CN110169281B - 阳台植物养护系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及植物种植的技术领域，具体涉及一种阳台植物养护系统，包括感应模块、控制器、警报模块和执行模块；所述感应模块用于对植物生长环境的实际环境参数进行实时检测；所述控制器的输入端与感应模块相连，控制器上连接有用于对植物的需求环境参数进行设置的输入模块；所述执行模块包括用于改变环境参数的执行元件，执行元件与控制器的输出端相连；所述警报模块用于提示用户，控制器的输出端与警报模块相连。采用本方案能解决家庭或个人种植过程中，没有充足的时间管理职务而导致的种植失败问题。

Description

阳台植物养护系统及其方法

技术领域

本发明涉及植物种植的技术领域，具体涉及一种阳台植物养护系统及其方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，越来越多的人喜欢在自己阳台上种植自己喜欢的植物。但是家庭或个人种植很容易出现以下问题：1)个人工作繁忙，没有充足的时间照顾植物，导致植物缺水枯萎，或受温度影响而病死；2)个人缺乏种植经验，导致植物出现缺水、光照不足或出现病虫害等情况时，个人无法判断植物的真正需求是什么，也无法及时为植物提供准确有效的照料，进而导致植物死亡；3)种植养护受地域气候的差异影响较大，同地区同一节气的养护节点不同，养护的频次也不尽相同，在不同的养护月份，养护的工作重点也会有差异，但是用户缺乏获取种植知识的专业渠道，容易偏听偏信，导致错判或误判植物的真实需求，从而导致治疗措施与病灶不对应；4)植物生长情况异常时，用户难以得到专业人员的诊断和针对性的治疗建议。

发明内容

本发明意在提供阳台植物养护系统及其方法，以解决家庭或个人种植过程中，因没有充足的时间管理职务而导致的种植失败问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：阳台植物养护系统，包括感应模块、控制器、警报模块和执行模块；

所述感应模块用于对植物生长环境的实际环境参数进行实时检测；

所述控制器的输入端与感应模块相连，控制器上连接有用于对植物的需求环境参数进行设置的输入模块；

所述执行模块用于改变环境参数，执行模块与控制器的输出端相连；

所述警报模块用于提示用户，警报模块与控制器的输出端相连。

本方案的原理及优点是：1)本方案能对植物的生长环境的实际环境参数进行实时监控，使用户能量化地获取实际环境参数，避免了用户种植经验不佳导致无法判断实际环境是否符合植物需求的情况；2)本方案通过执行元件，自动对植物的生长环境进行相应的改变，使植物的生长环境始终处于用户设置的需求环境参数范围内，避免了用户没有时间照顾植物导致植物生长情况不佳的问题；3)本方案控制器检测到任何一个实际环境参数超出需求环境参数的范围时，均能驱动警报模块进行报警提醒，使用户可以及时获知异常情况，便于用户作出应对策略。

优选的，作为一种改进，还包括用于显示实际环境参数的显示器，显示器设于输入模块上。

本方案设置需求环境参数时，显示器能对需求环境参数进行显示，便于用于调节设置需求环境参数；平时使用时，能对实际环境参数进行实时显示，使用户可以及时准确地获知植物生长环境的实际情况。

优选的，作为一种改进，执行模块包括驱鸟单元，控制器的输出端与驱鸟单元相连。

本方案主要适用于种植的植物是蔬果的情况，能避免鸟来偷食蔬果。

优选的，作为一种改进，感应模块包括温度传感器、湿度传感器和光敏传感器，温度传感器、湿度传感器和光敏传感器分别与控制器相连；执行模块包括降温单元、浇水单元和光照单元，降温单元、浇水单元和光照单元分别与控制器相连。

本方案能对植物生长环境的温度、湿度和光照强度进行实时监测，并在温度、湿度和光照强度不符合需求环境参数时，对植物进行降温、浇水和补充光照的操作，时植物的生长环境始终处于需求环境参数范围内，保证了实际环境参数始终处于最适合植物生长的状态。

优选的，作为一种改进，还包括用于供电的太阳能电池板，太阳能电池板与控制器相连。

本方案采用太阳能电池板为控制器供电，有效利用光能，节能且环保。

优选的，作为一种改进，还包括远程终端，远程终端上设有远程终端管理APP，控制器与远程终端通过无线数据相连。

本方案使得用户出门在外也可以及时地获知实际环境参数，从而获知植物的生长情况，避免了用户外出不在家时，无法及时知道植物生长出现异常的情况，本方案使用户能及时知晓异常情况，便于用户及时作出应对措施的情况；在天气突变等情况下，本方案还能起到提醒的作用，避免用户忙于其他事务忘记抢救植物的情况；使用本方案的用户在外获知信息后，可以自己立即回家处理，也可以电话联系其他人去帮忙处理，从而避免了植物出现异常导致死亡的情况。

优选的，作为一种改进，远程终端管理APP上包括个人中心区和经验交流社区，个人中心区用于建立用户的个人账户，记录用户自己种植的植物生长情况；经验交流社区用于不同用户之间的沟通交流。

本方案使得用户既能独立记录和了解植物的生长环境的实际环境参数，又能和其他用户之间相互沟通交流，从而获得更多的种植乐趣，也有利于改良用户的种植方法，提升种植成功率，进而提升用户的种植成就感，增加种植乐趣。

优选的，作为一种改进，远程终端管理APP上还包括植物疾病诊治区，植物疾病诊治区包括专业人士看诊区和自助选购区，专业人士看诊区用于用户进行专业咨询；自助选购区用于购买治疗该疾病的相关药物。

当植物遇到病、虫害时，或者用户无法判断植物出现异常的原因时，能够获得专业的建议和意见，同时也使得用户购买药物时能得到更专业的建议，购买过程也更方便。

优选的，作为一种改进，远程终端管理APP上设有系统提示功能。

本方案通过单独设置系统提示的方式，避免了用户忘记打开远程终端管理APP而导致无法及时获知植物生长的实际环境参数的情况，避免了实际环境参数出现异常而用户却不知道的情况。

一种阳台植物养护方法，将温度传感器安装到花盆的外侧壁上，将湿度传感器安装到花盆的内侧壁上与土壤直接接触的位置；浇水单元的进水端与家用供水管相连通，将浇水单元的出水端与花盆内部相连通；将控制器和警报模块设置在室内；其使用过程如下包括以下步骤：

步骤A、用户通过输入模块对植物的需求环境参数进行设置；

步骤B、感应模块对植物的周边环境进行检测，获取实际环境参数；

步骤C、控制器获取感应模块检测到的实际环境参数后，将实际环境参数与需求环境参数进行对比，并将信号发送到执行模块；且当感应模块获取的任何一个实际环境参数超出需求环境参数的范围时，控制器均会驱动警报模块发出警报提醒。

温度传感器安装到花盆的外侧壁使得实际环境温度的测量更准确，因为花盆的温度与种植植物的土壤温度更接近；湿度传感器直接与土壤接触，使得测量结果与实际环境湿度更相符合；浇水单元的进水端与家用供水管连通避免了需要浇水时没有水的情况；浇水单元的出水端与花盆内部相连通，能直接将水引流到花盆内；控制器和警报模块设置在室内能有效避免长期被太阳晒而老化过快的情况。

附图说明

图1为本发明阳台植物养护系统实施例一的结构框图。

图2为本发明实施例一的电路连接关系图。

图3本发明实施例三的结构框图。

图4为本发明实施例三远程终端管理APP的逻辑框图。

图5为本发明实施例四中栏杆的主视图。

图6为本发明实施例五中花盆的俯视剖视图。

图7为本发明实施例五中花盆的主视剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：花盆1、转轮2、入水口3、通孔4、出水口5、扇片6、支杆7、太阳能电池板8。

实施例一

基本如附图1、图2所示：阳台植物养护系统，包括感应模块、控制器、警报模块和执行模块；

感应模块用于对植物生长环境的实际环境参数进行实时检测；此处感应模块包括温度传感器、湿度传感器和光敏传感器，其中，温度传感器选用3V的18B20，湿度传感器选用5V的HIH3610，光敏传感器选用12VDC的硅兰光伏探测器。此处的感应模块只公开了温度传感器、湿度传感器和光敏传感器为示例，实际应用时，还可以根据实际需要检测的环境参数设置其他功能传感器。

控制器选用IC控制器，此处IC控制器选用LM3409HVMY/NOPB为例，控制器上连接有用于对植物的需求环境参数进行设置的输入模块；控制器的输入端与感应模块相连，用于获取温度传感器、湿度传感器和光敏传感器采集到的实际环境参数，并将实际环境参数与需求环境参数进行对比和判断，并将相关信息以电信号的形式传递到执行模块。

如图2所示，此处的执行模块包括降温单元、浇水单元和光照单元，降温单元、浇水单元和光照单元分别与控制器相连，控制器上连接有三个电磁继电器，三个电磁继电器分别用于控制降温单元、浇水单元和光照单元的通电状态，控制器和电磁继电器之间连接有放大器，放大器选用Lmc6482。具体的，1)降温单元为风扇，温度传感器检测到的实际环境温度高于需求环境温度时，控制器使控制风扇的电磁继电器通电，进而使风扇通电开始扇风；2)浇水单元包括浇水管和安装在浇水管上的电控水阀，电控水阀的型号为2T-10，当湿度传感器检测到的实际环境湿度低于预设的需求环境参数时，控制器使控制水阀的电磁继电器通电进而使电控水阀打开，对植物进行浇水；3)光照单元为LED植物灯，当光敏传感器检测到的实际环境光照强度低于预设的需求环境参数时，控制器使控制LED植物灯的电磁继电器通电，进而使LED植物灯通电，对植物进行补充光照。

降温单元、浇水单元和光照单元分别通过电路连接有PID控制器，此处PID控制器的型号选用DTC-120，PID控制器的输出端分别与温度传感器、湿度传感器和光敏传感器相连，从而构成闭环的负反馈线路。

阳台植物养护系统还包括用于实时显示实际环境参数的显示器，显示器为LED触摸屏，LED触摸屏设置在输入模块上，用于显示需求环境参数和实际环境参数。

控制器的输出端还连有警报模块，警报模块为声音报警器，声音报警器每两个小时只提醒一次，每次响铃2分钟；控制器检测到实际环境温度、实际环境湿度或者实际环境光照强度中的任何一个超出需求环境参数时，即驱动警报模块，使声音报警器通电发出声音提醒。

具体实施过程如下：将输入模块安装在室内，便于用户在室内即可知道植物生长环境的实际参数情况；将控制器和声音报警器也安装在室内，声音报警器安装在室内利于用户听到声音报警器的提示声音；将温度传感器和光敏传感器安装到花盆的外侧壁上，将湿度传感器安装到花盆的内侧壁上与土壤直接接触的位置；浇水单元的进水端与家用供水管相连通，将浇水单元的出水端与花盆内部相连通，然后给阳台植物养护系统通电即可。用户根据自己种植的植物，在输入模块设置需求环境参数，需求环境参数包括需求环境温度、需求土壤湿度和需求光照强度。本方案中对植物生长环境的温度、湿度和光照强度的控制原理相同，下面以温度控制为例，对阳台植物养护系统的运行过程进行说明：温度传感器检测植物生长的实际环境温度，控制器实时获取温度传感器的检测结果，并将实际环境温度与输入模块内预设的需求环境温度进行对比，当实际环境温度高于需求环境温度时，控制器使控制风扇的电磁继电器通电，进而使风扇通电开始扇风，加快植物附近空气流动速度，从而达到降温的目的；同时，控制器还会将信号发送到警报模块使声音报警器通电报警。当实际环境温度低于需求环境温度时，控制器使控制风扇的电磁继电器断电，进而使风扇处于断电状态，从而实现了节约电能的目的。

数据处理器还会将实际环境温度上传到输入模块，并通过LED触摸屏进行实时显示，使用户在室内即可量化地了解植物的实际环境参数。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于阳台植物养护系统还包括驱鸟单元，驱鸟单元为驱鸟蜂鸣器(型号AT4140有字胶膜)，驱鸟蜂鸣器上连有用于控制其发声时间的STM32F030，此处利用STM32F030控制驱鸟蜂鸣器的每半个小时响一次，每次响十分钟；实际实施时，可以根据实际需求，对驱鸟蜂鸣器的发声时长和间隔时间进行调整，生产出多种规格的驱鸟单元，以适应不同植物的种植需求。本方案使得用户种植蔬果时，能避免鸟类偷吃的情况。

实施例三

如图3、图4所示，本实施例与实施例一的区别在于控制器上连接有数据发送器，数据发送器通过无线信号连接有远程终端，无线信号包括蓝牙和WiFi等，此处以WiFi为例进行说明；远程终端上安装有远程终端管理APP；控制器上还连接有信号接收器，信号接收器与远程终端管理APP通过无线信号连接，此处以WiFi为例进行说明，使用户在户外也能及时获取控制器采集到的实际环境参数。远程终端管理APP能通过无线信号接收数据发送器发出的信息，此处以通辽市绿云信息有限公司开发的智慧种植为例；远程终端管理APP上包括个人中心区，用户通过个人中心区注册建立自己是私有账号，用于保存个人的种植数据；用户可以在远程终端管理APP内设置自己种植项目，如智慧种植里的基地详情，用于对应性记载自己种植的植物生长环境的实际环境参数；个人中心还能对实际环境数据进行存储和统计，便于用户量化地了解植物的生长情况，有利于用户优化种植方案；优化种植方案后，用户可以在输入模块重新设置植物的需求环境参数，从而使得植物的实际生长环境更贴合其实际需求。

远程终端管理APP上还包括植物疾病诊治区，植物疾病诊治区包括专业人士看诊区和自助选购区，自助选购区能根据病、虫害的相关关键词为用户推荐药物，也能直接通过药物名称为用户提供该药物的详细信息，如智慧种植里的农作物病害、农作物虫害和农药查询版块；通过认证的专业人士可以在专业人士看诊区入驻，以中国电信集团系统集成有限责任公司山西分公司开发的千乡万村为例，里面设有名为我要提问的版块，用户可以通过该版块向专业人士提问咨询，还可以发送植物的照片，让专业人士对植物的情况进行判断。

远程终端管理APP上设有经验交流社区，此处以中农数据的聊一聊为例，使用户之间可以相互交流沟通。

远程终端管理APP上设有系统提示功能，数据发送器向声音报警器发送正向电信号时，会同时向远程终端管理APP发送消息，远程终端管理APP接收到相关信号，会立即给用户发送系统提示消息，使用户可以立即获知植物的生长环境出现异常的信息；数据发送器向声音报警器发送负向电信号时，远程终端管理APP不会给用户发送系统提示消息。

实施例四

本实施例中，阳台上使用的栏杆如图5所示，栏杆采用网格式伸缩结构，栏杆由两组交叉设置且相互铰接的支杆7组成，其中一组支杆7上开有卡槽，太阳能电池板8通过卡槽卡接固定在支杆7上，且太阳能电池板8之间通过电线串连，太阳能电池板与控制器相连。

具体实施时，将设有天阳能电池板的一组支杆7安装在远离阳台的一侧，使之能正对阳光。使用期间，光照强度过大时，用户将栏杆展开即可，栏杆展开后能遮挡部分阳光，避免植物被晒伤的情况；栏杆展开还能使太阳能电池板8充分展开，实现对太阳能的利用；光照强度过大时在植物的接受范围之内时，将栏杆收缩起来，避免栏杆将阳光挡住导致植物无法获取足够光照的情况，同时，天阳能电池板也能继续对太阳能进行收集。

实施例五

本方案中，种植植物使用的花盆如图6和图7所示，花盆1的内周壁上开有环形的凹槽，花盆1通过凹槽转动连接有转轮2，凹槽和转轮2之间形成密封空间；花盆1的外周壁上开有用于与浇水管相连通的入水口3，入水口3如图6所示倾斜设置，入水口3的左端和浇水模块的浇水管相连，入水口3的右侧与凹槽相连通；如图7所示，转轮2内部采用中空设计，转轮2的外周壁上一体成型有扇片6，扇片6的下端一体成型有底板，如图6所示，底板、凹槽与转轮2的外周壁之间形成一个小格；转轮2的外周壁上开有用于与凹槽相连通的通孔4，转轮2的内周壁上开有用于与花盆1内部相连通的出水口5。

如图6所示，当浇水模块开始注水时，水流从下而上冲入凹槽内，并冲击扇片6，使得转轮2开始逆时针转动，转轮2转动带动小格内的水逆时针转动，从而实现了将水流带到花盆1的四周的目的，避免了植物的四周浇水不均匀的情况。而且本方案的转轮2和凹槽为浇水管流出的水提供了缓冲的空间，避免了水流从浇水管中流出时，直接冲在花盆1内导致花盆1内的土壤被冲走的情况，进而避免了植物周围的土壤分布不均匀的情况。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，本申请中的实施例四和实施例五与其他实施例无直接联系关系，实际操作时，可以将实施四或实施例五单独作为一个方案进行实施；而且，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.阳台植物养护系统，其特征在于：包括感应模块、控制器、警报模块和执行模块；

所述感应模块用于对植物生长环境的实际环境参数进行实时检测；

所述控制器的输入端与感应模块相连，控制器上连接有用于对植物的需求环境参数进行设置的输入模块；

所述执行模块用于改变环境参数，执行模块与控制器的输出端相连；执行模块包括降浇水单元，浇水单元包括浇水管；

所述警报模块用于提示用户，警报模块与控制器的输出端相连；

种植植物使用的花盆的内周壁上开有环形的凹槽，花盆通过凹槽转动连接有转轮，凹槽和转轮之间形成密封空间；花盆的外周壁上开有用于与浇水管相连通的入水口，入水口倾斜设置，入水口的左端和浇水管相连，入水口的右侧与凹槽相连通；转轮内部采用中空设计，转轮的外周壁上一体成型有扇片，扇片的下端一体成型有底板，底板、凹槽与转轮的外周壁之间形成一个小格；转轮的外周壁上开有用于与凹槽相连通的通孔，转轮的内周壁上开有用于与花盆内部相连通的出水口。

2.根据权利要求1所述的阳台植物养护系统，其特征在于：还包括用于显示实际环境参数的显示器，显示器设于输入模块上。

3.根据权利要求1所述的阳台植物养护系统，其特征在于：所述执行模块包括驱鸟单元，控制器的输出端与驱鸟单元相连。

4.根据权利要求1所述的阳台植物养护系统，其特征在于：所述感应模块包括温度传感器、湿度传感器和光敏传感器，温度传感器、湿度传感器和光敏传感器分别与控制器相连；执行模块包括降温单元和光照单元，降温单元、浇水单元和光照单元分别与控制器相连。

5.根据权利要求1所述的阳台植物养护系统，其特征在于：还包括用于供电的太阳能电池板，太阳能电池板与控制器相连。

6.根据权利要求1所述的阳台植物养护系统，其特征在于：还包括远程终端，远程终端上设有远程终端管理APP，控制器与远程终端通过无线数据相连。

7.根据权利要求6所述的阳台植物养护系统，其特征在于：所述远程终端管理APP上包括个人中心区和经验交流社区，个人中心区用于建立用户的个人账户，记录用户自己种植的植物生长情况；经验交流社区用于不同用户之间的沟通交流。

8.根据权利要求6所述的阳台植物养护系统，其特征在于：所述远程终端管理APP上还包括植物疾病诊治区，植物疾病诊治区包括专业人士看诊区和自助选购区，专业人士看诊区用于用户进行专业咨询；自助选购区用于购买治疗该疾病的相关药物。

9.根据权利要求6所述的阳台植物养护系统，其特征在于：所述远程终端管理APP上设有系统提示功能，系统提示功能获取控制器的信息后，立即给用户发送提示消息。

10.一种阳台植物养护方法，其特征在于：使用权利要求1-9任一所述的阳台植物养护系统，将温度传感器安装到花盆的外侧壁上，将湿度传感器安装到花盆的内侧壁上与土壤直接接触的位置；浇水单元的进水端与家用供水管相连通，将浇水单元的出水端与花盆内部相连通；将控制器和警报模块设置在室内；其使用过程如下包括以下步骤：

步骤A、用户通过输入模块对植物的需求环境参数进行设置；

步骤B、感应模块对植物的周边环境进行检测，获取实际环境参数；

步骤C、控制器获取感应模块检测到的实际环境参数后，将实际环境参数与需求环境参数进行对比，并将信号发送到执行模块；且当感应模块获取的任何一个实际环境参数超出需求环境参数的范围时，控制器均会驱动警报模块发出警报提醒。

Images