CN204860287U - 基于太阳能供电的智能花盆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于太阳能供电的智能花盆，包括浇花系统和供电系统；其中，供电系统包括太阳能板和蓄电池，蓄电池通过UC3906芯片与太阳能板连接；浇花系统包括单片机、浇花电机、花盆温度检测模块和土壤湿度检测模块；花盆温度检测模块和土壤湿度检测模块均与单片机连接，浇花电机通过ULN2003驱动芯片与单片机连接，单片机与蓄电池连接。利用上述基于太阳能供电的智能花盆，供电系统通过太阳能板收集光能并转化为电能作为该智能花盆的能量来源，并与单片机相结合，设计一个能够动态监测花盆土壤温湿度，并根据植物的特征以及植物当前的生长环境进行实时浇水的浇水系统，可以实现太阳能自动供电并提醒种植者进行日常管理。

Description

基于太阳能供电的智能花盆

技术领域

本实用新型涉及智能花盆技术领域，更为具体地，涉及一种基于太阳能供电的智能花盆。

背景技术

随着社会经济的发展，人们对生活质量的要求显著提高，如今很多家庭把植物当做装饰物。目前国内外对智能花盆的设计与实现，大多数只设计了应用湿度传感器进行检测，具有自动浇水的功能，但不能实现太阳能自动供电。

发明内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种基于太阳能供电的智能花盆，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型提供的基于太阳能供电的智能花盆，包括浇花系统和供电系统；其中，供电系统包括：太阳能板和蓄电池，蓄电池通过UC3906芯片与太阳能板连接；浇花系统包括：单片机、浇花电机、花盆温度检测模块和土壤湿度检测模块；花盆温度检测模块和土壤湿度检测模块均与单片机连接，浇花电机通过ULN2003驱动芯片与单片机连接，单片机与蓄电池连接。

此外，优选的结构是，浇花系统还包括显示模块，显示模块与单片机连接。

再者，优选的结构是，浇花系统还包括报警模块，报警模块与单片机连接。

利用本实用新型提供的基于太阳能供电的智能花盆，供电系统通过太阳能板收集光能并转化为电能作为该智能花盆的能量来源，并与单片机相结合，设计一个能够动态监测花盆土壤温湿度，并根据植物的特征以及植物当前的生长环境进行实时浇水的浇水系统，可以实现太阳能自动供电并提醒种植者进行日常管理。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为本实用新型的基于太阳能供电的智能花盆的结构示意图；

图2为本实用新型中的温度检测电路图；

图3为本实用新型中的太阳能充电电路图；

图4为本实用新型中的电机驱动电路图。

其中的附图标记包括：太阳能板1、蓄电池2、UC3906芯片3、单片机4、浇花电机5、花盆温度检测模块6、土壤湿度检测模块7、显示模块8、报警模块9、ULN2003驱动芯片10。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式：

以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

图1示出了根据本实用新型实施例的基于太阳能供电的智能花盆的结构。

如图1所示，本实用新型提供的基于太阳能供电的智能花盆，包括浇花系统和用于给浇花系统供电的供电系统。下面分别对浇花系统和供电系统进行说明。

一、浇花系统

浇花系统包括单片机4、浇花电机5、花盆温度检测模块6、土壤湿度检测模块7、显示模块8和报警模块9；其中，花盆温度检测模块6、土壤湿度检测模块7、显示模块8和报警模块9分别与单片机4连接，而浇花电机5通过ULN2003驱动芯片10与单片机4连接。

在本实用新型中，单片机采用的是AT89C51型号的单片机，AT89C51单片机内部集成有AD转换模块，用于对土壤湿度检测模块7和花盆温度检测模块6采集到的模拟信号进行数字转换和数据处理。

在本实用新型中，花盆温度检测模块6采用的是DS18B20温度传感器，通过调节DS18B20温度传感器的十位设置按键和个位设置按键来预设初始时刻温度值，当DS18B20温度传感器的温度低于预设温度值时，点亮红色二极管，以提醒种植者，并将信号传送给AT89C51单片机，从而驱动温度电机工作，将太阳能板1中的光能释放出来，为植物生长环境提供所需温度，直到达到预设温度为止。调节DS18B20温度传感器上的按钮可以人为模拟实际温度的升高和下降。DS18B20温度传感器的温度检测电路如图2所示。

在本实用新型中，土壤湿度检测模块7采用的是SLHT5-1型号的土壤湿度传感器，其湿度测量范围可达0～100％RH，该传感器采用全量程标定，两线数字输出，可直接与AT89C51单片机连接使用，在使用时，可将探头直接埋入土壤中，SLHT5-1土壤湿度传感器将检测到的湿度传送给AT89C51单片机，AT89C51单片机将接收到的湿度与预设湿度进行比较，当接收到的湿度低于预设湿度时，驱动浇花电机5工作，浇花电机5控制浇花装置为花浇水，浇花装置为现有技术，故在本实用新型中不再复述。

考虑到AT89C51单片机的I/O口输出电流较小，一般不能直接驱动浇花电机5工作，必须配有驱动电路，本实用新型采用ULN2003驱动芯片10作为驱动电路。AT89C51单片机直接控制浇花电机5的电路原理如图4所示。

在本实用新型中，显示模块8为LCD1602液晶显示屏，用于同步显示土壤的湿度值与智能花盆的温度值。

在本实用新型中，报警模块9采用的是蜂鸣器，蜂鸣器的报警电路采用AT89C51的P2.5脚输出矩形波，驱动晶体管Q1作为开关，使蜂鸣器输出矩形波，发出声音。为了实现缺水和低电压两种报警，可以通过编程实现输入两种不同频率的矩形波，发出两种不同的声音。

本实用新型提供的浇花流程包括如下步骤：

S1：单片机4判断是否到浇花时间；如果到浇花时间，执行步骤S2；如果未到浇花时间，执行步骤S6。

S2：通过土壤湿度检测模块7采集土壤湿度。

S3：判断采集的土壤湿度是否达到预设值；如果达到预设值，执行步骤S4；如果未达到预设值，返回步骤S2。

S4：单片机4驱动浇花电机5工作。浇花电机5驱动浇花装置浇花。

S5：判断是否达到浇水量；如果达到浇水量，执行步骤S6；如果未达到浇水量，返回步骤S4。

S6：浇花工作结束。

二、供电系统

供电系统包括太阳能板1和蓄电池2，蓄电池2通过UC3906芯片3与太阳能板1连接。太阳能板1用于收集的光能转换成电能，蓄电池用于存储太阳能板1转换的电能，同时向浇花系统供电。

在蓄电池向浇花系统供电时，为了保证浇花系统的稳定性和可靠性，本实用新型采用双电源为浇花系统供电，即采用两个蓄电池2(图1中只示例性的示出一个)为浇花系统供电，两个蓄电池2分别通过UC3906芯片3与太阳能板1连接，两个蓄电池2分别具有一个控制开关，两个控制开关分别连接单片机两个IO口。将其中一个蓄电池作为主用电池，另一个作为备用电池，初始状态，浇花系统由主用电池供电，当连续的阴天超过两天或者主用电池的电量低于某值时，单片机4通过关闭主用电池的控制开关，切换到备用电池。当单片机4检测到主用电池的电量充满时，将备用电池切换到主用电池，由主用电池向浇花系统供电。

需要说明的是，为了延长蓄电池2的工作寿命以及提高充电速度，本实用新型采用UC3906芯片3对蓄电池2进行充电控制，UC3906芯片3内部的逻辑电路提供三种充电状态，并对温度进行精确的跟踪补偿，UC3906芯片3内部含有限流放大器和电压控制电路，可以控制UC3906芯片3内部的驱动电器并直接驱动串联在外部的三极管，进而调整电路的输出电压及电流，UC3906芯片内部的电压检测比较器和电流检测比较器可以实时监测蓄电池的充电状态，太阳能板1给蓄电池2充电的电路原理如图3所示。

以上仅对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此，如果本领域技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经过创造性的设计出与该技术方案相似的结构及其实施方式，均应当属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.基于太阳能供电的智能花盆，其特征在于，包括浇花系统和供电系统；其中，所述供电系统包括：太阳能板和蓄电池，所述蓄电池通过UC3906芯片与所述太阳能板连接；所述浇花系统包括：单片机、浇花电机、花盆温度检测模块和土壤湿度检测模块；所述花盆温度检测模块和所述土壤湿度检测模块均与所述单片机连接，所述浇花电机通过ULN2003驱动芯片与所述单片机连接，所述单片机与所述蓄电池连接。

2.如权利要求1所述的基于太阳能供电的智能花盆，其特征在于，所述浇花系统还包括显示模块，所述显示模块与所述单片机连接。

3.如权利要求1所述的基于太阳能供电的智能花盆，其特征在于，所述浇花系统还包括报警模块，所述报警模块与所述单片机连接。