CN108449429A - 一种基于网络数据库的智能花卉养护系统 - Google Patents

一种基于网络数据库的智能花卉养护系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于网络数据库的智能花卉养护系统，该养护系统精度高、成本低、服务完善、监测全面，用户无需学会复杂的养护技能便可以让花卉得到专家级别的养护。系统分为三大模块：硬件设备、网络数据库和手机APP。硬件设备包括集成式传感器、控制电路板、电源、指示灯和Wi‑Fi通信模块；网络数据库分为专家数据库和用户数据库；手机APP设有生长监控、花卉识别、养护提醒等功能。工作时，集成式传感器将采集花卉的实时生长数据，控制电路板将采集到的数据通过Wi‑Fi传递给服务器的用户数据库中，通过对比专家数据库中的相应的科学合理的养护数据信息，后台将生成一套养护方案，并将方案反馈给硬件设备和手机APP，手机端提醒用户养护花卉并加以指导。

Description

一种基于网络数据库的智能花卉养护系统
技术领域
本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种基于网络数据库的智能花卉养护系统。
背景技术
近年来越来越多的人喜欢养殖花卉，人们喜欢在家里或者在办公室里摆放花卉，改善室内环境，净化室内空气。面对人们没有接受过养殖花卉的专门培训且没有专业技能的事实，花卉长势不佳甚至死亡已成为室内花卉养植的重要瓶颈。因此，人们开始把目光放到智能养护上来。
据调查，现有相类似的智能花卉养护设备，其综合年销售量仅有数万件，大多数的养护设备功能单一、养护水平低，最多只能机械式的浇水和监测，无法了解花卉真正缺少什么，虽然部分高端产品可以对花进行监控，但是依然存在精度不足、成本高、没有内容丰富的花卉数据库和信号传输距离短的缺点。
发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种基于网络数据库的智能花卉养护系统，该系统通过集成传感器采集花卉土壤的温度、湿度、肥力和光照数据，经过单片机的数据处理，将花卉数据和相关信息发送到网络数据库中，后台将生成相应的养护方案，并将方案反馈给手机APP和硬件设备，在手机APP端，指导用户养护花卉。其一，解决了经验不足而导致的花卉养护不佳的问题，其二，为繁忙、精力不足的人提供了便捷的服务，不仅节省时间，花卉也得到了及时的养护，提高了用户住所、办公室的空气环境。其三，让用户无论身在何处，只要通过手机，就可以实时了解家中花卉的生长状况。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
基于网络数据库的智能花卉养护系统，其包括硬件设备模块、网络数据库模块和手机APP模块。
所述硬件设备模块，包括集成式传感器、控制电路板、电源、Wi-Fi通信模块和指示灯。所述的集成式传感器包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤肥力传感器、光照传感器和电池电量传感器，控制电路板将传感器采集到的数据通过MSP430F1232单片机的AD模块转变成数字信号，控制电路板将花卉生长信息、设备编号和花卉种类按照协议要求打包，通过Wi-Fi通信模块发送到服务器端。
所述网络数据库模块，包括专家数据库和用户数据库。专家数据库中存储上千种花卉的科学的养护信息，用户数据库用于储存从硬件设备端发送得到的数据，并且后台将根据用户数据库和专家数据库数据的比较分析，生成养护方案。
所述的手机APP设有用户注册和登陆、花卉种类的选择和切换、Wi-Fi的配置、花卉生长状况查询、花卉种类识别和养护提醒功能，手机APP通过4G网络与服务器端通信，获取花卉的生长信息和养护方案，指导用户养护花卉。
进一步的，所述的控制电路板包括MSP430F1232单片机、AD7150电容-数字转换器。
进一步的，所述的电源模块采用3节干电池，并通过电压变换器将4.5V电压转变成3.3V电压，对设备各模块供电。电源受控制电路控制，在低功耗状态时，将Wi-Fi模块断电。
进一步的，低功耗状态是指传感器不采集数据且Wi-Fi通信模块不通电的状态。
进一步的，Wi-Fi通信模块采用ESP8266芯片。
进一步的，所述硬件设备模块、网络数据库模块和手机APP模块之间关系如下：
①硬件设备采集数据并且将数据发送给网络数据库和手机APP，硬件设备接收网络数据库的反馈，从手机APP可以对硬件设备进行Wi-Fi配置。
②网络数据库接收硬件设备发送的数据信息，加以处理分析，生成养护方案，并将养护方案和生长信息反馈给硬件设备和手机APP。网络数据库也可以响应手机端的申请，发送用户数据库中的数据记录。
③手机APP接收来自硬件设备和网络数据库的信息，手机APP可以向网络数据库请求花卉的生长信息，对硬件设备进行Wi-Fi的配置。
本发明的有益效果：
1、采用Wi-Fi通讯，用户可以通过手机，无论身处何地都能了解到家中花卉的生长情况。
2、缩减的人们用于养护花卉的时间，并且让花卉得到了更加优质的养护。
3、减少了花卉的死亡率，提高了花卉生长的质量，改善了室内环境。
4、生产成本低，相比于类似的产品，本发明的产品售价更低，可以面向各收入阶层的用户。
5、硬件设备和手机APP操作简便，适合各年龄段的人群使用。
附图说明
图1为智能养护系统的总体框图。
附图标记说明：1-土壤温度传感器；2-土壤肥力传感器；3-湿度传感器；4-光照传感器；5-电池电量传感器；6-AD转换模块；7-状态指示灯；8-MSP430F1232单片机；9-ESP8266Wi-Fi模块；10-互联网；11-网络数据库；12-手机APP。
图2为模块通信关系图。
附图标记说明：13-硬件设备；14-Wi-Fi；15-网络数据库；16-4G网络；17-手机APP。
图3为网络数据库的组成。
附图标记说明：18-用户数据库；19-专家数据库；20-网络数据库。
图4为手机APP的运行结构图。
图5为单片机的工作流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步的详细说明。
本发明的模块通信关系图如图2所示，包括硬件设备13，网络数据库15和手机APP17三大模块。
如图1所示，硬件设备13模块，包括集成式传感器，控制电路板，电源，Wi-Fi通信模块9和指示灯7。所述的集成式传感器包括土壤温度传感器1、土壤湿度传感器3、土壤肥力传感器2、光照传感器4和电池电量传感器5，MSP430F1232单片机8通过其内部的AD转换模块6将传感器采集到的数据转变成数字信号，并将花卉生长信息、设备编号和花卉种类按照协议要求打包，通过Wi-Fi通信模块9发送到服务器端的网络数据库11中。
如图3所示，网络数据库模块20，包括专家数据库19和用户数据库18。专家数据库19中存储上千种花卉的科学的养护信息，用户数据库18用于储存从硬件设备13发送得到的数据，并且后台将根据用户数据库17和专家数据库18数据的比较分析，生成养护方案。
如图4所示，手机APP17设有用户注册和登陆、花卉种类的选择和切换、Wi-Fi的配置、花卉识别、花卉生长状况查询和养护提醒功能。用户如果是新用户需要进行注册，并且登陆，然后对设备进行Wi-Fi的配置和花卉种类的选择，如果是老用户则直接登陆，选择需要的功能。如图2所示，手机APP117通过4G网络16与服务器端的网络数据库15通信，获取花卉的生长信息和养护方案，指导用户养护花卉，用户也可以查询当前的和过去的花卉生长信息。
电源模块采用3节干电池，并通过电压变换器将4.5V电压转变成3.3V电压。电源受控制电路控制，对设备各模块供电，在低功耗状态时，Wi-Fi模块将被断电。
低功耗状态指传感器不采集数据且Wi-Fi通信模块不通电的状态。相比较于其他相类似的产品采用的蓝牙技术，本发明使用高功耗的Wi-Fi通信技术，主要考虑了以下因素：
①通常人们习惯打开手机的Wi-Fi功能，蓝牙功能因耗电和个人喜好等问题而很少开启、使用。
②虽然蓝牙满足“脸对脸”的传输模式，但是如果用户在出差或者在公司，无法获取家中花卉生长信息，而采用Wi-Fi技术可以解决这个问题。
③Wi-Fi在人们家中非常普及。
根据图5的流程图所示，在设备开始工作后，先进行模块的初始化，然后传感器进行数据的采集，因省电问题且考虑到花卉不需要连续监测和上传数据，一般可以一天监测一次，在一天中若出现某种生长参数变化过大的情况，系统将被重新唤醒，重新采集数据并且为Wi-Fi供电、发送数据。
所述硬件设备13模块、网络数据库15模块和手机APP17模块之间关系如下：
①硬件设备采集数据并且发送给网络数据库和手机APP，硬件设备接收网络数据库的反馈，从手机APP可以对硬件设备进行Wi-Fi配置。
②网络数据库接收硬件设备发送的数据信息，加以处理分析，生成养护方案，并将养护方案和生长信息反馈给硬件设备和手机APP。网络数据库也可以响应手机端的申请，发送用户数据库中的数据记录。
③手机APP7接收来自硬件设备和网络数据库的信息，手机APP可以向网络数据库请求花卉的生长信息，对硬件设备配置Wi-Fi。
如图1所示，指示灯7用于显示花卉是否需要养护，在硬件设备13接收到网络数据库15的反馈信息时，若需要养护，指示灯7将点亮。
接下来以君子兰的湿度数据举例，如下表君子兰的湿度专家数据所示：
如果此时的温度是5至10摄氏度，且湿度大于5％。首先集成传感器采集湿度数据，通过AD模块6转换成数字信号，通过MSP430F1232单片机8按照协议将湿度数据、设备编号和花卉种类数据打包，通过Wi-Fi通信模块9上传到网络数据库11和手机APP12，并储存到用户数据库19中，通过对比专家数据库19中的如上表的专家数据，得出需要通风降低湿度的结论，将结论反馈给硬件设备13和手机APP12，硬件设备13的指示灯7点亮，表示花卉需要养护，手机APP12收到养护提醒：湿度过大！请放在通风干燥的位置。
以上的公开仅作为本申请的一个具体的实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的凡是未脱离本发明技艺精神的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于网络数据库的智能花卉养护系统，其特征在于，包括硬件设备模块、网络数据库模块和手机APP模块；
所述硬件设备模块，包括集成式传感器、控制电路板、电源、Wi-Fi通信模块和指示灯，所述的集成式传感器包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤肥力传感器、光照传感器和电池电量传感器，控制电路板将传感器采集到的数据通过AD模块转变成数字信号，控制电路板将花卉生长信息、设备编号和花卉种类按照协议要求打包，通过Wi-Fi通信模块发送到服务器端；
所述网络数据库模块，包括专家数据库和用户数据库，专家数据库中存储上千种花卉的科学的养护信息，用户数据库用于储存从硬件设备端发送得到的数据，并且后台将根据用户数据库和专家数据库数据的比较分析，生成养护方案；
所述的手机APP设有用户注册和登陆、花卉种类的选择和切换、Wi-Fi的配置、花卉生长状况查询、花卉种类识别和养护提醒功能，手机APP通过4G或Wi-Fi网络与服务器端通信，获取花卉的生长信息和养护方案，指导用户养护花卉。
2.根据权利要求1所述的一种基于网络数据库的智能花卉养护系统，其特征在于，所述的控制电路板包含MSP430F1232单片机和AD7150电容-数字转换器，分别用于系统控制和土壤含水量的测量。
3.根据权利要求1所述的一种所述的一种基于网络数据库的智能花卉养护系统，其特征在于，所述的电源模块采用3节干电池，并通过电压变换器将4.5V电压转变成3.3V电压，电源受控制电路控制，在低功耗状态时，将Wi-Fi模块断电。
4.根据权利要求3所述的一种所述的一种基于网络数据库的智能花卉养护系统，其特征在于，所述的低功耗状态指传感器不采集数据、Wi-Fi通信模块不通电的状态。
5.根据权利要求1所述的一种所述的一种基于网络数据库的智能花卉养护系统，其特征在于，Wi-Fi通信模块采用ESP8266芯片。
6.根据权利要求1所述的一种所述的一种基于网络数据库的智能花卉养护系统，其特征在于，所述硬件设备模块、网络数据库模块和手机APP模块之间关系如下：
①硬件设备采集数据并且发送给网络数据库和手机APP，接收网络数据库的反馈，从手机APP端可以对硬件设备进行Wi-Fi配置；
②网络数据库接收硬件设备发送的数据信息，加以处理分析，生成养护方案，并将养护方案和生长信息反馈给硬件设备和手机APP，网络数据库也可以响应手机端的申请，发送用户数据库中的数据记录；
③手机APP接收来自硬件设备和网络数据库的信息，手机APP可以向网络数据库请求花卉的生长信息，对硬件设备配置Wi-Fi。
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