CN204762615U - 用于智能浇水花盆的温湿度自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于智能浇水花盆的温湿度自动控制系统，包括单片机（5），所述的单片机（5）通过电路与参数设定模块（4）相连以通过参数设定模块（4）设定参数，埋设在花盆土壤中的土壤湿度传感器（1）将采集信号通过模/数转换器（2）转换后传送到单片机（5），当土壤湿度传感器（1）的测量值小于参数设定模块（4）设定的湿度下限时，单片机（5）通过继电器（8）启动浇花水泵（9）浇水；当土壤湿度传感器（1）的测量值大于参数设定模块（4）设定的湿度上限时，浇花水泵（9）停止工作。本实用新型通过设定土壤湿度上下限和实时采集土壤湿度数值对花盆进行实时自动可控的操作，自动化程度高且控制精确，适宜推广使用。

Description

用于智能浇水花盆的温湿度自动控制系统

技术领域

本实用新型涉及智能浇水花盆，具体地说是一种自动化程度高、控制精确、系统稳定且操作方便、成本低的用于智能浇水花盆的温湿度自动控制系统。

背景技术

随着经济的发展与社会的进步，人们长期处于快节奏的生活和各种社会压力之下，再加上人们生活水平的提高，喜欢养花的人也就越来越多。因为他们喜欢摆弄花草时的安静与惬意，喜欢那种心无旁骛与世无争的平静，喜欢看着花草一点点长大开花的成就感与满心的喜悦。但当人们出差、旅行、工作或者放假的时候，花卉的浇水问题就成为人们比较犯难的一个新问题，虽然现在市面上也有自动浇花的花盆装置，但其采用的技术往往是如下的两种：一是基于简单的物理原理，如利用虹吸原理对植物进行浇水；二是利用简单的定时控制技术，实现对植物的定时浇水。依据这两种原理制成的自动浇花装置无法准确根据土壤湿度进行实时精确浇水，而且人们也无法得知土壤的确切实际湿度值，其后果可能导致花卉干枯或者过涝死亡。

具体来说，国内：2005年7月，广东省深圳市的陈晓红女士申请了申请号为200520145224.8、名称为自动灌溉花盆的实用新型专利，该花盆包括电源、内盆、外盆、水泵、导管、湿度感应装置，其特征在于：随湿度信号接收器信号变化而开启水泵，从而在借助电能的作用达到自动灌溉的目的。2008年1月，上海的瞿云涛、钱雨斐申请申请号为200810032624.6、名称为：“一种自动灌溉的花盆”的专利，该花盆特征在于，由注水口、电池盒、定时触发器、警戒触发器、双层空心花盆、注水开口、蜂鸣报警器组成，注水口设于双层空心花盆的上端，在双层空心花盆的外侧设有电池盒、定时触发器和警戒触发器，电池盒通过定时触发器和警戒触发器连接，双层空心花盆的内侧下端设有注水开口，注水开口与定时触发器连接，定时触发器下端设有蜂鸣报警器。从而达到自动灌水的效果。该专利解决了原有同类型的花盆在进行灌溉时将整个上端面盖有水流或水渍的问题，保持了花盆的干净，整洁，更为消费者所喜爱。2005年，中国农业大学的雷廷武教授申请了一项发明专利“一种灌溉方法及其灌溉系统”，该系统可以实现负压连续灌溉，但没有涉及到具体的应用。国外：1996年，日本三菱化工集团申请了一项专利———负压灌溉系统。系统由分为上下两层的容器构成，上层装填土壤用于种植植物，下层容器装水。多孔管埋入上层容器内的土壤中，一端与下层盛水容器连接。与多孔管相接触的土壤内的水势和多孔管内的水势差，形成了水由盛水容器向土壤流动的驱动力。该系统可用于作物的盆栽。综上所述，国内外关于自动灌溉花盆的专利很多，各有千秋，但都仅仅考虑到个别变量（如湿度）对植物需水量的影响，或者直接定时定量浇水，或者利用土壤水基质势（土壤的吸力）实行自动的负压灌溉，其变量单一，其它变量对其浇灌效果将会产生较大影响。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有自动灌溉花盆变量单一的缺陷，提供一种自动化程度高、控制精确、系统稳定且操作方便、成本低的用于智能浇水花盆的温湿度自动控制系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：

一种用于智能浇水花盆的温湿度自动控制系统，包括单片机，其特征在于：所述的单片机通过电路与参数设定模块相连以通过参数设定模块设定参数，土壤湿度传感器通过模/数转换器与单片机相连接且单片机通过继电器与浇花水泵相连接，埋设在花盆土壤中的土壤湿度传感器将采集的湿度模拟信号通过模/数转换器转换为湿度数字信号后传送到单片机，单片机将土壤湿度传感器的测量值与参数设定模块设定的湿度范围进行对比，当土壤湿度传感器的测量值小于参数设定模块设定的湿度下限时，单片机通过继电器启动浇花水泵浇水；同时土壤湿度传感器实时检测花盆土壤的湿度并传送至单片机，当土壤湿度传感器的测量值大于参数设定模块设定的湿度上限时，浇花水泵停止工作。

所述的单片机通过液晶显示电路与液晶显示器相连以将参数设定模块设定参数值和土壤湿度传感器实时采集的花盆土壤湿度值显示在液晶显示器上。

所述的单片机与空气温湿度传感器相连接且单片机能够实时将空气温湿度传感器采集的空气温湿度数值传送给液晶显示器实时显示。

所述的参数设定模块初次设定花盆土壤温湿度上下限的数值时根据空气温湿度传感器实时采集的空气温湿度数值而定。

所述的单片机通过蜂鸣器驱动电路与报警蜂鸣器相连，使得单片机通过继电器启动浇花水泵浇水时报警蜂鸣器处于蜂鸣状态。

所述的浇花水泵通过管路与供水系统相连接。

该温湿度自动控制系统的电源采用太阳能发电系统。

本实用新型相比现有技术有如下优点：

本实用新型的自动控制系统通过埋设在花盆土壤中的土壤湿度传感器将采集的湿度模拟信号通过模/数转换器转换为湿度数字信号后传送到单片机，单片机将土壤湿度传感器的测量值与参数设定模块设定的湿度范围进行对比，当土壤湿度传感器的测量值小于参数设定模块设定的湿度下限时，单片机通过继电器启动浇花水泵浇水；同时土壤湿度传感器实时检测花盆土壤的湿度并传送至单片机，当土壤湿度传感器的测量值大于参数设定模块设定的湿度上限时，浇花水泵停止工作；同时，通过液晶显示器看到的实时空气温湿度值和土壤湿度值能够便于使用者准确的了解当时的环境并及时调整，以实现在不同环境下对不同植物的精确的智能浇水，以更好的保证植物花卉的生长。

本实用新型的自动控制系统使用单片机作为智能控制芯片，能够根据不同种类花卉生长习性的不同，通过参数设定模块设定好花卉最适的土壤湿度范围，而不需要人为控制系统就能自动检测到什么时候需要浇水灌溉和要灌溉到什么程度；自动控制系统的液晶显示器能够实时准确的显示出花盆内土壤的湿度值、参数设定模块设定的土壤湿度范围以及空气湿度、空气温度等实时数值，使用者通过实时数值全面的了解和控制植物花卉生长的外部环境，高质量的确保花卉良好生长的同时节约了水资源。

本实用新型的自动控制系统与现有技术相比，比现在常见的自动浇水装置更精确耐用、系统稳定，能够提高水的利用率；且花盆所需的工作电力来自其自带的太阳能发电系统，能有效的节约资源，实现智能化浇花的需要，能很好解决现在及将来一段时间内花卉浇水的问题，具有结构简单、成本低、节能减排、方便升级改造且自动化程度高、控制精确的特点，该自动控制系统的也可以应用在其它智能灌溉系统的采集与处理设计中，为相关的设计研究定了重要的基础。

附图说明

附图1为本实用新型的温湿度控制系统结构示意图。

其中：1—土壤湿度传感器；2—模/数转换器；3—空气温湿度传感器；4—参数设定模块；5—单片机；6—液晶显示器；7—报警蜂鸣器；8—继电器；9—浇花水泵。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示：一种用于智能浇水花盆的温湿度自动控制系统，包括单片机5，该单片机5通过电路与参数设定模块4相连以通过参数设定模块4设定参数，土壤湿度传感器1通过模/数转换器2与单片机5相连接且单片机5通过继电器8与浇花水泵9相连接，埋设在花盆土壤中的土壤湿度传感器1将采集的湿度模拟信号通过模/数转换器2转换为湿度数字信号后传送到单片机5，单片机5将土壤湿度传感器1的测量值与参数设定模块4设定的湿度范围进行对比，当土壤湿度传感器1的测量值小于参数设定模块4设定的湿度下限时，单片机5通过继电器8启动通过管路与供水系统相连接的浇花水泵9浇水，且在浇花水泵9浇水时，通过蜂鸣器驱动电路与单片机5相连接的报警蜂鸣器7处于蜂鸣状态；同时土壤湿度传感器1实时检测花盆土壤的湿度并传送至单片机5，当土壤湿度传感器1的测量值大于参数设定模块4设定的湿度上限时，浇花水泵9停止工作。另外为符合低碳生活的要求，有效的节约资源，该温湿度自动控制系统所需的工作电力来自其自带的太阳能发电系统。

在上述温湿度自动控制系统的基础上，该单片机5通过液晶显示电路与液晶显示器6相连以将参数设定模块4设定参数值和土壤湿度传感器1实时采集的花盆土壤湿度值显示在液晶显示器6上；同时单片机5与空气温湿度传感器3相连接且单片机5能够实时将空气温湿度传感器3采集的空气温湿度数值传送给液晶显示器6实时显示，为了更好的养护花卉，需要根据不同的环境设定花盆土壤温湿度上下限的数值，故参数设定模块4初次设定花盆土壤温湿度上下限的数值时根据空气温湿度传感器3实时采集的空气温湿度数值而定。

本实用新型的用于智能浇水花盆的温湿度自动控制系统在安装在花盆上初次使用时，其工作流程如下：1）、检测连接好太阳能发电系统和进水系统；2）、打开总电源开关启动系统；3）、注意液晶显示屏6上的信息（包括系统名称、空气温湿度、土壤湿度、初始湿度范围），并根据上述信息通过参数设定模块4设定适合所种花卉生长的湿度范围；4）、将花盆摆放在合适的位置即可进行自动控制。埋设在花盆土壤中的土壤湿度传感器1将实时采集信号通过模/数转换器2转换后传送到单片机5，单片机5将土壤湿度传感器1的测量值与参数设定模块4设定的湿度范围进行对比，当土壤湿度传感器1的测量值小于参数设定模块4设定的湿度下限时，单片机5通过继电器8启动通过管路与供水系统相连接的浇花水泵9浇水，且在浇花水泵9浇水时，通过蜂鸣器驱动电路与单片机5相连接的报警蜂鸣器7处于蜂鸣状态；同时土壤湿度传感器1依然实时检测花盆土壤的湿度并传送至单片机5，当浇水后土壤湿度传感器1的测量值大于参数设定模块4设定的湿度上限时，浇花水泵9停止工作。

本实用新型的自动控制系统通过埋设在花盆土壤中的土壤湿度传感器1将采集的湿度模拟信号通过模/数转换器2转换为湿度数字信号后传送到单片机5，单片机5将土壤湿度传感器1的测量值与参数设定模块4设定的湿度范围进行对比，当土壤湿度传感器1的测量值小于参数设定模块4设定的湿度下限时，单片机5通过继电器8启动浇花水泵9浇水；同时土壤湿度传感器1实时检测花盆土壤的湿度并传送至单片机5，当土壤湿度传感器1的测量值大于参数设定模块4设定的湿度上限时，浇花水泵9停止工作；同时，通过液晶显示器6看到的实时空气温湿度值和土壤湿度值能够便于使用者准确的了解当时的环境并及时调整，以实现在不同环境下对不同植物的精确的智能浇水，以更好的保证植物花卉的生长。该自动控制系统使用单片机5作为智能控制芯片，能够根据不同种类花卉生长习性的不同，通过参数设定模块4设定好花卉最适的土壤湿度范围，而不需要人为控制系统就能自动检测到什么时候需要浇水灌溉和要灌溉到什么程度；自动控制系统的液晶显示器6能够实时准确的显示出花盆内土壤的湿度值、参数设定模块4设定的土壤湿度范围以及空气湿度、空气温度等实时数值，使用者通过实时数值全面的了解和控制植物花卉生长的外部环境，高质量的确保花卉良好生长的同时节约了水资源。本实用新型的自动控制系统与现有技术相比，比现在常见的自动浇水装置更精确耐用、系统稳定，能够提高水的利用率；且花盆所需的工作电力来自其自带的太阳能发电系统，能有效的节约资源，实现智能化浇花的需要，能很好解决现在及将来一段时间内花卉浇水的问题，具有结构简单、成本低、节能减排、方便升级改造且自动化程度高、控制精确的特点，该自动控制系统的也可以应用在其它智能灌溉系统的采集与处理设计中，为相关的设计研究定了重要的基础。

在使用范围及推广前景上，本实用新型的用于智能浇水花盆的温湿度自动控制系统适合那些喜欢养花但又经常出差而没有太多时间料理花和没有养花经验但又想养花的人。由于目前绿色环保智能家居理念的传播，养花的人也会越来越多，但是人们大都没有足够的经验和时间去养。因此该自动控制系统恰好填补了这个市场空白，将来一旦投入市场将会具有广阔的市场发展前景。

市场分析和经济效益预测：目前喜欢养花的人群很大，据不完全估计，全国约有五千万的人都养花，同时又有多的人因为差旅等各种因素而没能养成，保守估计这类人群也有两千万人。而申请人提供的用于智能浇水花盆的温湿度自动控制系统恰好满足了这类人的需求，这些问题解决后，这类人群也就会慢慢的加入到养花的队伍中来。以每人养花三盆计算，再加上那些本身就热爱养花的人，未来市场需求估计上亿，以每个安装了上述自动控制系统的花盆成本70元计算，售价90元计算，这将会是一个年产值数十亿元的项目，未来销售利润可观。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内；本实用新型未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种用于智能浇水花盆的温湿度自动控制系统，包括单片机（5），其特征在于：所述的单片机（5）通过电路与参数设定模块（4）相连以通过参数设定模块（4）设定参数，土壤湿度传感器（1）通过模/数转换器（2）与单片机（5）相连接且单片机（5）通过继电器（8）与浇花水泵（9）相连接，埋设在花盆土壤中的土壤湿度传感器（1）将采集的湿度模拟信号通过模/数转换器（2）转换为湿度数字信号后传送到单片机（5），单片机（5）将土壤湿度传感器（1）的测量值与参数设定模块（4）设定的湿度范围进行对比，当土壤湿度传感器（1）的测量值小于参数设定模块（4）设定的湿度下限时，单片机（5）通过继电器（8）启动浇花水泵（9）浇水；同时土壤湿度传感器（1）实时检测花盆土壤的湿度并传送至单片机（5），当土壤湿度传感器（1）的测量值大于参数设定模块（4）设定的湿度上限时，浇花水泵（9）停止工作。

2.根据权利要求1所述的用于智能浇水花盆的温湿度自动控制系统，其特征在于：所述的单片机（5）通过液晶显示电路与液晶显示器（6）相连以将参数设定模块（4）设定参数值和土壤湿度传感器（1）实时采集的花盆土壤湿度值显示在液晶显示器（6）上。

3.根据权利要求2所述的用于智能浇水花盆的温湿度自动控制系统，其特征在于：所述的单片机（5）与空气温湿度传感器（3）相连接且单片机（5）能够实时将空气温湿度传感器（3）采集的空气温湿度数值传送给液晶显示器（6）实时显示。

4.根据权利要求3所述的用于智能浇水花盆的温湿度自动控制系统，其特征在于：所述的参数设定模块（4）初次设定花盆土壤温湿度上下限的数值时根据空气温湿度传感器（3）实时采集的空气温湿度数值而定。

5.根据权利要求1所述的用于智能浇水花盆的温湿度自动控制系统，其特征在于：所述的单片机（5）通过蜂鸣器驱动电路与报警蜂鸣器（7）相连，使得单片机（5）通过继电器（8）启动浇花水泵（9）浇水时报警蜂鸣器（7）处于蜂鸣状态。

6.根据权利要求1所述的用于智能浇水花盆的温湿度自动控制系统，其特征在于：所述的浇花水泵（9）通过管路与供水系统相连接。

7.根据权利要求1所述的用于智能浇水花盆的温湿度自动控制系统，其特征在于：该温湿度自动控制系统的电源采用太阳能发电系统。