CN203505221U

CN203505221U - 可视化远程浇花系统

Info

Publication number: CN203505221U
Application number: CN201320634810.3U
Authority: CN
Inventors: 吴大中; 王洪宇; 吴琴
Original assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2023-10-15

Abstract

本实用新型提供了一种可视化远程浇花系统，包括远程终端、控制传输模块和执行终端，所述执行终端包括传感器模块、浇水装置、视频监控装置、电动遮阳装置和无线收发单元；所述控制传输模块包括控制器、电源、LCD显示屏和无线传输单元，电源为控制传输模块中各元器件供电；所述传感器模块和视频监控装置采集到的信号发送至控制传输模块并进一步传输至远程终端，所述控制传输模块接收远程终端的指令并传输至执行终端以驱动浇水装置和电动遮阳装置运作。能够监控家中植物的实时状况，使人们外出时也可以观察到家里花卉和家居安全的状况，并可根据反馈的温湿度信息决定是否浇花与遮阳，依然享有浇花养草的乐趣。

Description

可视化远程浇花系统

技术领域

本实用新型属于农业自动化和远程控制技术领域，尤其是涉及一种利用远程信息传输技术实现的可视化浇花控制系统。

背景技术

随着经济发展，人们生活水平的不断提高，很多退了休后独居的老年人喜欢在家里种花养草，增添生活情趣，装饰家居环境。在家中种植合适的花草不仅能够装饰家居环境，还能够有效的改善空气质量，有益于身心健康。浇水和遮阳是家庭养花所需的主要工作，对于老年人来说，这也是一种消磨闲暇时间、陶冶情操的方式。对老年人来说，亲自浇花养草并不是负担，而是乐趣所在。但老年人也有外出的需要，这时如何处理家中所种植的花卉就成了一件麻烦的事了。于是，各种自动浇花装置应运而生。但目前市面上的浇花装置一般功能较为单一，只能提供某一种喷淋功能，不能适应多种花卉需求，而且这些设备都是全自动控制，从某种程度上来说，剥夺了老年人浇花养草的乐趣，现有技术中也缺乏老人在外地可以视频和远程控制浇花的装置。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型公开了一种可视化远程浇花系统，通过远程终端、控制传输模块和执行终端相配合，能够实时地对家中的花草进行监控和打理，使用方便，功能丰富。

为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种可视化远程浇花系统，包括远程终端、控制传输模块和执行终端，所述执行终端包括传感器模块、浇水装置、视频监控装置、电动遮阳装置和无线收发单元；所述控制传输模块包括控制器、电源、LCD显示屏和无线传输单元，电源为控制传输模块中各元器件供电；所述传感器模块和视频监控装置将采集到的信号发送至控制传输模块并进一步传输至远程终端，所述控制传输模块接收远程终端的指令并传输至执行终端以驱动浇水装置和电动遮阳装置运作。

作为本实用新型的一种优选方案，所述无线传输单元包括无线收发单元和WiFi模块，所述视频监控装置通过WiFi模块与控制传输模块连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述传感器模块包括湿度探针和温湿度传感器。

作为本实用新型的一种优选方案，所述浇水装置包括供水管、继电器和电磁阀，供水管与水箱相连，供水管包括位于植物底部的滴水管和位于植物上方的喷雾管；滴水管和喷雾管上分别安装有电磁阀，电磁阀受继电器控制，继电器通过无线收发单元与控制传输模块相连。

作为本实用新型的一种优选方案，所述电动遮阳装置包括篷布、伸缩杆、支撑架和电机，电机通过无线收发单元与控制传输模块连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述远程终端包括台式机、平板电脑、笔记本、手机中的至少一种。

作为本实用新型的一种优选方案，所述控制器为单片机、微处理器或控制主板。

作为本实用新型的一种优选方案，所述控制器采用STM32F103VET6系统板。

作为本实用新型的一种优选方案，所述无线收发单元采用NRF24L01芯片。

与现有技术相比，本实用新型提供的可视化远程浇花系统，能够监控家中植物的实时状况，使人们外出时也可以观察到家里花卉和家居安全的状况，并可根据反馈的温湿度信息决定是否浇花与遮阳，依然享有浇花养草的乐趣。本实用新型提供了遮阳装置，进一步细化了植物的自动化培育手段，功能丰富，操作方便快捷，适用范围广泛，也可适用于设施农业和家居养鱼注氧的远程监控。

附图说明

图1为本实用新型提供的可视化远程浇花系统的整体结构示意图；

图2为传感器模块各部件连接示意图；

图3为浇水装置结构示意图；

图4为浇水装置中电子元件连接框图；

图5为浇水装置电路图；

图6为电动遮阳装置结构示意图；

图7为电动遮阳装置中电子元件连接示意图；

图8为STM32F103VET6系统板网络接口电路图；

其中图8（a）为独立以太网控制器ENC28J60，图8（b）为网络变压器HR911105A；

图9为STM32F103VET6系统板LCD接口电路图；

图10为NRF24L01芯片电路图；

图11为WIFI模块电路图。

附图标记列表：

1-滴水管，2-喷雾管，3-电磁阀，4-水箱，5-篷布，6-伸缩杆，7-支撑架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1所示，可视化远程浇花系统包括远程终端、控制传输模块和执行终端，其中远程终端用于接收控制传输模块传来的温湿度信息和图像，并可以向控制传输模块发送相应的浇花和遮阳指令。远程终端应采用具有显示功能并能输入指令的设备，如台式机、笔记本、平台电脑、智能手机等等，为了方便人们外出携带，远程终端最好具有无线信号收发功能，可通过以太网、WiFi或移动网络与控制传输模块远程连接。控制传输模块能够接收、识别并响应远程终端所发送的指令，对执行终端进行浇花或遮阳的操作，并能够将花草的温湿度信息以及实时视频图像反馈给远程终端。执行终端能够接收控制传输模块传输的指令，进行对应的浇水及遮阳操作，返回温湿度信息和实时视频图像。

具体地说，本实用新型中执行终端包括传感器模块、浇水装置、视频监控装置、电动遮阳装置和无线收发单元。

如图2所示，传感器模块包括湿度探针和温湿度传感器LM-400，湿度探针插入多个植物土壤中，测量各株植物的土壤湿度，可以将土壤的湿度转换为电信号，通过A/D转换模块转换为数字信号，再将数据通过通过无线收发单元传输至控制传输模块。温湿度传感器测量花卉处的环境温湿度，将采集到的数据通过无线收发单元传输至控制传输模块。

视频监控装置采用自带云台的无线摄像头RW-300S，摄像头设置在植物旁，内置WIFI模块，无需布线，满足IEEE802.11b/g标准；支持远程控制上下左右旋转巡航；具备夜间监控能力，能自动切换日夜模式。由于采用WIFI的方式连接，省去了布线的繁琐，人们可以在家庭的其他地方方便的安放视频监控装置，同样可以起到监控家居环境，确保家居安全的作用。

如图3、图4，浇水装置包括供水管、继电器和电磁阀，供水管与水箱4相连，供水管包括位于植物底部的滴水管1和位于植物上方的喷雾管2；滴水管1和喷雾管2上分别安装有电磁阀3，电磁阀3受继电器控制，继电器通过无线收发单元与控制传输模块相连，由控制传输模块控制继电器的通断。具体地说，如图5所示，控制器通过NRF24L01芯片与浇水装置连接，控制三级管的通断。当控制端输出高电平时，三极管导通，继电器常开触点闭合，从而使电磁阀门开启，供水管给花卉浇水；反之，当控制端输出低电平时，三极管截止，继电器常开触点恢复为断开，使电磁阀门闭合，浇水停止。

如图6、图7所示，电动遮阳装置采用折叠式电动遮阳棚，由篷布5、伸缩杆6、支撑架7和电机组成，电机通过无线收发单元与控制传输模块连接，由远程终端控制收放。其中，无线收发单元采用NRF24L01芯片，工作频率为2.4GHz，支持多通道传输。

如图1所示，控制传输模块包括控制器、电源、LCD显示屏和无线传输单元，电源为控制传输模块中各部件供电。具体地说，控制器可采用具有网络通讯能力的控制器，例如单片机、微处理器或控制主板，本例中采用基于ARM控制单元的STM32F103VET6系统板作为控制器，STM32F103VET6系统板自带以太网模块（包括图8（a）所示的以太网控制器ENC28J60和图8（b）所示的网络变压器HR911105A），可以通过以太网络与远程终端建立通信联系，接收、识别与响应远程终端发送的指令，并操作对应的执行终端。本例中，由于传感器模块、浇水装置、视频监控装置和电动遮阳装置采用两种方式进行数据传输，因此，无线传输单元包括无线收发单元和WiFi模块，本例中，STM32F103VET6系统板通过如图11所示的Mxchip EMW系列WiFi模块接收监控摄像头采集的图像，并通过如图10所示的NRF24L01芯片分别与传感器模块、浇水装置、电动遮阳装置和远程终端相连，这样能够避免人工布线、节省投入、传输信号稳定可靠。图1为控制传输模块与远程终端的一种连接方式，其中，控制传输模块通过无线收发单元——NRF24L01芯片与远程终端连接，但必须指出的是，该种连接方式不应作为本实用新型的限制，正如前述，STM32F103VET6系统板可以通过自带以太网模块与远程终端进行连接，该种方式由于较为常规，在本例中并未画出。此外，控制器也可以与移动通信模块相连（如GSM模块、CDMA模块等），从而能够连接多种模式的远程终端（例如手机），扩大本系统的适应范围。控制传输模块一般设置在家居环境中，便于人们在家时也可控制执行终端对花草植物进行自动灌溉护理， LCD显示屏用于显示花草的温湿度信息以及实时视频图像，如图9所示，STM32F103VET6系统板通过CON32A与LCD显示屏相连。LCD显示屏优选为触控屏，人们可在家中通过LCD显示屏直接控制执行终端进行操作，也可通过与显示屏连接的外接键盘输入具体操作指令。

湿度探针和温湿度传感器采集到土壤和环境中的湿度、温度信息，无线摄像头采集植物图像，并通过NRF24L01芯片传输至控制传输模块中，控制传输模块中的STM32F103VET6系统板接收到上述信息后将植物温湿度数据和视频图像显示在LCD显示屏中，并进一步传输至远程终端。人们如在家中，则可通过控制传输模块看到当前的植物参数和图像，当温度过高时，可控制遮阳棚展开，使得花卉避免阳光的直射，当温度适宜时，可以收起遮阳棚，让花卉获取阳光。当湿度过低时，控制浇水装置开启，对植物进行浇水，直到湿度升到设定值时，再关闭浇水装置。人们出门在外时，通过远程终端接收到当前的植物参数和图像，当温度过高时，发送指令通过控制传输模块控制执行终端中的遮阳棚展开，使得花卉避免阳光的直射，当温度适宜时，可以收起遮阳棚，让花卉获取阳光。当湿度过低时，发送指令通过控制传输模块控制执行终端中的控制浇水装置开启，对植物进行浇水，直到湿度升到设定值。更进一步的，STM32F103VET6系统板中还可预先设定适宜的温湿度范围，当温度高于上限值时自动控制遮阳棚展开，当湿度低于下限值时自动控制浇水装置开启直至达到湿度下限值再关闭。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种可视化远程浇花系统，包括远程终端、控制传输模块和执行终端，其特征在于：所述执行终端包括传感器模块、浇水装置、视频监控装置、电动遮阳装置和无线收发单元；所述控制传输模块包括控制器、电源、LCD显示屏和无线传输单元，电源为控制传输模块中各元器件供电；所述传感器模块和视频监控装置将采集到的信号发送至控制传输模块并进一步传输至远程终端，所述控制传输模块接收远程终端的指令并传输至执行终端以驱动浇水装置和电动遮阳装置运作。

2.根据权利要求1所述的可视化远程浇花系统，其特征在于：所述无线传输单元包括无线收发单元和WiFi模块，所述视频监控装置通过WiFi模块与控制传输模块连接。

3.根据权利要求1或2所述的可视化远程浇花系统，其特征在于：所述传感器模块包括湿度探针和温湿度传感器。

4.根据权利要求1或2所述的可视化远程浇花系统，其特征在于：所述浇水装置包括供水管、继电器和电磁阀，供水管与水箱相连，供水管包括位于植物底部的滴水管和位于植物上方的喷雾管；滴水管和喷雾管上分别安装有电磁阀，电磁阀受继电器控制，继电器通过无线收发单元与控制传输模块相连。

5.根据权利要求1或2所述的可视化远程浇花系统，其特征在于：所述电动遮阳装置包括篷布、伸缩杆、支撑架和电机，电机通过无线收发单元与控制传输模块连接。

6.根据权利要求1或2所述的可视化远程浇花系统，其特征在于：所述远程终端包括台式机、平板电脑、笔记本、手机中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的可视化远程浇花系统，其特征在于：所述控制器为单片机、微处理器或控制主板。

8.根据权利要求6所述的可视化远程浇花系统，其特征在于：所述控制器采用STM32F103VET6系统板。

9.根据权利要求1所述的可视化远程浇花系统，其特征在于：所述无线收发单元采用NRF24L01芯片。