CN206573898U - 植物智能养护终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种植物智能养护终端，设置在室内养护仓中，包括主控器、无线通信设备、监测设备、电源和继电器；所述无线通信设备、电源和继电器分别与主控器相连接；所述继电器包括第一继电器和第二继电器；所述第一继电器和所述第二继电器可以与卷帘驱动电机、排风电机、灌溉水泵和补光设备中的任意两种设备或其中一种的两个设备相连接；利用单片机控制继电器实现对光照、浇水、通风等各大系统进行统一控制；减少了人力成本的投入，自动化程度高，利用多种传感器进行全方位监控和探测，实现了测控一体，能准确为用户提供探测数据，方便用户根据探测的参数自行设定植被生长环境。
Description
技术领域
本实用新型涉及植物种植养护技术领域，特别涉及一种植物智能养护终端。
背景技术
当前工业化的发展，使得农田的周边出现了许多工厂，由于环境管理的不完善，某些工厂直接排污导致空气及土壤污染，因此，室外种植的蔬菜往往带有重金属或其他含有有毒的化学物质；另外，由于种植不够科学，导致农药喷洒过量，从而残留到蔬菜中，这些蔬菜被人食用后会留存于身体内难以排出，从而影响人的健康。
现今出现许多大棚及室内种植，但是这些种植方式在浇水、施肥以及光照等程序均需要人工操作，各个生产环节需要分工并且实时观察确保生产环境符合植物的生长需要。虽然生产出来的蔬菜受外界环境污染程度少，但是，其生产过程需要大量的人力物力，劳动强度大，而且由于其与室外环境隔离而得不到太阳光，因此需要耗费大量的电能产生补光设备，以使植物满足长时间的光照，同时一般温室还要配备换气系统、灌溉系统，投入成本大，无法实现统一调控。
因此，需要一种节能环保、自动化程度高，有效控制种植环境，提高种植密度，无污染，并有效降低农业生产成本，提高生产效益的植物智能养护终端。
实用新型内容
本实用新型的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。
为此，本实用新型的一个目的在于提出一种植物智能养护终端，减少能源损耗，实现测控一体化，既能实现自动化智能调控，又能利用无线通信实现远程控制；减少人工成本，提高生产效率；满足市场需求。
为了实现上述目的，本实用新型一方面的实施例提供一种植物智能养护终端，设置在室内养护仓中包括：包括：主控器、无线通信设备、监测设备、电源和继电器；所述无线通信设备、电源和继电器分别与主控器相连接；
所述电源分别与无线通信设备、主控器的电源端连接，所述主控器分别与无线通讯设备、监测设备、继电器连接，所述无线通讯设备包括多种通信模块，每个通讯模块都与所述主控器连接，所述监测设备包括多种传感器，每个传感器与所述主控器连接，所述继电器与多种外部设备连接，所述继电器设有多个；每个所述继电器分别与所述主控器连接，每个所述继电器与多种外部设备连接。
优选的，所述传感器至少包括仓内温湿度传感器、空气温湿度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、光照传感器中一种或多种传感器，每种传感器分别与主控器连接，其中，所述仓内温湿度传感器设置于温室内部，所述空气温湿度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、光照传感器设置于温室内种植区。
进一步，所述无线通信设备至少包括WIFI模块、GPRS模块、蓝牙模块，所述WIFI模块、所述GPRS模块、所述蓝牙模块分别与主控器连接，并利用天线通过通信基站分别连接移动通信终端。
进一步，所述主控器包括主控芯片、时钟电路单元、稳压电路单元；所述时钟电路单元、所述稳压电路单元分别与所述主控芯片连接，所述主控芯片分别与无线通讯模块、继电器和监测设备连接。
进一步，所述时钟电路单元包括第一晶振、第三电容、第四电容；所述主控芯片的型号STC12LE5A60S2；所述主控芯片的第一时钟管脚和第二时钟管脚之间串联晶振，所述晶振的两端分别连接第三电容和第四电容的一端；所述第三电容和第四电容的另一端接地。
进一步，所述稳压电路单元包括稳压芯片、第十五电阻、第十四电阻、第一保险丝；所述稳压芯片的型号为MIC29302BU；所述稳压芯片的使能管脚通过第十三电阻连接主控芯片的I/O管脚；所述稳压芯片的输入管脚接第一电压源；所述稳压芯片的输出端连接第十四电阻和第一保险丝的一端，所述第十四电阻的另一端串联第十五电阻接地；所述第一保险丝的另一端连接第二电压源。
优选的，每个所述继电器还连接电压转换单元和开关控制单元；所述电压转换单元接入市电；所述开关控制单元与主控器连接；所述电压转换单元的输出端连接每个继电器的输入端；所述开关控制单元连接每个继电器的控制端。
优选的，与所述继电器连接的外部设备至少为卷帘驱动电机、排风电机、灌溉水泵电机、补光设备中的一种或多种；每个继电器连接一个或多个所述外部设备的开关；
所述卷帘驱动电机的控制端连接与所述卷帘驱动电机对应的继电器的输出端，所述排风电机的控制端连接与所述卷帘驱动电机对应的继电器的输出端。
优选的，每个所述外部设备有一个或多个开关，与该外部设备连接的继电器连接到该外部设备的一个或多个开关。
优选的，所述无线通信设备中WIFI模块采用型号为ESP8266的芯片；GPRS模块采用的芯片型号为Sim800C；蓝牙模块采用的芯片型号为Sim800；其中Sim800芯片同时具备GPRS和蓝牙功能。
本实用新型提供的一种植物智能养护终端，相比于传统的室内养护装置至少具有以下优点：
1、智能养护终端利用单片机控制继电器实现对光照、浇水、通风等各大系统进行统一控制；减少了人力成本的投入，自动化程度高。
2、利用多种传感器进行全方位监控和探测，实现了测控一体，能准确为用户提供探测数据，方便用户根据探测的参数自行设定植被生长环境。
3、本实用新型提供的植物智能养护终端，同时具备数据采集和控制功能，并可以连接到服务器，根据用户设定的策略进行控制，更加符合植物生长要求的环境。
本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本实用新型实施例提供的一种植物智能养护终端的电路连接框图；
图2为本实用新型实施例一种植物智能养护终端的电路的主控器电路原理图；
图3为本实用新型实施例一种植物智能养护终端的电路的继电器电路原理图；
图4为本实用新型实施例一种植物智能养护终端的电路的继电器电路原理图；
附图标记：1、主控器，2、无线通信设备，201、WIFI模块，202、GPRS模块，203、蓝牙模块，3、监测设备，301、仓内湿度传感器，302、空气温湿度传感器，303、土壤温度传感器，304、土壤湿度传感器，305、光照传感器，4、电源，5、继电器，501、第一继电器，502、第二继电器,503、卷帘驱动电机，504、排风电机，505、灌溉水泵，506、补光设备。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
如图1所示，本实用新型实施例提供的一种植物智能养护终端，设置在室内养护仓中，包括主控器1、无线通信设备2、监测设备3、电源4和继电器5；所述无线通信设备2、电源4和继电器5分别与主控器1相连接；所述继电器5设有第一继电器501和第二继电器502；第一继电器501和第二继电器502可以与卷帘驱动电机503、排风电机504、灌溉水泵505和补光设备506中的任意一种或两种设备相连接；
在本实用新型的一个实施例中，第一继电器501与卷帘驱动电机503和排风电机504相连接；第二继电器502与灌溉水泵505和补光设备506相连接；所述第二继电器502还连接加热器，当养护仓内温度过低时，可以开启加热器进行加热。
如图1所示，第一继电器501和第二继电器502与多种设备之间的虚线连线表示多种实施方案；也就是说这里第一继电器501和第二继电器502连接的设备可以任意组合；为了避免重复控制，当第一继电器选取两种设备进行连接控制后，第二继电器在电路连接时应首先选取其他设备；根据受控设备数量的需要；第一继电器和第二继电器在电路连接时，也可以连接一种设备的多个；例如补光设备506设有多个，则在上述实施例中第二继电器502可以连接多个补光设备506。
如图2所示所述主控器1包括主控芯片U1、时钟电路单元、稳压电路单元；所述时钟电路单元、稳压电路单元分别与主控芯片连接；所述主控芯片的型号STC12LE5A60S2；所述时钟电路单元包括第一晶振Y1、第三电容C3、第四电容C4；所述主控芯片U1的第一时钟管脚XTAL1和第二时钟管脚XTAL2之间串联晶振Y1，所述晶振Y1的两端分别连接第三电容C3和第四电容C4的一端；所述第三电容C3和第四电容C4的另一端接地。
所述稳压电路单元包括稳压芯片U3、第十五电阻R15、第十四电阻R14、第一保险丝F1；所述稳压芯片U3的型号为MIC29302BU；所述稳压芯片U3的使能管脚通过电阻R58连接主控芯片U1的P0.4管脚；所述稳压芯片U3的输入管脚接12V VCC；所述稳压芯片U3的输出端连接第十四电阻R14和第一保险丝F1的一端，所述第十四电阻R14的另一端串联第十五电阻R15接地；所述第一保险丝F1的另一端连接4.2V VCC。
所述监测设备3包括仓内温湿度传感器301、空气温湿度传感器302、土壤温度传感器303、土壤湿度传感器304、光照传感器305；所述监测设备3中的上述各个传感器分别与主控芯片连接。监测设备中所述仓内温湿度传感器和空气温湿度传感器均采用型号为DHT11的温湿度采集芯片；所述土壤温度传感器采用型号为DS18B20的芯片，所述光照传感器采用型号为BH1750的芯片。
所述继电器5连接电压转换单元和开关控制单元；所述电压转换单元接入市电；将220V交流电转换成直流电，所述开关控制单元与主控芯片连接；所述电压转换单元的输出端连接第一继电器和第二继电器的输入端；具体地所述开关控制单元连接第一继电器和第二继电器的的第一控制端。所述电压转换单元包括第一熔断器F2、电压转换芯片U6；所述电压转换芯片U6型号为AC220N，所述电压转换芯片U6的第一交流输入端连接第一熔断器F2；AC220N芯片是将220V的交流电通过内部转换成12V的直流电输出；所述电压转换芯片U6的第二交流输入端分别连接第一继电器501和第二继电器502的插座；所述第一继电器501和第二继电器502采用型号为SRD-05VDC-SL-C的继电器；第一继电器501和第二继电器502的第一控制端分别连接开关控制单元。
如图3所示，下面以第一继电器501的开关控制单元为例具体说明继电器的控制过程。
所述开关控制单元包括二极管DS1、二极管D3、电阻R6和三极管Q1；所述二极管DS1的阳极和二极管D3阴极同时连接到电压转换芯片U6的12V电压输出端；12V电压输出端同时连接第一继电器501的电压输入端；二极管DS1的阴极连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接二极管D3阳极，同时还连接三级管Q1的集电极；三级管Q1的基极连接主控芯片U1的I/O接口即P2.3管脚；三级管Q1的发射极接地。
所述电源4包括4路隔离电源，每路隔离电源分别为WIFI模块201、GPRS模块202、蓝牙模块203和主控器1进行供电。
所述无线通信设备2包括WIFI模块201、GPRS模块202、蓝牙模块203；所述WIFI模块201、GPRS模块202、蓝牙模块203通过通信基站分别连接移动通信终端；常用的移动通信终端例如手机等；通过各个模块与移动通信终端相连，利用移动通信终端查看监测数据同时发送控制指令到主控器1进行控制；实现信息交互。所述无线通信设备中WIFI模块采用型号为ESP8266的芯片；GPRS模块采用的芯片型号为Sim800C；蓝牙模块采用的芯片型号为Sim800。其中Sim800芯片同时具备GPRS和蓝牙功能。
如图4所示，以WIFI模块201为例详细说明该模块的具体实施过程；图中WIFI模块201包括WIFI芯片U3和与其相对应的天线芯片IC1，均采用ESP8266的芯片；所述WIFI芯片U3的GPIO16/WAKE管脚与WIFI模块中天线芯片IC1的GPIO16管脚相连接；所述WIFI芯片U3的使能控制端EN管脚与主控芯片U1的P3.7管脚相连接；所述WIFI芯片U3的通信管脚例如TX管脚、RX管脚分别与主控芯片U1的通信管脚相连接。
根据本实用新型上述实施例提供的植物智能养护终端。在使用时，根据经验值编写程序并下载至单片机中即主控芯片U1中，电源供电，开始工作，各个传感器(仓内温湿度传感器，空气温湿度传感器，土壤温度传感器，土壤湿度传感器，光照传感器)探测相应的温度、湿度、光照强度等数据；当探测的数据超过预定值或者用户发现需要进行手动干预时；通过移动通信终端即手机或平板电脑，发送控制指令，利用手机连接养护终端的WIFI模块/GPRS模块或者蓝牙模块，WIFI/GPRS/蓝牙模块将控制指令发送至主控芯片U1，主控芯片根据控制指令控制继电器的通断。
具体地，当光照传感器探测到光照强度低于预设值时，主控芯片U1控制第一继电器501将控制卷帘驱动电机的导通，卷帘提升起来，使植物获得自然光；反之当光照强度高于预设值时，可以控制卷帘驱动电机将卷帘下拉，遮挡养护仓，使植物减少自然光损伤，减少蒸腾；或者通过手机发送指令控制第二继电器502控制开启照明，实现人工补充补光设备。
当仓内温湿度传感器、空气温湿度传感器探测到仓内植物生长环境，当仓内温度过低时或者土壤温度传感器303探测到土壤温度过低时；主控芯片U1通过第二继电器502控制加热器进行加热；当温度过高时主控芯片U1通过第一继电器501控制排风电机进行排风；当养护仓内湿度过低时或者土壤湿度传感器304探测到土壤湿度太低时，主控芯片U1通过第二继电器502控制灌溉水泵进行灌溉；当湿度太高时主控芯片U1控制第一继电器501控制排风电机，进行通风。
利用单片机控制继电器实现对光照、浇水、通风等各大系统进行统一控制；减少了人力成本的投入，自动化程度高。利用多种传感器进行全方位监控和探测，实现了测控一体，能准确为用户提供探测数据，方便用户根据探测的参数自行设定植被生长环境。本实用新型提供的植物智能养护终端，同时具备数据采集和控制功能，并可以连接到服务器，根据用户设定的策略进行控制，更加符合植物生长要求的环境。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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实用新型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。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (10)
1.一种植物智能养护终端，其特征在于，包括：主控器、无线通信设备、监测设备、电源和继电器；所述无线通信设备、电源和继电器分别与主控器相连接；
所述电源分别与无线通信设备、主控器的电源端连接，所述主控器分别与无线通讯设备、监测设备、继电器连接，所述无线通讯设备包括多种通信模块，每个通讯模块都与所述主控器连接，所述监测设备包括多种传感器，每个传感器与所述主控器连接，所述继电器与多种外部设备连接，所述继电器设有多个；每个所述继电器分别与所述主控器连接，每个所述继电器与多种外部设备连接。
2.根据权利要求1所述的植物智能养护终端，其特征在于，所述传感器至少包括仓内温湿度传感器、空气温湿度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、光照传感器中一种或多种传感器，每种传感器分别与主控器连接，其中，所述仓内温湿度传感器设置于温室内部，所述空气温湿度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、光照传感器设置于温室内种植区。
3.根据权利要求2所述的植物智能养护终端，其特征在于，所述无线通信设备至少包括WIFI模块、GPRS模块、蓝牙模块，所述WIFI模块、所述GPRS模块、所述蓝牙模块分别与主控器连接，并利用天线通过通信基站分别连接移动通信终端。
4.根据权利要求3所述的植物智能养护终端，其特征在于，所述主控器包括主控芯片、时钟电路单元、稳压电路单元；所述时钟电路单元、所述稳压电路单元分别与所述主控芯片连接，所述主控芯片分别与无线通讯模块、继电器和监测设备连接。
5.根据权利要求4所述的植物智能养护终端，其特征在于，所述时钟电路单元包括第一晶振、第三电容、第四电容；所述主控芯片的型号STC12LE5A60S2；所述主控芯片的第一时钟管脚和第二时钟管脚之间串联晶振，所述晶振的两端分别连接第三电容和第四电容的一端；所述第三电容和第四电容的另一端接地。
6.根据权利要求4所述的植物智能养护终端，其特征在于，所述稳压电路单元包括稳压芯片、第十五电阻、第十四电阻、第一保险丝；所述稳压芯片的型号为MIC29302BU；所述稳压芯片的使能管脚通过第十三电阻连接主控芯片的I/O管脚；所述稳压芯片的输入管脚接第一电压源；所述稳压芯片的输出端连接第十四电阻和第一保险丝的一端，所述第十四电阻的另一端串联第十五电阻接地；所述第一保险丝的另一端连接第二电压源。
7.根据权利要求1所述的植物智能养护终端，其特征在于，每个所述继电器还包括电压转换单元和开关控制单元；所述电压转换单元接入市电；所述开关控制单元与主控器连接；所述电压转换单元的输出端连接每个继电器的输入端；所述开关控制单元连接每个继电器的控制端；
所述继电器还包括电压转换单元、开关控制单元，所述电压转换单元的输入端接市电，所述电压转换单元的输出端接每个继电器的电源端，所述开关控制单元接每个继电器的控制端。
8.根据权利要求1所述的植物智能养护终端，其特征在于，与所述继电器连接的外部设备至少为卷帘驱动电机、排风电机、灌溉水泵电机、补光设备中的一种或多种；每个继电器连接一个或多个所述外部设备的开关；
所述卷帘驱动电机的控制端连接与所述卷帘驱动电机对应的继电器的输出端，所述排风电机的控制端连接与所述卷帘驱动电机对应的继电器的输出端。
9.根据权利要求8所述的植物智能养护终端，其特征在于，每个所述外部设备有一个或多个开关，与该外部设备连接的继电器连接到该外部设备的一个或多个开关。
10.根据权利要求2所述的植物智能养护终端，其特征在于，所述无线通信设备中WIFI模块采用型号为ESP8266的芯片；GPRS模块采用的芯片型号为Sim800C；蓝牙模块采用的芯片型号为Sim800；其中Sim800芯片同时具备GPRS和蓝牙功能。
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| CN201720214466.0U Expired - Fee Related CN206573898U (zh) | 2017-03-07 | 2017-03-07 | 植物智能养护终端 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108052126A (zh) * | 2018-01-04 | 2018-05-18 | 广州海睿信息科技有限公司 | 一种多传感器融合的大棚卷帘机智能控制系统和方法 |
| CN108643779A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-10-12 | 赵隽逸 | 一种适用于家庭生活用智能窗 |
| CN108681356A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-10-19 | 阜阳昂科丰光电科技有限公司 | 一种集装箱植物工厂综合控制系统 |
| WO2020044080A1 (zh) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | 苏贵生 | 土培植物的养护辅助方法及装置 |
| WO2024036673A1 (zh) * | 2022-08-15 | 2024-02-22 | 深圳市美志光电技术有限公司 | 智能排插及植物监测控制方法 |
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2017
- 2017-03-07 CN CN201720214466.0U patent/CN206573898U/zh not_active Expired - Fee Related
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