CN108508943A - 一种自动育花系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动育花系统及其方法，该系统包括数据采集及指令执行终端、服务器以及用户终端。服务器分别与数据采集及指令执行终端以及用户终端建立通信连接。数据采集及指令执行终端采集环境参数，并将环境参数上传至服务器；服务器用于存储环境参数，并将环境参数发送给用户终端；用户终端用于将环境参数显示给用户，在用户查看并发出指令后，响应用户的育花指令，向服务器发送控制命令；服务器还用于将控制命令转发给数据采集及指令执行终端；数据采集及指令执行终端还用于接收控制命令，并执行与控制命令相应的远程育花操作。该系统可以缓解人们无法每时每刻都对植物进行监控，也无法根据植物的生长状态进行相应的远程育花操作的问题。

Description

一种自动育花系统及其方法

技术领域

本发明涉及移动物联网领域，具体而言，涉及一种自动育花系统及其方法。

背景技术

随着科技的发展，物联网对世界的影响每天都在增加，物联网技术也逐渐走进人们的生活。

对于喜欢养植物的个体或者以养植物盈利的商家，亦或是对长期无人值守状态下(如：休假、出差)的育花人群而言，需要实时掌控植物的生长情况，并根据具体环境因素及植物生长情况和需求对植物进行遮阳、浇水等操作。

然而，人们通常无法每时每刻都对植物进行监控，也无法每时每刻都根据植物的生长状态进行相应的操作。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种自动育花系统及其方法，以缓解人们无法每时每刻都对植物进行监控，也无法根据植物的生长状态进行相应的远程育花操作的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种自动育花系统，所述系统包括：数据采集及指令执行终端、服务器以及用户终端，所述服务器分别与所述数据采集及指令执行终端以及所述用户终端建立通信连接；所述数据采集及指令执行终端，用于采集目标植物的环境参数，并将所述环境参数上传至所述服务器；所述服务器，用于存储所述环境参数，并将所述环境参数发送给所述用户终端；所述用户终端，用于将所述环境参数显示给用户，在用户查看并发出指令后，响应用户的育花指令，向所述服务器发送控制命令；所述服务器，还用于将所述控制命令转发给所述数据采集及指令执行终端；所述数据采集及指令执行终端，还用于接收所述控制命令，并执行与所述控制命令相应的远程育花操作。

第二方面，本发明实施例提供了一种自动育花方法，所述方法应用于自动育花系统，所述系统包括：数据采集及指令执行终端、服务器以及用户终端，所述服务器分别与所述数据采集及指令执行终端以及所述用户终端建立通信连接；所述方法包括：所述数据采集及指令执行终端采集目标植物的环境参数，并将所述环境参数上传至所述服务器；所述服务器存储所述环境参数，并将所述环境参数发送给所述用户终端；所述用户终端用于将所述环境参数显示给用户，在用户查看并发出指令后，响应用户的育花指令，向所述服务器发送控制命令；所述服务器将所述控制命令转发给所述数据采集及指令执行终端；所述数据采集及指令执行终端接收所述控制命令，并执行与所述控制命令相应的远程育花操作。

与现有技术相比，本发明各实施例提出的一种自动育花系统及其方法的有益效果是：该系统包括数据采集及指令执行终端、服务器以及用户终端，数据采集及指令执行终端采集目标植物的环境参数后，将环境参数发送到服务器，服务器将环境参数保存，并发送到用户终端，使得用户可以在用户终端上远程查看目标植物的环境参数，以及根据环境参数，向服务器发送远程育花控制命令，服务器将接受到的控制命令转发给数据采集及指令执行终端，由数据采集及指令执行终端执行响应的远程育花操作，缓解了人们无法每时每刻都对植物进行监控，也无法根据植物的生长状态进行相应的远程育花操作的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的自动育花系统中提供的数据采集及指令执行终端、服务器以及用户终端进行交互的示意图；

图2本发明实施例提供的用户终端的结构框图；

图3为本发明实施例提供的数据采集及指令执行终端的结构框图；

图4为本发明实施例提供的开发板的接口示意图；

图5为本发明实施例提供的用户终端的一种界面显示示意图；

图6为本发明实施例提供的用户终端的另一种界面显示示意图；

图7为本发明实施例提供的预警短信的示意图；

图8为本发明实施例提供的自动育花方法的流程图；

图9为本发明实施例提供的自动育花系统的实际部署视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一实施例

如图1所示，是本发明实施例提供的自动育花系统10中的数据采集及指令执行终端300、服务器200以及用户终端100进行交互的示意图。所述服务器200通过网络与一个或多个用户终端100以及一个或者多个数据采集及指令执行终端300进行通信连接，以进行数据通信或交互。

所述服务器200可以是网络服务器、数据库服务器等。进一步地，为了降低服务器的维护成本，于本实施例中，所述服务器200可以选用云服务器，例如腾讯云服务器、阿里云服务器等。

所述用户终端100可以是个人电脑(personal computer，PC)、平板电脑、智能手机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等。

如图2所示，是所述用户终端100的方框示意图。所述用户终端100包括：存储器110、存储控制器120、处理器130、外设接口140、输入输出单元150、音频单元160、显示单元170。

所述存储器110、存储控制器120、处理器130、外设接口140、输入输出单元150、音频单元160以及显示单元170各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。

其中，存储器110可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器110用于存储程序，所述处理器130在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流程定义的服务器200、用户终端100所执行的方法可以应用于处理器130中，或者由处理器130实现。所述存储器110内还保存有与用户进行交互的客户端。

于本实施例中，所述客户端可以为微信公众号，也可以为动态监测网页，例如由PHP语言开发的动态监测网页。用户可以通过登录微信，进入微信公众号查看信息，或者登录监测网页查看信息。

处理器130可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器130可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述外设接口140将各种输入/输出装置耦合至处理器130以及存储器110。在一些实施例中，外设接口140，处理器130以及存储控制器120可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，它们可以分别由独立的芯片实现。

输入输出单元150用于提供给用户输入数据实现用户与用户终端100的交互。所述输入输出单元150可以是，但不限于，鼠标和键盘等。

音频单元160向用户提供音频接口，其可包括一个或多个麦克风、一个或者多个扬声器以及音频电路。

显示单元170在用户终端100与用户之间提供一个交互界面(例如用户操作界面)或用于显示图像数据给用户参考。在本实施例中，所述显示单元170可以是液晶显示器或触控显示器。若为触控显示器，其可为支持单点和多点触控操作的电容式触控屏或电阻式触控屏等。支持单点和多点触控操作是指触控显示器能感应到来自该触控显示器上一个或多个位置处同时产生的触控操作，并将该感应到的触控操作交由处理器130进行计算和处理。

请参看图3，图3为本发明实施例提供的数据采集及指令执行终端300的结构框图。其中，所述数据采集及指令执行终端300可以包括：处理模块310、通信模组320、传感器330以及继电器340。所述处理模块310分别与所述通信模组320、传感器330以及继电器340电连接。

其中，所述处理模块310可以为Arduino开发板，具有信号的处理能力，间接控制多个设备如灯光、注水泵、加湿器、温度控制器等。

通信模组320可以是W5100网络拓展板。Arduino开发板可以通过W5100网络拓展板连接互联网，进一步地实现数据采集及指令执行终端300与服务器200之间的通信连接。

传感器330的数量有多个，种类可以有多种，例如，可以包括温湿度传感器、水位传感器、土壤湿度传感器以及光强传感器等。所述温湿度传感器可以使用DHT22芯片，用于采集目标植物所在环境的温度以及环境湿度。所述土壤湿度传感器的型号可以是FDR型的HA2001，用于采集目标植物所在环境的土壤湿度。水位传感器可以感受到的水位信号，用于采集目标植物的蓄水泵内的储水容量。光强传感器的型号可以是BH1750，用于采集目标植物所在环境的光照强度。

继电器340是一种电子控制器件，它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。进一步地，所述继电器340可以与插排连接，所述插排与蓄水泵连接。使得所述继电器340可以间接控制蓄水泵的开关。此外，所述数据采集及指令执行终端300还可以包括步进电机，处理模块310与步进电机电连接，所述步进电机与遮光布连接，所述数据采集终端300通过所述步进电机控制所述遮光布的开启或关闭。

请参看图4，图4示出了Arduino开发板的接口示意图。具体地，Arduino开发板的3号引脚可以与温湿度传感器耦合；Arduino开发板的4号引脚可以与继电器340耦合，间接控制蓄水泵的开闭，例如低电平为开启状态，高电平为关闭状态；Arduino开发板的A0号接口接土壤湿度传感器；Arduino开发板的A1号接口接水位传感器；Arduino开发板的A2号接口光强传感器。当然，可以根据实际情况通过拓展传感器的方式来拓展监测数据以及拓展更适用的功能。

下面将对育花系统的育花流程进行详细介绍：

数据采集及指令执行终端300通过各种传感器330采集目标植物的环境参数，所述环境参数包括：环境温度、环境湿度、土壤湿度、光照强度以及储水容量。在获取到环境参数后，数据采集及指令执行终端通过通信模组320将所述环境参数上传至所述服务器200。

服务器200获取到环境参数后，将环境参数进行保存，例如保存在数据库中。请参看表1，环境参数中的每种信息的保存格式如表1所示。

表1环境参数保存格式

字段	字段名	类型	长度	允许空值
					ID	id	int	15	否
时间戳	timestamp	varchar	25	否
					环境温度	enviro_temperature	double	10	否
环境湿度	enviro_humidity	double	10	否
					土壤湿度	soil_humidity	double	10	否
水位线	water_line	double	10	否
					光照强度	illumination	double	10	否
说明	illustration	varchar	20	否

服务器200将环境参数进行保存之后，还可以将所述环境参数发送给用户终端100。

用户终端100在接收到所述生长信息后，可以响应于用户的查看指令，将生长信息展示给用户查看。例如，请分别参看图5以及图6，用户可以通过保存在用户终端100内的微信公众号查看生长信息，也可以通过保存在用户终端100内的监测网页查看生长信息。

当用户查看到生长信息后，可以根据生长信息中的具体指标，向用户终端发送控制命令。用户终端100可以响应于用户的育花指令，向所述服务器200发送控制命令，使得所述服务器200将所述控制命令转发给所述数据采集及指令执行终端300。

所述数据采集及指令执行终端300，还用于接收所述控制命令，并执行与所述控制命令相应的远程育花操作。其中，所述控制命令可以是用户在查看到目标植物所在环境的土壤湿度较低时，控制继电器340打开蓄水泵的开关进行远程浇水；作为一种实施方式，所述控制命令还可以是用户在查看到目标植物所在环境的光照强度较高时，控制继电器340拉起遮光布。

当然，作为一种实施方式，所述服务器200还可以与阿里大于短信服务器连接，所述服务器200在将所述环境参数发送给所述用户终端100之前，还用于：将所述环境参数与预先保存的预警值进行比对，判断所述环境参数是否达到所述预警值；若是，调用阿里大于短信服务器的SDK向与用户绑定的移动终端发送预警短信。其中，所述预警值由用户预先设置。图7示出了阿里大于短信服务器向与用户绑定的移动终端(例如手机)发送预警短信的示意图。

更进一步地，所述服务器200可以周期性地将所述环境参数与预先保存的预警值进行比对，判断所述环境参数是否达到所述预警值。Crontab是Linux中常用语设置周期性被执行的指令，与本实施例中，用于定期执行一段服务器上的脚本。进一步地，可以根据实际情况设置每天7点至23点每半小时访问一次服务器上的监测脚本。

本发明第一实施例提供了一种育花系统，该系统包括数据采集及指令执行终端、服务器以及用户终端，数据采集及指令执行终端采集目标植物的环境参数后，将环境参数发送到服务器，服务器将环境参数保存，并发送到用户终端，使得用户可以在用户终端上远程查看目标植物的环境参数，以及根据环境参数，向服务器发送远程育花控制命令，服务器将接受到的控制命令转发给数据采集及指令执行终端，由数据采集及指令执行终端执行响应的远程育花操作，缓解了人们无法每时每刻都对植物进行监控，也无法根据植物的生长状态进行相应的远程育花操作的问题，同时，数据采集及指令执行终端与用户终端之间并没有直接进行数据交互，降低了系统的耦合程度。

第二实施例

请参照图8，图8是本发明第二实施例提供的一种自动育花方法的流程图，所述方法应用于自动育花系统，所述系统包括：数据采集及指令执行终端、服务器以及用户终端，所述服务器分别与所述数据采集及指令执行终端以及所述用户终端建立通信连接，图9为自动育花系统的实际部署图。下面将对图8所示的流程进行阐述，所述方法包括：

步骤S110：所述数据采集及指令执行终端采集目标植物的环境参数，并将所述环境参数上传至所述服务器。

步骤S120：所述服务器存储所述环境参数，并将所述环境参数发送给所述用户终端。

所述服务器在将所述环境参数发送给所述用户终端之前，还用于

将所述环境参数与预先保存的预警值进行比对，判断所述环境参数是否达到所述预警值；若是，调用阿里大于短信服务器的SDK向与用户绑定的移动终端发送预警短信。

步骤S130：所述用户终端在用户查看到所述环境参数后，响应于用户的育花指令，向所述服务器发送控制命令。

步骤S140：所述服务器将所述控制命令转发给所述数据采集及指令执行终端。

步骤S150：所述数据采集及指令执行终端接收所述控制命令，并执行与所述控制命令相应的远程育花操作。

上述步骤的详细执行过程请参看图1到图7所示的实施例，此处不再过多赘述。

综上所述，本发明实施例提出的一种自动育花系统及其方法，该系统包括数据采集及指令执行终端、服务器以及用户终端，数据采集及指令执行终端采集目标植物的环境参数后，将环境参数发送到服务器，服务器将环境参数保存，并发送到用户终端，使得用户可以在用户终端上远程查看目标植物的环境参数，以及根据环境参数，向服务器发送远程育花控制命令，服务器将接受到的控制命令转发给数据采集及指令执行终端，由数据采集及指令执行终端执行响应的远程育花操作，缓解了人们无法每时每刻都对植物进行监控，也无法根据植物的生长状态进行相应的远程育花操作的问题。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种自动育花系统，其特征在于，所述系统包括：数据采集及指令执行终端、服务器以及用户终端，所述服务器分别与所述数据采集及指令执行终端以及所述用户终端建立通信连接；

所述数据采集及指令执行终端，用于采集目标植物的环境参数，并将所述环境参数上传至所述服务器；

所述服务器，用于存储所述环境参数，并将所述环境参数发送给所述用户终端；

所述用户终端，用于将所述环境参数显示给用户，在用户查看并发出指令后，响应用户的育花指令，向所述服务器发送控制命令；

所述服务器，还用于将所述控制命令转发给所述数据采集及指令执行终端；

所述数据采集及指令执行终端，还用于接收所述控制命令，并执行与所述控制命令相应的远程育花操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据采集及指令执行终端包括：处理模块以及与所述处理模块电连接的通信模组、传感器、继电器及步进电机，所述数据采集及指令执行终端通过所述通信模组与所述服务器建立通信连接；所述继电器与插排连接，所述插排与蓄水泵连接，所述步进电机与遮光布连接；

所述育花操作包括：

所述继电器通过控制所述插排控制蓄水泵的开关和/或所述数据采集终端通过所述步进电机控制所述遮光布的开启或关闭。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述处理模块为Arduino开发板，所述通信模组为W5100网络扩展板。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述传感器的数量有多个，包括：温湿度传感器、水位传感器、土壤湿度传感器以及光强传感器，所述环境参数包括：环境温度、环境湿度、土壤湿度、光照强度以及储水容量。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述服务器在将所述环境参数发送给所述用户终端之前，还用于

将所述环境参数与预先保存的预警值进行比对，判断所述环境参数是否达到所述预警值；

若是，调用阿里大于短信服务器的SDK向与用户绑定的移动终端发送预警短信。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述预警值由用户预先设置。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述服务器周期性地将所述环境参数与预先保存的预警值进行比对，判断所述环境参数是否达到所述预警值。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述用户终端内保存有与用户进行交互的客户端，所述客户端为微信公众号或者为动态监测网页。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述服务器为云服务器。

10.一种自动育花方法，其特征在于，所述方法应用于自动育花系统，所述系统包括：数据采集及指令执行终端、服务器以及用户终端，所述服务器分别与所述数据采集及指令执行终端以及所述用户终端建立通信连接；所述方法包括：

所述数据采集及指令执行终端采集目标植物的环境参数，并将所述环境参数上传至所述服务器；

所述服务器存储所述环境参数，并将所述环境参数发送给所述用户终端；

所述用户终端将所述环境参数显示给用户，在用户查看并发出指令后，响应用户的育花指令，向所述服务器发送控制命令；

所述服务器将所述控制命令转发给所述数据采集及指令执行终端；

所述数据采集及指令执行终端接收所述控制命令，并执行与所述控制命令相应的远程育花操作。