CN108307857B - 一种数据式环境感知花盆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种数据式环境感知花盆，它包括外观花盆主体、硬件控制平台和设置于所述外观花盆主体内部的种植内盆体，所述种植内盆体的外壁和所述外观花盆主体的内壁之间设有储水腔；所述储水腔的进水口位于所述外观花盆主体的上端；所述外观花盆主体内设有水泵，所述水泵的抽水口与所述储水腔相连通，所述水泵的出水口连通有浇水导管；所述浇水导管设置于所述种植内盆体上，所述浇水导管上设有若干浇水喷口。该数据式环境感知花盆可以对花盆中植物的生存环境进行实时监测和智能分析，对植物给出合理的养护建议。

Description

一种数据式环境感知花盆
技术领域
本发明涉及一种物联网智能家居，具体涉及一种数据式环境感知花盆。
背景技术
在物联网和人工智能技术发展的大环境之下，智能种植的研究正在兴起。目前国内的智能植物灌溉设备多为自动浇水设备，例如，《智能花盆的研究现状与发展前景》中指出市场上有许多类型的自动浇花器，但是很少有定时或者定量的智能花盆；并且多数适用于大面积植物浇灌。功能单一，在家居方面应用的较少。
另外，目前国内植物数据库构建不成熟，在植物数据库方面的文献资料缺少。例如，《江苏林业科技》2007年12月第34卷第6期刊上《植物数据库构建研究进展综述》指出，现有国内植物数据库系统多采用关系数据库类型，与其他学科交叉渗透不够，商业化程度低。因此，设计一种具有内置数据库可以根据植物习性提供养护建议的数据式环境感知花盆具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种数据式环境感知花盆。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种数据式环境感知花盆，它包括外观花盆主体、硬件控制平台和设置于所述外观花盆主体内部的种植内盆体；所述种植内盆体的外壁和所述外观花盆主体的内壁之间设有储水腔，所述储水腔的进水口位于所述外观花盆主体的上端；所述外观花盆主体内设有水泵，所述水泵的抽水口与所述储水腔相连通，所述水泵的出水口连通有浇水导管，所述浇水导管设置于所述种植内盆体上端，所述浇水导管上设有若干浇水喷口；
所述硬件控制平台包括控制器，以及分别与所述控制器连接的用于测定所述种植内盆体中土壤湿度的湿度传感器、用于测定空气温湿度的温湿度传感器、用于测定所述储水腔中水位的水位传感器、用于测定光照强度的若干光敏电阻、用于控制所述水泵启闭的继电器、用于测定空气PM2.5值的PM2.5传感器、用于测定空气有机挥发气体的TVOC传感器和用于与通信终端设备通信互联的通信模块；
所述控制器接收所述湿度传感器、所述温湿度传感器、所述光敏电阻、所述水位传感器、所述PM2.5传感器和所述TVOC传感器测定的数据，并将测定的数据与内置的植物习性数据库中的数据进行对比分析给出养护建议并发送至后台服务器；所述控制器根据所述通信终端设备发出的指令控制所述水泵的开、关。
基于上述，所述浇水导管围绕所述种植内盆体的上端边缘设置，所述浇水喷口均匀分布于所述浇水导管上。
基于上述，所述进水口内设置有加水漏斗，对应所述加水漏斗设置有塞柱。
基于上述，所述水泵的出水口通过水泵导管连通所述浇水导管。
基于上述，所述外观花盆主体开设有用于放置所述温湿度传感器的孔。
基于上述，所述光敏电阻均布于所述外观花盆主体上部的同一水平面。
基于上述，所述硬件控制平台为arduino开源电子原型平台；所述控制器还连接有用于显示当前电量的RGB led电量指示灯和用于供电的电源模块。
基于上述，所述RGB led电量指示灯位于所述外观花盆主体的外壁上。
基于上述，所述种植内盆体和所述硬件控制平台分别位于所述外观花盆主体上、下两部分，剩余区域设为储水腔。
基于上述，所述通信模块为Bluetooth HC-05。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体地说，本发明具有以下优点：
本发明采用“物联网+大数据”的方式开发了一款智能家居设备——数据式环境感知花盆，该数据式环境感知花盆可实时检测植物生长环境的各种数据，拥有完备的植物习性数据库，通过获取的当前数据和该数据库中数据进行对比为用户提供科学合理的养护建议并发送至后台服务器；通过通信终端设备远程控制对花盆中的种植体进行浇水，更加便捷；后台服务器根据各传感器测得的数据绘制土壤湿度或/和空气湿度或/和空气温度或/和空气PM2.5或/和空气TVOC-时间曲线图，方便用户通过通信终端设备访问后台服务器进行浏览，了解种植体的生存环境以及室内种植体的对空气质量的影响，便于用户根据需要选择适合的种植体；另外，该智能花盆采用种植内盆体与外观花盆主体相结合，在种植内盆体与外观花盆主体之间形成储水腔的结构，各用于采集数据的传感器均位于花盆内部，可以减小智能花盆的体积，避免占用大量的室内空间。
附图说明
图1是本发明中所述数据式环境感知花盆的正视图。
图2是本发明中所述数据式环境感知花盆的俯视图。
图3是本发明中所述数据式环境感知花盆的左视图。
图4是本发明数据式环境感知花盆的剖面图。
图5是本发明中所述数据式环境感知花盆的电路控制原理图。
图中：1.浇水喷口；2.浇水导管；3.塞柱；4.加水漏斗；5.光敏电阻；6.湿度传感器；7.水位传感器；8.种植内盆体；9.储水腔；10.水泵导管；11.温湿度传感器；12.RGB led电量指示灯；13.硬件控制平台；14.水泵；15. 外观花盆主体。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1～5所示，一种数据式环境感知花盆，它包括外观花盆主体15、硬件控制平台13和设置于所述外观花盆主体15内部的种植内盆体8，所述种植内盆体8的外壁和所述外观花盆主体15的内壁之间设有储水腔9；所述外观花盆主体15内设有水泵14，所述水泵14的抽水口与所述储水腔9相连通，所述水泵14的出水口通过水泵导管11连通有浇水导管2；所述浇水导管2围绕所述种植内盆体8上端边缘设置，所述浇水导管2上均匀分布有三个浇水喷口1，以便浇水时，三个浇水喷口1进行喷水对所述种植内盆体8中的植物进行浇水，使浇水更加均匀；所述储水腔9的进水口位于所述外观花盆主体15的上端，对应所述进水口设置有加水漏斗4和塞柱3，以便需要加水时，通过所述加水漏斗4进行加水，加水完毕时，用所述塞柱3塞住加水口，减少水分挥发，避免杂物落入所述储水腔9中。
进一步，所述种植内盆体8和所述硬件控制平台13分别位于所述外观花盆主体15上、下两部分，剩余区域设为储水腔9。
所述硬件控制平台13包括控制器，以及分别与所述控制器连接的用于测定所述种植内盆体8中土壤湿度的湿度传感器6、用于测定空气温湿度的温湿度传感器11、用于测定所述储水腔9中水位的水位传感器7、用于测定光照强度的三个光敏电阻5、用于控制所述水泵14启闭的继电器、用于测定空气PM2.5值的PM2.5传感器、用于测定空气有机挥发气体的TVOC传感器和用于与通信终端设备通信互联的通信模块；
所述控制器接收所述湿度传感器6、所述温湿度传感器11、所述光敏电阻5、所述水位传感器7、所述PM2.5传感器和所述TVOC传感器测定的数据，并将测定的数据与内置的植物习性数据库中的数据进行对比分析给出养护建议并发送至后台服务器；所述控制器根据所述通信终端设备远程或定时发出的指令控制所述水泵14的开、关。
进一步，所述硬件控制平台13为arduino开源电子原型平台，所述控制器还连接有用于显示当前电量的RGB led电量指示灯12和用于供电的电源模块，所述控制器根据电阻采集的电压数据控制所述RGB led电量指示灯12显示当前电量，绿色为电量充足，红色为电量不足，所述RGB led电量指示灯12位于所述外观花盆主体15的外壁上。
进一步，所述通信模块Bluetooth HC-05，所述温湿度传感器11为DHT11温湿度传感器，所述外观花盆主体15开设有用于放置所述温湿度传感器的孔，以便所述温湿度传感器11通过所述孔测定空气的温度和湿度；所述PM2.5传感器和所述TVOC传感器位于所述外观花盆主体15的外壁，以便测定空气PM2.5值和有机挥发物（TVOC）的含量。
所述湿度传感器6的探头伸入所述种植内盆体内的土壤中，以便所述湿度传感器6测定所述种植内盆体8中土壤的湿度；所述水位传感器7位于储水腔9中，以便测定所述储水腔9中水位；三个所述光敏电阻5均匀分布于所述外观花盆主体15上部的同一水平面相邻两个光敏电阻夹角为120度，以便提高光照强度测定的准确度。
本发明工作过程：硬件控制平台实现各个元器件的控制，进行数据的接收和发送；硬件控制平台连接电源模块进行供电，电源模块对所有元器件进行供电；硬件控制平台连接Bluetooth HC-05、RGB led电量指示灯和继电器，发送数据控制RGB led电量指示灯显示当前电量，绿色为电量充足，红色为电量不足；硬件控制平台还接收DHT11温湿度传感器发送过来的温度、湿度数据，接收R-L光敏电阻发送过来的光照强度数据，接收水位传感器发送过来的水位数据，接收湿度传感器发送过来的土壤湿度数据，接收PM2.5传感器发送过来的空气PM2.5数据，接收所述TVOC传感器发送过来的空气中有机挥发物的数据；将接收的数据与内置的植物习性数据库中的数据进行对比分析给出养护建议。
硬件控制平台通过Bluetooth HC-05模块接收到通信终端设备发送过来的浇水指令后控制继电器工作，继电器控制水泵工作开始浇水；硬件控制平台通过Bluetooth HC-05模块将数据发送到后台服务器，后台服务器根据各传感器测得的数据绘制土壤湿度或/和空气湿度或/和空气温度-时间曲线图，方便用户通过通信终端设备访问后台服务器进行浏览；后台服务器根据测得的空气PM2.5数据或/和有机挥发物的数据绘制空气PM2.5或/和空气TVOC-时间曲线图，便于用户了解植物体生长对空气质量的影响，根据需要选择合适的种植体。
本发明智能花盆结构简单，设计合理，通过arduino作为主控芯片，简化了电路设计、性能稳定、轻便、造价低。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (1)

1.一种数据式环境感知花盆，其特征在于：它包括外观花盆主体、硬件控制平台和设置于所述外观花盆主体内部的种植内盆体；所述种植内盆体的外壁和所述外观花盆主体的内壁之间形成储水腔的结构，所述储水腔的进水口位于所述外观花盆主体的上端；所述外观花盆主体内设有水泵，所述水泵的抽水口与所述储水腔相连通，所述水泵的出水口连通有浇水导管，所述浇水导管设置于所述种植内盆体上端，所述浇水导管上设有若干浇水喷口；
所述硬件控制平台包括控制器，以及分别与所述控制器连接的用于测定所述种植内盆体中土壤湿度的湿度传感器、用于测定空气温湿度的温湿度传感器、用于测定所述储水腔中水位的水位传感器、用于测定光照强度的若干光敏电阻、用于控制所述水泵启闭的继电器、用于测定空气PM2.5值的PM2.5传感器、用于测定空气有机挥发气体的TVOC传感器和用于与通信终端设备通信互联的通信模块；所述控制器接收所述湿度传感器、所述温湿度传感器、所述光敏电阻、所述水位传感器、所述PM2.5传感器和所述TVOC传感器测定的数据，并将测定的数据与内置的植物习性数据库中的数据进行对比分析给出养护建议并发送至后台服务器，后台服务器根据各传感器测得的数据绘制土壤湿度或/和空气湿度或/和空气温度或/和空气PM2.5或/和空气TVOC-时间曲线图，后台服务器根据测得的空气PM2.5数据或/和有机挥发物的数据绘制空气PM2.5或/和空气TVOC-时间曲线图，便于用户了解植物体生长对空气质量的影响，根据需要选择合适的种植体；所述控制器根据所述通信终端设备发出的指令控制所述水泵的开、关；所述光敏电阻均布于所述外观花盆主体上部的同一水平面；所述硬件控制平台为arduino开源电子原型平台；所述控制器还连接有用于显示当前电量的RGB led电量指示灯和用于供电的电源模块；所述通信模块为Bluetooth HC-05，所述浇水导管围绕所述种植内盆体的上端边缘设置，所述浇水喷口均匀分布于所述浇水导管上，所述进水口内设置有加水漏斗，对应所述加水漏斗设置有塞柱，所述水泵的出水口通过水泵导管连通所述浇水导管，所述外观花盆主体开设有用于放置所述温湿度传感器的孔，所述PM2.5传感器和所述TVOC传感器位于所述外观花盆主体的外壁，所述RGB led电量指示灯位于所述外观花盆主体的外壁上，所述种植内盆体和所述硬件控制平台分别位于所述外观花盆主体上、下两部分，剩余区域设为储水腔。
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