CN213784549U - 基于物联网应用技术的智能雨水收集与盆景自动浇水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于物联网应用技术的智能雨水收集与盆景自动浇水系统，包括雨水收集部分、土壤灌溉部分、云平台；所述雨水收集部分和土壤灌溉部分通过水泵连接；所述云平台分别与雨水收集部分和土壤灌溉部分连接；所述雨水收集部分包括雨滴模块，所述雨滴模块上设置水位传感器，所述水位传感器内设置电路板，所述电路板上设置裸露的印刷平行线。本实用新型可以科学的进行雨水收集、自动灌溉、湿度监测、数据收集，所采用的系统适用面广泛，可适用于盆景、盆栽浇水、家庭庭院绿化浇水、雨水存储等。

Description

基于物联网应用技术的智能雨水收集与盆景自动浇水系统

技术领域

本公开属于雨水收集领域，具体涉及基于物联网应用技术的智能雨水收集与盆景自动浇水系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

水资源不足，以及使用量高且分配不均匀，会严重影响农业的发展，而对于发展中国家而言，智能农业是智慧经济主要的组成部分，是发展中国家实现经济发展后来居上、实现赶超战略的主要途径。1950年，在一些发达国家，通过一些计算机控制的电子设备，从而达到自动灌溉的目的，这样的系统在当时就已经得到了较大的发展。

北京农业工程大学以INTEL公司的8031系统单片机为核心研制了自动化灌溉系统，该系统为多通道土壤水分检测、多路控制灌溉的控制系统。一些多功能网络式自动灌溉方法及其装置，实现了定时、定量，根据土壤湿度，预先制定灌溉计划的灌水功能。然而这些自动灌溉系统由于造价高、专业性强而难以推广。本系统就是基于雨水收集和自动灌溉进行设计，并有造价低、功耗小、灵敏度高等特点。通过收集雨水进行自动灌溉，还可根据使用场合变更大小，是一个适合我国国情的、低成本的、易推广的自动灌溉系统，可大大增强农业智能化进程。

实用新型内容

为了改变现有的人工灌溉、管道喷灌、喷头微灌、滴灌等传统技术，本实用新型提供一种采用以单片机为主的集雨水收集、土壤灌溉、云平台、可视化与一身的自动化节能灌溉技术。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

基于物联网应用技术的智能雨水收集与盆景自动浇水系统，包括雨水收集部分、土壤灌溉部分、云平台；所述雨水收集部分和土壤灌溉部分通过水泵连接；所述云平台分别与雨水收集部分和土壤灌溉部分连接；所述雨水收集部分包括雨滴模块，所述雨滴模块上设置水位传感器，所述水位传感器内设置电路板，所述电路板上设置裸露的印刷平行线。

进一步，所述雨水收集部分还包括蓄水桶和桶盖，所述桶盖与舵机连接，所述舵机根据水位传感器的数值控制桶盖的开闭。

进一步，所述土壤灌溉部分包括控制装置，所述控制装置内设置ArduinoMEGA2560 R3开发板和WiFi-ESP8266扩展板。

进一步，所述云平台包括OneNET物联网开放平台、Yeelink平台。

进一步，所述云平台与可视化模块连接，所述可视化模块内设置LED1602 显示屏和IIC模块，所述LED1602显示屏包括温湿度显示区域和传感器当前状态区域。

进一步，所述舵机还包括舵盘和直流电机，所述舵盘上设置减速齿轮组，所述减速齿轮组连接直流电机，所述直流电机上设置控制电路板，所述控制电路板连接位置反馈电位计。

进一步，所述WiFi-ESP8266扩展板上设置WiFi模块、温湿度模块、蓝牙模块接口、OLED接口、GND接口、电压扩展口、继电器、指示灯、稳压电路、 I/O扩展。

进一步，所述水位传感器内设置水位识别检测模块，所述水位识别检测模块上有暴露的平行导线。

进一步，所述土壤灌溉部分还包括土壤温度计、电源线、硅胶水管。

进一步，所述土壤湿度计上设置土壤湿度监测探头和LM393电压比较器，所述土壤湿度监测探头上设置两个电极。

本实用新型的有益效果：

本实用新型可以科学的进行雨水收集、自动灌溉、湿度监测、数据收集，所采用的系统适用面广泛，可适用于盆景、盆栽浇水、家庭庭院绿化浇水、雨水存储等。系统可大可小，根据需求可随时变动，极其方便。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1是本公开的主体结构图；

其中，1、Arduino mega 2560R3主控制器；2、WiFi-ESP8266扩展版；3、雨滴模块；4、水位传感器；5、舵机；6、桶盖；7、土壤湿度计；8、2路继电器；9、水泵；10、Onenet云平台；11、Yeelink云平台；12、HC-05蓝牙； 13、IIC模块；14、LED1602显示屏。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了解决背景技术中提及的问题，本实用新型提供基于物联网应用技术的智能雨水收集与盆景自动浇水系统，如图一所示，包括雨水收集部分、土壤灌溉部分、云平台；所述雨水收集部分和土壤灌溉部分通过水泵9连接；所述云平台分别与雨水收集部分和土壤灌溉部分连接；所述雨水收集部分包括雨滴模块3，所述雨滴模块3上设置水位传感器4，所述水位传感器4内设置电路板，所述电路板上设置裸露的印刷平行线。

进一步，所述雨水收集部分还包括蓄水桶和桶盖6，所述桶盖6与舵机5连接，所述舵机5根据水位传感器4的数值控制桶盖6的开闭。

进一步，所述土壤灌溉部分包括控制装置，所述控制装置内设置ArduinoMEGA2560 R3开发板1和WiFi-ESP8266扩展板2。

进一步，所述云平台包括OneNET物联网开放平台10、Yeelink平台11。

进一步，所述云平台与可视化模块连接，所述可视化模块内设置LED1602 显示屏14和IIC模块13，所述LED1602显示屏14包括温湿度显示区域和传感器当前状态区域。

进一步，所述舵机5还包括舵盘和直流电机，所述舵盘上设置减速齿轮组，所述减速齿轮组连接直流电机，所述直流电机上设置控制电路板，所述控制电路板连接位置反馈电位计。

进一步，所述WiFi-ESP8266扩展板2上设置WiFi模块、温湿度模块、蓝牙模块接口、OLED接口、GND接口、电压扩展口、继电器、指示灯、稳压电路、 I/O扩展。

进一步，所述水位传感器4内设置水位识别检测模块，所述水位识别检测模块上有暴露的平行导线。

进一步，所述土壤灌溉部分还包括土壤湿度计7、电源线、硅胶水管。

进一步，所述土壤湿度计7上设置土壤湿度监测探头和LM393电压比较器，所述土壤湿度监测探头上设置两个电极。

作为一种实施方式，雨滴模块3根据天气状况进行检测，并转成数字信号输出；雨滴模块3通过电路板上一系列裸露的印刷平行线检测水量的大小，水量越多，就会有更多的导线被联通，随着导电的接触面积增大，输出的电压就会逐步上升，直接决定舵机的开关。

作为一种实施方式，舵机5的控制电路板接受来自信号线的控制信号，控制电机转动，在本系统中作为蓄水器盖子的开关。

作为一种实施方式，水位传感器4是一款简单易用、小巧轻便、性价比较高的水位识别检测传感器，通过具有一系列的暴露的平行导线线迹测量其水量大小从而判断水位，通过完成水量到模拟信号的转换，输出的模拟值可以直接被程序中函数所应用，达到水位报警的功效；低功耗、灵敏度是其又一大特点，用来检测接收到的雨水的水位。

作为一种实施方式，Arduino MEGA2560 R3开发板1是元器件的控制中心， Mega是一块以ATmega2560为核心的微控制器开发板，本身具有54组数字I/O input/output端(其中14组可做PWM输出)，16组模拟比输入端，4组UART (hardware serial ports)，使用16MHzcrystal oscillator。由于具有 bootloader，因此能够通过USB直接下载程序而不需经过其他外部读写器。供电部份可选择由USB直接提供电源，或者使用AC-to-DC adapter及电池作为外部供电。

作为一种实施方式，土壤湿度计7的作用是检测土壤中的湿度，它由土壤湿度检测探头和LM393电压比较器组成，是一个简易的水分传感器，可用于检测土壤的水分，原理是测量两个电极之间的导电性，即测量土壤的导电性，不同的导电性介电常数发生不同变化，然后经过LM393电压比较器进行进行转换加工，输出一个电压的模拟量。主控器通过AD转换器进行读取。在本系统中用来检测土壤的湿度，决定抽水泵的开关。

作为一种实施方式，OneNET物联网开放平台，是一个云端大数据处理后台，我们用其进行数据收集、检测等功能，它能够有效降低物联网应用开发和部署成本，满足物联网领域设备连接、协议适配、数据存储、数据安全、大数据分析等平台级服务需求。

工作原理：

Arduino MEGA2560 R3开发1与WiFi-ESP8266扩展板2相拼接，雨滴模块 3、2路继电器8、舵机5分别接入WiFi-ESP8266扩展板2的数字3、5、9串口；水位传感器4、土壤温度计7分别接入WiFi-ESP8266扩展板1的A0、A1串口；水泵9有两极，一极与水泵相连，另一极与电源相连；LED1602显示屏14与IIC 模块13相连，IIC模块13与接入WiFi-ESP8266扩展板2的SCL、SDA串口；HC-05 蓝牙串口模块的RX、TX引脚分别与接入WiFi-ESP8266扩展板2的TX、RX串口；以上各模块引脚与单片机串口相连均使用杜邦线。雨滴模块3可检测是否下雨，检测到下雨后，舵机5自动将桶盖转开，将雨水收集进桶。若水位传感器4表示水已满，舵机5旋转至桶盖关闭。若土壤湿度计7检测到土壤干燥，2路继电器8工作，水泵9开启，并自动在水桶内抽水，对土壤进行灌溉浇水。云平台的使用以OneNET物联网开放平台为主。通过电脑、手机等用户终端登入OneNET 物联网开放平台官网或APP，可以读到通过DHT11温湿传感器获得的温湿度数据，以及水位、土壤湿度、雨水状态等数据，这些数据可以得到长期存储，方便用户处理。同时通过该平台可对设备进行开启和关闭。数据上传与开关设备是依靠WiFi-ESP8266扩展板2，它可通过WiFi将数据上传至OneNET后台。还可利用蓝牙对设备进行开启关闭。使用Yeelink云平台11也可查看简单的数据图。硬件上也配有LED显示屏，可以实时的看到屏幕所显示的数据。数据包括温湿度、水位、土壤湿度、雨水状态、设备开启状态等，它可以查看当前最新数据。这样软硬件都可以实时收到数据，方便线上线下分别阅览。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.基于物联网应用技术的智能雨水收集与盆景自动浇水系统，其特征在于，包括：雨水收集部分、土壤灌溉部分、云平台；

所述雨水收集部分和土壤灌溉部分通过水泵连接；所述云平台分别与雨水收集部分和土壤灌溉部分连接；所述雨水收集部分包括雨滴模块，所述雨滴模块上设置水位传感器，所述水位传感器内设置电路板，所述电路板上设置裸露的印刷平行线。

2.如权利要求1所述的基于物联网应用技术的智能雨水收集与盆景自动浇水系统，其特征在于，雨水收集部分还包括蓄水桶和桶盖，所述桶盖与舵机连接，所述舵机根据水位传感器的数值控制桶盖的开闭。

3.如权利要求1所述的基于物联网应用技术的智能雨水收集与盆景自动浇水系统，其特征在于，所述土壤灌溉部分包括控制装置，所述控制装置内设置Arduino MEGA2560 R3开发板和WiFi-ESP8266扩展板。

4.如权利要求1所述的基于物联网应用技术的智能雨水收集与盆景自动浇水系统，其特征在于，所述云平台包括OneNET物联网开放平台、Yeelink平台。

5.如权利要求1所述的基于物联网应用技术的智能雨水收集与盆景自动浇水系统，其特征在于，所述云平台与可视化模块连接，所述可视化模块内设置LED1602显示屏和IIC模块，所述LED1602显示屏包括温湿度显示区域和传感器当前状态区域。

6.如权利要求2所述的基于物联网应用技术的智能雨水收集与盆景自动浇水系统，其特征在于，所述舵机还包括舵盘和直流电机，所述舵盘上设置减速齿轮组，所述减速齿轮组连接直流电机，所述直流电机上设置控制电路板，所述控制电路板连接位置反馈电位计。

7.如权利要求3所述的基于物联网应用技术的智能雨水收集与盆景自动浇水系统，其特征在于，所述WiFi-ESP8266扩展板上设置WiFi模块、温湿度模块、蓝牙模块接口、OLED接口、GND接口、电压扩展口、继电器、指示灯、稳压电路、I/O扩展。

8.如权利要求1所述的基于物联网应用技术的智能雨水收集与盆景自动浇水系统，其特征在于，所述水位传感器内设置水位识别检测模块，所述水位识别检测模块上有暴露的平行导线。

9.如权利要求1所述的基于物联网应用技术的智能雨水收集与盆景自动浇水系统，其特征在于，所述土壤灌溉部分还包括土壤湿度计、电源线、硅胶水管。

10.如权利要求9所述的基于物联网应用技术的智能雨水收集与盆景自动浇水系统，其特征在于，所述土壤湿度计上设置土壤湿度监测探头和LM393电压比较器，所述土壤湿度监测探头上设置两个电极。

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