CN115428721B - 可远程控制的智能盆栽养护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了盆栽养护技术领域的可远程控制的智能盆栽养护装置，包括有智能折叠机构、智慧调光装置、智慧喷洒装置、智慧滴灌装置与远程控制系统；所述智能折叠机构包括有折叠驱动电机、底部蜗轮蜗杆组与连杆，装置整体为长方体框架，在不需要遮光功能使用时，机构两侧的连杆为收住状态；在需要遮光功能使用时连杆展开状态；智慧调光装置包括光敏传感器、补光灯、光照驱动电机、光照齿轮组、遮光帘、固定杆件与移动杆件，满足照顾不同盆栽时对环境各项指标的不同需求，用户可通过点击屏幕开关人工实现控制折叠系统折叠、控制滴灌系统开关、控制喷雾系统移动及开关、控制遮光布起降等功能。

Description

可远程控制的智能盆栽养护装置
技术领域
本发明涉及盆栽养护技术领域，具体为可远程控制的智能盆栽养护装置。
背景技术
近年来，随着人们生活质量的提高和绿色生活方式的倡导，更多家庭选择在居住环境中放置一些盆栽花卉以改善空间环境。自然界中植物的健康生长需要合适的光照、水和营养，而家居环境中的盆栽在无人看守时常会面临缺光照、缺水等生存困难，经过该领域的研究发现现有技术中有：
英国布鲁内尔大学学生Natalie King首先提出智能花盆并设计出利用指示灯、温度计和湿度计反应植物生长环境的智能盆栽系统。
南通大学韩梦迪、刘明等人设计了基于物联网的花卉养护监护系统，实现了花卉生长环境温湿度和光照的监测，并具有自动浇水功能。
山西农业大学董红松、闫静等设计了基于STC89C51单片机的盆栽浇花系统，实现了对土壤湿度的检测、自动浇水以及报警功能。
湖南农业大学李雨璇、陈刚设计了基于单片机的物联网智能浇花系统，实现了图像和湿度数据的采集并上传，并通过继电器控制自动浇水；
但是发现在智慧盆栽现有技术中，其智能性体现在花盆的结构，并非是对现有普遍流行的花盆具有普适性；其智能性体现在对外界环境的监测，并非直接调整出盆栽最适生长环境，仍需人力操作；其智能浇水体现在对盆栽内部大面积灌溉，并非节约环保采用滴灌技术，同时防止烂根现象；其智能光谱体现在对光照的感知，并非可通过自身系统对盆栽受光进行调节。
，基于此，本发明设计了可远程控制的智能盆栽养护装置以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供可远程控制的智能盆栽养护装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：可远程控制的智能盆栽养护装置，包括有智能折叠机构、智慧调光装置、智慧喷洒装置、智慧滴灌装置与远程控制系统；
所述智能折叠机构包括有折叠驱动电机、底部蜗轮蜗杆组与连杆，装置整体为长方体框架，在不需要遮光功能使用时，机构两侧的连杆为收住状态；在需要遮光功能使用时连杆展开状态；
智慧调光装置包括光敏传感器、补光灯、光照驱动电机、光照齿轮组、遮光帘、固定杆件与移动杆件，当环境光照强度较低时，光敏传感器感知的光强低于PLC控制器设定的最低值时，PLC控制器会通过单片机来打开补光灯，弥补光照；当环境光照温度较高时，光敏传感器感知的光强高于PLC控制器设定的最高值时；
智慧喷洒装置包括有喷雾头、空气湿度传感器、竖直输水管道、链条、加压泵，固定放置在喷洒装置的空气湿度传感器用来感知空气中的湿度；
滴灌装置包括有水平输水管道、电磁阀、储水瓶、土壤湿度传感器；放置于盆栽土壤内部的土壤湿度传感器主要用来检测土壤内部湿度，当土壤内湿度低于PLC设定的标准值；
远程控制功能需要给单片机编写串口通信函数、激活ESP8266WIFI模块WIFI功能的AT命令函数和实现功能函数，并把这些单片机函数烧入单片机；Android手机连上ESP8266WIFI模块所发射出WIFI的相关信息后，利用如Eclipse集成安卓开发环境编写等安卓开发软件编写获取WIFI的IP地址和端口号及控制单片机驱动硬件的功能函数的手机APP。
优选的，所需要的程序有能够连接上ESP8266WIFI模块所发射出WIFI的IP地址和端口号的：Android手机APP安卓主程序、Android手机APP界面布局程序、Android手机APP属性权限程序、Android手机APP字符串资源程序。
优选的，实现手机APP与单片机的WIFI连接,盆栽养护系统内设的温度、湿度、光照强度等传感器感知的数据通过单片机经WIFI传回手机APP，用户指令通过APP经WIFI输入单片机。
优选的，所述APP安卓主程序包括通信函数与功能函数。
优选的，所述智慧喷洒装置运行时，当空气中湿度高于PLC设定的最高值时，该装置不启动；当空气中湿度低于PLC设定的最低值时，整体装置启动。
优选的，所述PLC控制器启动位于装置底部的喷水驱动电机，喷水驱动电机带动喷雾齿轮组，喷雾齿轮组带动底部固结杆转动，固结杆的转动带动杆两端齿轮转动驱使链条转动，使喷雾装置上下移动，待装置不再移动后，PLC控制器打开加压泵的开关，将水流从储水瓶中加压出来流经竖直输水管道，水流经喷雾头雾化后喷洒至盆栽，提高盆栽周围环境湿度；一系列动作后，PLC控制器控制底端喷水驱动电机，喷水驱动电机反转按照上述顺序使喷雾装置回至装置底部。
优选的，在所述智慧调光装置中PLC控制器会打开折叠驱动电机展开折叠机构，其次会打开光照驱动电机，光照驱动电机带动遮光齿轮组，遮光齿轮组的转动使装置顶端的固结杆转动，使包裹有遮光帘的可移动杆件顺着折叠机构平铺，进行遮光。
优选的，在所述滴灌装置中PLC控制器会打开滴灌加压泵，加压泵将水流从储水瓶中流入至水平输水管道，水流经过电磁阀时，电磁阀会控制水流速度，防止水流过多地流入盆栽，水流流入滴灌装置后，逐步增加土壤湿度，当土壤内部湿度达到其要求时，PLC控制器关闭加压泵，阻止水流流出，通过滴管口对盆栽进行浇灌。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：用户可以自行通过网上查询不同植物所需的不同生长环境各数值，通过APP设定更改数值来控制适用于不同植物所适应环境数值。APP将数值传输到单片机上，单片机可通过电机的开关运转来控制机械装置，数值包括遮光布放下时的的光照强度与温度、补光灯时开启的光照强度、滴灌装置开启的土壤湿度以及喷雾装置运行的空气湿度，以此满足照顾不同盆栽时对环境各项指标的不同需求。
用户在WIFI连接后可以通过APP发出指令控制单片机运行函数从而达到驱动硬件工作的目的，可以打开装置摄像头观察植物，同时还可以看到盆栽所在环境温度、湿度、光照强度各项指标，对植物生长环境有更详细了解。同时，APP界面上显有各系统是否运行的开关，用户可通过点击屏幕开关人工实现控制折叠系统折叠、控制滴灌系统开关、控制喷雾系统移动及开关、控制遮光布起降等功能。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明外观立体结构示意图；
图2为本发明外观结构侧视图示意图；
图3为本发明外观结构主视图示意图；
图4为本发明框架凹槽处放大结构示意图；
图5为本发明滴灌装置内部结构示意图；
图6为本发明喷洒装置结构示意图。
图7为本发明喷洒装置传动结构示意图。
图8为本发明智能调光系统装置放大结构示意图。
图9为本发明折叠结构外观放大示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、折叠驱动电机；2、底部蜗轮蜗杆组；3、连杆；4、光照驱动电机；5、补光灯；6、光敏传感器；7、光照齿轮组；8、遮光帘；9、固定杆件；10、移动杆件；11、空气湿度传感器；12、喷雾头；13、竖直输水管道；14、输水驱动电机；15、上下移动喷雾杆件；16、链条；17、储水瓶；18、输水齿轮组；19、水平输水管道；20、电磁阀；21、滴灌通道；22、滴灌口；23、滴灌装置；24、折叠架；25、框架；26、底板。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图8，本发明提供可远程控制的智能盆栽养护装置技术方案：包括有智能折叠机构、智慧调光装置、智慧喷洒装置、智慧滴灌装置与远程控制系统；
所述智能折叠机构包括有折叠驱动电机1、底部蜗轮蜗杆组2与连杆3，装置整体为长方体框架，在不需要遮光功能使用时，机构两侧的连杆3为收住状态；在需要遮光功能使用时连杆3展开状态；
智慧调光装置包括光敏传感器6、补光灯5、光照驱动电机4、光照齿轮组7、遮光帘8、固定杆件9与移动杆件10，当环境光照强度较低时，光敏传感器6感知的光强低于PLC控制器设定的最低值时，PLC控制器会通过单片机来打开补光灯5，弥补光照；当环境光照温度较高时，光敏传感器6感知的光强高于PLC控制器设定的最高值时，PLC控制器会打开折叠驱动电机1展开折叠机构，其次会打开光照驱动电机4，光照驱动电机4带动遮光齿轮组7，遮光齿轮组7的转动使装置顶端的固结杆转动，使包裹有遮光帘8的可移动杆件10顺着折叠机构平铺，进行遮光；
智慧喷洒装置包括有喷雾头12、空气湿度传感器11、竖直输水管道13、链条16、加压泵，固定放置在喷洒装置的空气湿度传感器11用来感知空气中的湿度，当空气中湿度高于PLC设定的最高值时，该装置不启动；当空气中湿度低于PLC设定的最低值时，整体装置启动，PLC控制器启动位于装置底部的喷水驱动电机，喷水驱动电机带动喷雾齿轮组，喷雾齿轮组带动底部固结杆转动，固结杆的转动带动杆两端齿轮转动驱使链条16转动，使喷雾装置上下移动，待装置不再移动后，PLC控制器打开加压泵的开关，将水流从储水瓶17中加压出来流经竖直输水管道，水流经喷雾头12雾化后喷洒至盆栽，提高盆栽周围环境湿度；一系列动作后，PLC控制器控制底端喷水驱动电机，喷水驱动电机反转按照上述顺序使喷雾装置回至装置底部；
滴灌装置包括有水平输水管道19、电磁阀20、储水瓶17、土壤湿度传感器；放置于盆栽土壤内部的土壤湿度传感器主要用来检测土壤内部湿度，当土壤内湿度低于PLC设定的标准值，PLC控制器会打开滴灌加压泵，加压泵将水流从储水瓶中流入至水平输水管道，水流经过电磁阀20时，电磁阀会控制水流速度，防止水流过多地流入盆栽，水流流入滴灌装置后，逐步增加土壤湿度，当土壤内部湿度达到其要求时，PLC控制器关闭加压泵，阻止水流流出，通过滴管口22对盆栽进行浇灌；
远程控制功能需要给单片机编写串口通信函数、激活ESP8266WIFI模块WIFI功能的AT命令函数和实现功能函数，并把这些单片机函数烧入单片机；Android手机连上ESP8266WIFI模块所发射出WIFI的相关信息后，利用如Eclipse集成安卓开发环境编写等安卓开发软件编写获取WIFI的IP地址和端口号及控制单片机驱动硬件的功能函数的手机APP。
所需要的程序有能够连接上ESP8266WIFI模块所发射出WIFI的IP地址和端口号的：Android手机APP安卓主程序、Android手机APP界面布局程序、Android手机APP属性权限程序、Android手机APP字符串资源程序，实现手机APP与单片机的WIFI连接,盆栽养护系统内设的温度、湿度、光照强度等传感器感知的数据通过单片机经WIFI传回手机APP，用户指令通过APP经WIFI输入单片机，所述APP安卓主程序包括通信函数与功能函数。
包括底板以及框架，底板上表面设置连接有框架，框架的上表面中空设计，框架部凹槽左端固定有储水瓶，储水瓶内部固定有加压泵，加压泵分别连接有竖直输水管道以及水平输水管道，水平输水管道内嵌入电磁阀，电磁阀与水平输水管道固定连接于滴灌装置，滴灌装置内部固定有土壤湿度感应器(滴灌功能)；输水驱动电机固定连接有底部齿轮组，底部齿轮组同轴固定连接有底部固定杆件，固定杆件两端固定有与链条啮合的链条齿轮组，链条齿轮组转动连接有链条，链条经连接杆固定连接有上下移动杆件，该杆件上连接有固定装置，固定装置上连接空气湿度传感器，空气湿度传感器内嵌有竖直输水管道，竖直输水管道固定连接有喷雾头(喷雾装置)。
链条上端内嵌转动连接有遮光齿轮组，遮光齿轮组同轴连接有顶部固定杆件，顶部固定杆件上缠绕有遮光帘，遮光帘内部连接有移动杆件，顶部固定杆件端口分别固定连接有光敏传感器及补光灯(调光功能)。
框架前部分内部两端均固定有折叠驱动电机，折叠驱动电机固定连接有两端底部齿轮组，两端底部齿轮组分别固定连接有蜗轮蜗杆，蜗轮蜗杆端口固定连接有连接轴，连接轴装置固定连接有连杆机构，连杆机构端口转动连接于底部固定杆件(折叠功能)。
本发明所提供的产品型号只是为本技术方案依据产品的结构特征进行的使用，其产品会在购买后进行调整与改造，使之更加匹配和符合本发明所属技术方案，其为本技术方案一个最佳应用的技术方案，其产品的型号可以依据其需要的技术参数进行替换和改造，其为本领域所属技术人员所熟知的，因此，本领域所属技术人员可以清楚的通过本发明所提供的技术方案得到对应的使用效果。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.可远程控制的智能盆栽养护装置，其特征在于，包括有智能折叠机构、智慧调光装置、智慧喷洒装置、智慧滴灌装置与远程控制系统；
所述智能折叠机构包括有折叠驱动电机(1)、底部蜗轮蜗杆组(2)与连杆(3)，装置整体为长方体框架，在不需要遮光功能使用时，机构两侧的连杆(3)为收住状态；在需要遮光功能使用时连杆(3)展开状态；
智慧调光装置包括光敏传感器(6)、补光灯(5)、光照驱动电机(4)、光照齿轮组(7)、遮光帘(8)、固定杆件(9)与移动杆件(10)，当环境光照强度较低时，光敏传感器(6)感知的光强低于PLC控制器设定的最低值时，PLC控制器会通过单片机来打开补光灯(5)，弥补光照；当环境光照温度较高时，光敏传感器(6)感知的光强高于PLC控制器设定的最高值时；
智慧喷洒装置包括有喷雾头(12)、空气湿度传感器(11)、竖直输水管道(13)、链条(16)、加压泵，固定放置在喷洒装置的空气湿度传感器(11)用来感知空气中的湿度；
滴灌装置包括有水平输水管道(19)、电磁阀(20)、储水瓶(17)、土壤湿度传感器；放置于盆栽土壤内部的土壤湿度传感器主要用来检测土壤内部湿度，当土壤内湿度低于PLC设定的标准值；
远程控制功能需要给单片机编写串口通信函数、激活ESP8266WIFI模块WIFI功能的AT命令函数和实现功能函数，并把这些单片机函数烧入单片机；Android手机连上ESP8266WIFI模块所发射出WIFI的相关信息后，利用如Eclipse集成安卓开发环境编写等安卓开发软件编写获取WIFI的IP地址和端口号及控制单片机驱动硬件的功能函数的手机APP。
2.根据权利要求1所述的可远程控制的智能盆栽养护装置，其特征在于：所需要的程序有能够连接上ESP8266WIFI模块所发射出WIFI的IP地址和端口号的：Android手机APP安卓主程序、Android手机APP界面布局程序、Android手机APP属性权限程序、Android手机APP字符串资源程序。
3.根据权利要求1所述的可远程控制的智能盆栽养护装置，其特征在于：实现手机APP与单片机的WIFI连接,盆栽养护系统内设的温度、湿度、光照强度等传感器感知的数据通过单片机经WIFI传回手机APP，用户指令通过APP经WIFI输入单片机。
4.根据权利要求1所述的可远程控制的智能盆栽养护装置，其特征在于：所述APP安卓主程序包括通信函数与功能函数。
5.根据权利要求1所述的可远程控制的智能盆栽养护装置，其特征在于：所述智慧喷洒装置运行时，当空气中湿度高于PLC设定的最高值时，该装置不启动；当空气中湿度低于PLC设定的最低值时，整体装置启动。
6.根据权利要求5所述的可远程控制的智能盆栽养护装置，其特征在于：所述PLC控制器启动位于装置底部的喷水驱动电机，喷水驱动电机带动喷雾齿轮组，喷雾齿轮组带动底部固结杆转动，固结杆的转动带动杆两端齿轮转动驱使链条(16)转动，使喷雾装置上下移动，待装置不再移动后，PLC控制器打开加压泵的开关，将水流从储水瓶(17)中加压出来流经竖直输水管道，水流经喷雾头(12)雾化后喷洒至盆栽，提高盆栽周围环境湿度；一系列动作后，PLC控制器控制底端喷水驱动电机，喷水驱动电机反转按照上述顺序使喷雾装置回至装置底部。
7.根据权利要求1所述的可远程控制的智能盆栽养护装置，其特征在于：在所述智慧调光装置中PLC控制器会打开折叠驱动电机(1)展开折叠机构，其次会打开光照驱动电机(4)，光照驱动电机(4)带动遮光齿轮组(7)，遮光齿轮组(7)的转动使装置顶端的固结杆转动，使包裹有遮光帘(8)的可移动杆件(10)顺着折叠机构平铺，进行遮光。
8.根据权利要求1所述的可远程控制的智能盆栽养护装置，其特征在于：在所述滴灌装置中PLC控制器会打开滴灌加压泵，加压泵将水流从储水瓶中流入至水平输水管道，水流经过电磁阀(20)时，电磁阀会控制水流速度，防止水流过多地流入盆栽，水流流入滴灌装置后，逐步增加土壤湿度，当土壤内部湿度达到其要求时，PLC控制器关闭加压泵，阻止水流流出，通过滴管口(22)对盆栽进行浇灌。
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