CN207352424U - 智能绿植浇灌系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能绿植浇灌系统,包括物联网网关，物联网网关内设有第一微处理器，第一微处理器外侧连接有存贮电路、I/O控制接口电路、继电器、电量能耗检测单元、NB‑IoT模组和电源模块，NB‑IoT模组一端连接有云服务平台，I/O控制接口电路上设有传感器接口和多个控制接口，传感器接口一端连接有智能传感器模组，多个控制接口一端分别连接有智慧补光模组和受控滴灌模组5。本实用新型可以同时控制多个浇灌系统对绿植墙进行浇灌和补光，并能够根据绿植墙的环境数据实时改变系统的工作参数，结构简单、浇灌效果好。

Description

智能绿植浇灌系统

技术领域

本实用新型涉及一种浇灌系统，特别是一种智能绿植浇灌系统。

背景技术

绿植墙是一种适用于建筑内外墙体的垂直绿化装饰，以达到美化环境、调节温度、净化空气的作用；而绿植墙所在的外部环境通常无法充分满足绿植墙生长所需求的光照和水源，需要通过浇灌系统对绿植墙进行补光和补水工作来促进绿植墙的生长。但目前市面上并没有一种针对绿植墙浇灌的智能控制系统，而常规的浇灌系统无法有效检测绿植墙各个位置的生长情况并做出相应变化，导致绿植墙在生长时出现长势参差不齐的现象，降低了绿植墙的观赏性和功能性；并且在常规的浇灌系统中一个控制平台只能控制一套浇灌设备，导致整个浇灌系统的结构繁杂，控制和维护难度较大。因此，现有的浇灌系统存在浇灌效果差、结构繁杂的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种智能绿植浇灌系统。它能够同时控制多个浇灌设备，结构简单、浇灌效果好。

本实用新型的技术方案：智能绿植浇灌系统，包括物联网网关，物联网网关内设有第一微处理器，第一微处理器外侧连接有存贮电路、I/O控制接口电路、继电器、电量能耗检测单元、NB-IoT模组和电源模块，NB-IoT模组无线连接有云服务平台，I/O控制接口电路上设有传感器接口和多个控制接口，传感器接口一端连接有智能传感器模组，多个控制接口一端分别连接有智慧补光模组和受控滴灌模组。

前述的智能绿植浇灌系统中，所述智能传感器模组包括第二微处理器，第二微处理器外侧连接有传感器、检测电路、第一电源电路和通信接口。

前述的智能绿植浇灌系统中，所述智慧补光模组包括可自由旋转的控制云台，控制云台两侧设有LED照明模块，控制云台内设有控制主板和云台控制单元；所述控制主板包括第三微处理器，第三微处理器外侧连接有云台控制接口、光源控制电路、DALI数字调光模块、DMX512调色模块和电源电路；所述控制主板经云台控制接口连接云台控制单元，所述LED照明模块内设有与DALI数字调光模块和DMX512调色模块配合的RGB3基色LED强光补光单元。

前述的智能绿植浇灌系统中，所述受控滴灌模组包括设置在绿植根部外侧的渗灌管、滴灌管和灌水器，渗灌管、滴灌管和灌水器上均设有控制阀门，控制阀门上设有ZigBee无线通信模块。

前述的智能绿植浇灌系统中，所述第一微处理器、第二微处理器和第三微处理器均为由MCU和ZigBee无线通信模块组成的一体化芯片。

前述的智能绿植浇灌系统中，所述第一微处理器的MCU内设有编码单元、解码单元和RTC实时时钟。

与现有技术相比，本实用新型通过NB-IoT模组连接云服务平台和物联网网关，使云服务平台可以同时将指令无线输送给多个物联网网关，物联网网关通过第一微处理器内的ZigBee无线通信模块分别连接智能传感器模组、智慧补光模组和受控滴灌模组，使物联网网关可以按照云服务平台的指令控制智慧补光模组和受控滴灌模组进行浇灌和补光工作；当智慧补光模组和受控滴灌模组工作时，智能传感器模组可以收集绿植墙各位置的温度、湿度、二氧化碳、甲醛、TVOC、PM2.5/10、光照强度、土壤肥力等环境指标参数，并将参数经物联网网关实时传递给云服务平台，使云服务平台可以按照绿植墙的生长情况对智慧补光模组和受控滴灌模组的工作参数进行控制更改，从而保证绿植墙各个位置的生长情况保持统一，浇灌效果较好；并且通过连接智能传感器模组、智慧补光模组和受控滴灌模组的传感器接口和多个控制接口，可以实现物联网网关和各模块之间的本地连接，使系统在断网时能够稳定工作。此外，本实用新型通过DALI数字调光模块、DMX512调色模块和RGB3基色LED强光补光单元的配合，使智慧补光模组可以根据与绿植墙之间的光照距离改变LED照明模块的光谱颜色和光照强度，从而使LED照明模块能够对不同位置的绿植墙起到相同的补光效果，进一步提高了浇灌系统的浇灌效果；通过物联网网关内的电量能耗检测单元，可以有效检测智慧补光模组和受控滴灌模组在工作时的电压、电流等工作参数，方便故障设备的维护和排查工作。所以，本实用新型能够同时控制多个浇灌设备，结构简单、浇灌效果好。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是智慧补光模组的外形图。

附图中的标记为：1-物联网网关，101-第一微处理器，102-存贮电路，103-I/O控制接口电路，104-继电器，105-电量能耗检测单元，106-NB-IoT模组，107-电源模块，108-传感器接口，109-控制接口，2-云服务平台，3-智能传感器模组，301-第二微处理器，302-传感器，303-检测电路，304-第一电源电路，305-通信接口，4-智慧补光模组，401-控制云台，402-LED照明模块，403-控制主板，404-云台控制单元，405-第三微处理器，406-云台控制接口，407-光源控制电路，408-DALI数字调光模块，409-DMX512调色模块，410-第二电源电路，411-RGB3基色LED强光补光单元，5-受控滴灌模组。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例。智能绿植浇灌系统，构成如图1和2所示，包括物联网网关1，物联网网关1内设有第一微处理器101，第一微处理器101外侧连接有存贮电路102、I/O控制接口电路103、继电器104、电量能耗检测单元105、NB-IoT模组106和电源模块107，电源模块107为ACDC电源模块，NB-IoT模组106无线连接有云服务平台2，I/O控制接口电路103上设有传感器接口108和多个控制接口109，传感器接口108一端连接有智能传感器模组3，多个控制接口109一端分别连接有智慧补光模组4和受控滴灌模组5。

所述智能传感器模组3包括第二微处理器301，第二微处理器301外侧连接有传感器302、检测电路303、第一电源电路304和通信接口305。

所述智慧补光模组4包括可自由旋转的控制云台401，控制云台401两侧设有LED照明模块402，控制云台401内设有控制主板403和云台控制单元404；所述控制主板403包括第三微处理器405，第三微处理器405外侧连接有云台控制接口406、光源控制电路407、DALI数字调光模块408、DMX512调色模块409和电源电路410；所述控制主板403经云台控制接口406连接云台控制单元404，所述LED照明模块402内设有与DALI数字调光模块408和DMX512调色模块409配合的RGB3基色LED强光补光单元411。

所述受控滴灌模组5包括设置在绿植根部外侧的渗灌管、滴灌管和灌水器，渗灌管、滴灌管和灌水器上均设有控制阀门，控制阀门上设有ZigBee无线通信模块。

所述第一微处理器101、第二微处理器301和第三微处理器405均为由MCU和ZigBee无线通信模块组成的一体化芯片，其中第一微处理器101通过UART串口与NB-IoT模组106连接，通过AT指令方式与云服务平台2实现数据传输。

所述第一微处理器101的MCU内设有编码单元、解码单元和RTC实时时钟。

本实用新型的工作原理：本实用新型将物联网网关1、智能传感器模组3、智慧补光模组4和受控滴灌模组5安装到位后，经NB-IoT模组106连接物联网网关1和云服务平台2，NB-IoT模组106可选用利尔达NB05-01超小尺寸NB-IoT模组，该模组基于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，降低了系统的通信费用并具有较高的稳定性和抗干扰性，云服务平台2系统采用B/S结构(浏览器/服务器结构)，可以同时控制多个物联网网关1，从而提高了系统的运营效率，方便系统维护并降低系统的运营成本；云服务平台2连接后用户可以注册登录，获取相应的权限，同时开启物联网网关1、智能传感器模组3、智慧补光模组4和受控滴灌模组5的电源，并设置初始化参数；参数输入后云服务平台2将参数输送给物联网网关1，物联网网关1内的第一微处理器101收到指令后经存贮电路102对参数进行存储，并通过第一微处理器101内的ZigBee无线通信模块将指令通过无线输送给智慧补光模组4和受控滴灌模组5内的ZigBee无线通信模块；并且物联网网关1内还通过传感器接口108和多个控制接口109物理连接智能传感器模组3、智慧补光模组4和受控滴灌模组5，使第一微处理器101可以在存贮电路102将参数存储后对各功能模组实现本地控制，使物联网网关1断网后依然可以稳定控制各功能模组的运行；智慧补光模组4和受控滴灌模组5收到指令后控制LED照明模块402和控制阀门对绿植墙进行补光和补水工作，为绿植墙提供生长所需的光照、水源、环境温度和湿度，智慧补光模组4和受控滴灌模组5在工作时，电量能耗检测单元105可以对智慧补光模组4和受控滴灌模组5的电流、电压等各工作参数进行检测，从而保证各模组的稳定运行并方便了系统的维护工作；物联网网关内1还设有RTC实时时钟，通过RTC实时时钟可以使第一微处理器101与云服务平台2预设的时间组进行比对，在预订时间到达时开启或关闭对应的继电器4，使智慧补光模组4和受控滴灌模组5停止工作，从而实现了对各功能模组的延时控制。

当智慧补光模组4和受控滴灌模组5在工作时，智能传感器模组3可以有效检测绿植墙温度、湿度、二氧化碳、甲醛、TVOC(总挥发性有机物)、PM2.5/10、光照强度、土壤肥力等环境指标参数，并将参数经ZigBee无线通信模块传递给第一微处理器101，第一微处理器101收到后通过解码单元和编码单元对各传感数据进行解码和编码，使传感数据转化为云服务平台2可以接收的电信号，第一微处理器101经NB-IoT模组将转化后的数据传送给云服务平台2，云服务平台2可以根据实时的环境参数经物联网网关1对智慧补光模组4和受控滴灌模组5下达指令，智慧补光模组4收到指令后经云台控制接口406输送给云台控制单元404，通过云台控制单元404使控制云台401和LED照明模块402转动至合适位置，并经光源控制电路407控制LED照明模块402对绿植墙进行补光工作；LED照明模块402在补光时，DALI数字调光模块408可以通过MCU的PWM调制方式来改变LED照明模块402的电流，从而实现对LED照明模块402的亮度控制；DMX512调色模块409可以通过三路PWM分别控制RGB3基色LED强光补光单元411中的RGB灯光的亮暗，使RGB灯光能够组合出千变万化的颜色，从而实现LED照明模块402的调色效果；使LED照明模块402能够最大化的提高其光照范围内的绿植墙的补光效果；受控滴灌模组5上的ZigBee无线通信模块收到指令后可以经控制阀门改变渗灌管、滴灌管和灌水器的水量输出，从而使绿植墙的各环境参数能够维持在适宜的范围内，保证绿植墙的稳定生长。

Claims (6)

1.智能绿植浇灌系统，其特征在于：包括物联网网关(1)，物联网网关(1)内设有第一微处理器(101)，第一微处理器(101)外侧连接有存贮电路(102)、I/O控制接口电路(103)、继电器(104)、电量能耗检测单元(105)、NB-IoT模组(106)和电源模块(107)，NB-IoT模组(106)无线连接有云服务平台(2)，I/O控制接口电路(103)上设有传感器接口(108)和多个控制接口(109)，传感器接口(108)一端连接有智能传感器模组(3)，多个控制接口(109)一端分别连接有智慧补光模组(4)和受控滴灌模组(5)。

2.根据权利要求1所述的智能绿植浇灌系统，其特征在于：所述智能传感器模组(3)包括第二微处理器(301)，第二微处理器(301)外侧连接有传感器(302)、检测电路(303)、第一电源电路(304)和通信接口(305)。

3.根据权利要求1所述的智能绿植浇灌系统，其特征在于：所述智慧补光模组(4)包括可自由旋转的控制云台(401)，控制云台(401)两侧设有LED照明模块(402)，控制云台(401)内设有控制主板(403)和云台控制单元(404)；所述控制主板(403)包括第三微处理器(405)，第三微处理器(405)外侧连接有云台控制接口(406)、光源控制电路(407)、DALI数字调光模块(408)、DMX512调色模块(409)和电源电路(410)；所述控制主板(403)经云台控制接口(406)连接云台控制单元(404)，所述LED照明模块(402)内设有与DALI数字调光模块(408)和DMX512调色模块(409)配合的RGB3基色LED强光补光单元(411)。

4.根据权利要求1所述的智能绿植浇灌系统，其特征在于：所述受控滴灌模组(5)包括设置在绿植根部外侧的渗灌管、滴灌管和灌水器，渗灌管、滴灌管和灌水器上均设有控制阀门，控制阀门上设有ZigBee无线通信模块。

5.根据权利要求1所述的智能绿植浇灌系统，其特征在于：所述第一微处理器(101)、第二微处理器(301)和第三微处理器(405)均为由MCU和ZigBee无线通信模块组成的一体化芯片。

6.根据权利要求5所述的智能绿植浇灌系统，其特征在于：所述第一微处理器(101)的MCU内设有编码单元、解码单元和RTC实时时钟。