CN205546808U - 一种基于虚拟现实技术的远程智能浇花系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可交互智能化花卉养护虚拟现实监控系统，包括基站服务端和远程站客户端。基站服务端包括机械部分和控制部分。机械部分包括储水箱、水泵、水管、继电器和滴箭；控制部分包括土壤温湿度传感器、光照传感器、Arduino开发板、Arduino网络扩展模块、电磁阀。远程站客户端包括手机、PC客户端。用户通过客户端APP三维虚拟场景，与基站实时交互，实现场景漫游、实时监视、信息显示、远程控制功能。基站服务端和远程站客户端通过无线路由器进行数据传输和交换。本实用新型通过使用三维交互式虚拟现实场景远程自动监控花卉生长，自动调整浇水量，提高花卉养护的实用性和及时性，同时增强趣味性和感染力。

Description

一种基于虚拟现实技术的远程智能浇花系统

技术领域

本实用新型涉及智能家居领域，具体涉及一种基于虚拟现实技术的远程智能浇花系统。

背景技术

随着生活水平的提高和美化生存环境意识的加强，花卉绿植的需求越来越大。然而生活节奏的加快和专业养护人员的缺乏，传统人工养护或现场采集数据手动调整现场设备的养护方式，工作效率低、花卉绿植养护不及时常常导致植物营养不良、甚至死亡。目前市场上现有的一些花卉养护设备，多为人工手动操作、模式单一、不具备远程监控能力，一定程度上限制了浇花的时间和地点。现有的花卉养护系统普遍只关注信息采集和控制，可交互性差、缺乏感染力和趣味性，因此迫切需要一种基于虚拟现实技术的远程智能浇花系统。目前尚未发现花卉养护虚拟现实远程智能监控系统。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种基于虚拟现实技术的远程智能浇花系统，解决了现有技术中养护方式效率低、可交互性差等问题。

本实用新型的技术方案如下：

远程智能浇花系统，包括基站服务端和远程站客户端；其中：

所述基站服务端包括机械部分和控制部分；机械部分包括储水箱、水泵、水管、电磁阀和滴箭，水泵放在储水箱底部，电磁阀一端通过水管连接水泵，电磁阀另一端通过水管与滴箭相连接，滴箭连接到花盆；控制部分包括土壤温湿度传感器、光照传感器、Arduino开发板、Arduino Ethernet网络扩展模块、继电器；土壤温湿度传感器和光照传感器连接到Arduino开发板输入端接口，Arduino开发板输出端DO信号线连接继电器线圈接口，继电器触点和电磁阀连接；

所述远程站客户端包括手机、PC客户端；所述基站服务端和远程站客户端通过Arduino Ethernet网络扩展模块和无线路由器进行数据传输；无线路由器一端与Arduino Ethernet网络扩展模块相连，无线路由器另一端连接Internet网络；远程站客户端通过无线方式连接Internet网络，实现与基站服务端远程数据通信。

本发明的花卉养护虚拟现实远程监控系统具有以下优点：

（1）一种无线物联网+Unity 3D的虚拟现实花卉养护远程智能监控系统，开源硬件实时信息采集、远程自动控制与房间、花卉、家居三维虚拟现实场景漫游无缝结合，不仅满足数据实时处理和远程控制的实用性，同时丰富逼真的三维交互画面给人视觉享受，提高了趣味性和感染力；

（2）基于物联网技术实时获取花卉绿植生长信息，定制花卉绿植养护方案，采用不同养护模式，实施独立控制；

（3）基于3D Studio Max和Unity 3D创建了一种基于虚拟现实技术的花卉养护实时交互式远程智能监控系统，支持跨平台使用。

附图说明

图1 本实用新型公开一个实施例中系统结构示意图；

图2 本实用新型公开一个实施例中虚拟现实人机交互界面设计和开发过程示意框图。

图中，1、储水箱，2、水泵，3、水管，4、电磁阀，5、滴箭，6、土壤温湿度传感器，7、光照传感器，8、Arduino开发板，9、Arduino Ethernet网络扩展模块，10、继电器，14、花盆，15、AD模块，16、DA模块，17、控制器MCU。

具体实施方式

实施例

在一个基础的实施例中，提供了一种基于虚拟现实技术的远程智能浇花系统，所述系统包括基站服务端和远程站客户端；其中：

所述基站服务端包括机械部分和控制部分。机械部分包括储水箱1、水泵2、水管3、电磁阀4和滴箭5，水泵2放在储水箱1底部，电磁阀4一端通过水管3连接水泵2，另一端通过水管3与滴箭5相连接，滴箭5连接到花盆14；控制部分包括土壤温湿度传感器6、光照传感器7、Arduino开发板8、Arduino Ethernet网络扩展模块9、继电器10；土壤温湿度传感器6和光照传感器7连接到Arduino开发板8的AD模块15的输入端接口，Arduino开发板8的DA模块16的输出端DO信号线连接继电器线圈接口，继电器10触点和电磁阀4连接。

所述远程站客户端包括PC 12、手机13客户端。远程站客户端通过APP应用程序三维虚拟场景，与基站实时交互，实现场景漫游、实时监视、信息显示、远程控制功能。

所述基站服务端和远程站客户端通过Arduino Ethernet网络扩展模块9和无线路由器11进行数据传输；无线路由器11一端与Arduino Ethernet网络扩展模块9相连，另一端连接Internet网络。远程站客户端通过无线方式连接Internet网络，实现与基站服务端远程数据通信。

优选的，土壤温湿度传感器6为SHT11。光照传感器7为BH1750FVI模块GY-30。

在这个实施例中，将土壤温湿度传感器6探头插入对应的花盆中，将电磁阀4连接的滴箭5放到花盆中。鉴于在数据采集和控制上，简单轻量以及跨平台、开源特点，选用Arduino开发板8作为和快速原型开发。

优选的，Arduino开发板8为Arduino UNO R3。

所述基站服务端部分，由Arduino Ethernet网络扩展模块9与Arduino UNO开发板连用，Arduino开发板8处理和完成网络扩展模块发送的指令，Arduino Ethernet网络扩展模块9作为客户端和服务端进行数据的交互。

优选的，所述的Arduino 网络扩展模块是以W5100为核心的Arduino Ethernet网络扩展模块9，通过网络控制读写Arduino的数字和模拟接口。

所述基站服务端，无线路由器11通过互联网或局域网通信连接手机或PC客户端。

所述的远程站客户端用于提供可交互、可视化、三维用户界面。所述的客户端可以是PC机、也可以是一部手机、或者平板电脑，甚至可能是ARM专业设备。

在一个实施例中，在远程站客户端，根据花卉喜好干湿程度预先设定不同花卉湿度阈值，所述基站控制器部分通过无线通信网络定时读取湿度阈值，基站Arduino实时采集土壤湿度检测值，根据实测值与阈值之间的偏差，设置电磁阀4每次浇水时间长短和相邻两次之间的时间延迟，从而独立控制浇花模式。

优选的，花卉养护虚拟现实技术采用3D Studio Max进行场景建模、渲染和加工，生成3D模型FBX文件后导入Unity 3D，后台c#.net脚本语言进行场景漫游、信息显示、远程控制和通信功能实现。参照图2，虚拟现实人机交互界面设计和开发过程。

在一个实施例中，远程站客户端，通过在三维虚拟场景中拖动喷壶，自动触发浇水模式，实现虚拟场景远程控制和现场设备实时信息采集的交互。花卉浇灌远程控制人机交互界面。

在一个实施例中，所述远程站客户端，基于虚拟现实技术的APP可以在PC端使用，也可以在手机上使用，支持Windows、Mac以及Android、IOS操作系统，可以跨平台使用。

以上对本实用新型进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的装置及其核心思想；同时，对于本领域技术人员，依据本公开的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本公开的限制。

Claims (9)

1. 一种基于虚拟现实技术的远程智能浇花系统，其特征在于包括基站服务端和远程站客户端；其中：

所述基站服务端包括机械部分和控制部分；机械部分包括储水箱（1）、水泵（2）、水管（3）、电磁阀（4）和滴箭（5），水泵（2）放在储水箱（1）底部，电磁阀（4）一端通过水管（3）连接水泵（2），电磁阀（4）另一端通过水管（3）与滴箭（5）相连接，滴箭（5）连接到花盆；控制部分包括土壤温湿度传感器（6）、光照传感器（7）、Arduino开发板（8）、Arduino Ethernet网络扩展模块（9）、继电器（10）；土壤温湿度传感器（6）和光照传感器（7）连接到Arduino开发板（8）的AD模块输入端接口，Arduino开发板（8）DA模块输出端DO信号线连接继电器线圈接口，继电器（10）触点和电磁阀（4）连接。

所述远程站客户端包括PC（12）、手机（13）客户端；

所述基站服务端和远程站客户端通过Arduino Ethernet网络扩展模块(9)和无线路由器(11)进行数据传输；无线路由器(11)一端与Arduino Ethernet网络扩展模块（9）相连，无线路由器(11)另一端连接Internet网络；远程站客户端通过无线方式连接Internet网络，实现与基站服务端远程数据通信。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的远程智能浇花系统，其特征在于：所述Arduino开发板（8）处理和完成网络扩展模块（9）发送的指令，Arduino Ethernet网络扩展模块（9）作为客户端和服务端进行数据的交互。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于虚拟现实技术的远程智能浇花系统，其特征在于：所述Arduino开发板（8）为Arduino Uno R3。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于虚拟现实技术的远程智能浇花系统，其特征在于：所述Arduino Ethernet网络扩展模块（9）为以W5100为核心的Arduino Ethernet网络扩展模块。

5.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的远程智能浇花系统，其特征在于：

所述基站服务端部分，无线路由器通过互联网或局域网通信连接手机或PC客户端。

6.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的远程智能浇花系统，其特征在于：

所述基站控制器部分，预先设定不同花卉湿度阈值，根据实时检测土壤湿度检测值与阈值之间的偏差，独立控制花卉浇花模式。

7.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的远程智能浇花系统，其特征在于：

所述远程站部分， APP在PC端或手机上使用，支持Windows、Mac以及Android、IOS操作系统。

8.根据权利要求7所述的一种基于虚拟现实技术的远程智能浇花系统，其特征在于：

所述远程站客户端APP部分，采用3D Studio Max进行场景建模、渲染和加工，Unity 3D进行场景漫游、信息显示、远程控制和通信。

9.根据权利要求8所述的一种基于虚拟现实技术的远程智能浇花系统，其特征在于：

所述远程站客户端APP部分，通过在三维虚拟场景中拖动喷壶，自动触发浇水模式，实现虚拟场景远程控制和现场设备实时信息采集的交互。