采集单元还包括用于检测智能花盆结构壳体内土壤或液体的PH值的PH值检测模块，所述PH值检测模块与花盆智能控制中心模块连接，所述执行单元还包括PH调节液储存容器以及pH值调节设备，所述pH值调节设备为酸液控制阀或碱液控制阀，其输入端与PH调节液储存容器连通，输出端与智能花盆结构壳体连通。
7.根据权利要求1、2或5所述的基于潮汐灌溉系统的智能花盆，其特征在于：所述基于潮汐灌溉系统的智能花盆还包括用于智能识别植物种类及生长周期的摄像头监控模块，所述摄像头监控模块与花盆智能控制中心模块连接。
8.根据权利要求1、2或5所述的基于潮汐灌溉系统的智能花盆，其特征在于：所述所述基于潮汐灌溉系统的智能花盆还包括APP接收模块，所述APP接收模块置于智能花盆结构壳体的远程端，所述APP接收模块通过无线通信模块与花盆智能控制中心模块连接。
9.根据权利要求8所述的基于潮汐灌溉系统的智能花盆，其特征在于：所述无线通信模块为WIFI通信模块或蓝牙通信模块。
10.根据权利要求1、2或5所述的基于潮汐灌溉系统的智能花盆，其特征在于：所述基于潮汐灌溉系统的智能花盆还包括氛围灯模块，所述氛围灯模块设置于智能花盆结构壳体上。
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