專利名稱：新型簡易智能花卉滴灌裝置的制作方法
技術領域：
本發明技術領域為微型控制系統、土壤濕度檢測器、景觀魚缸領域。具體為濕度自動感知并利用景觀魚缸水源實施自動滴灌領域。
背景技術：
滴灌技術是世界上最先進的節水灌溉技術之一，目前以色列、美國、日本等正大力推廣滴灌、微灌等節水灌溉技術，并已取得了可觀的自然和經濟效益。滴灌技術是通過管道系統與安裝在管道末端的灌水器如滴頭、微噴頭等，將有壓水按作物的實際耗水，適時、適量地對作物根部土壤進行灌水的一種先進灌溉方法。滴灌比地面灌溉省水75%，比噴灌省水30%。目前在普通家庭中對于花卉的澆灌主要采用人工澆灌方式，其缺點為當盆景長期無人照看時，無法及時準確感知花卉的缺水狀況并為其灌溉，造成植物枯萎。除此之外，人工澆灌的方式并不節水，利用率不高，同時也可能因過度澆灌而造成花卉土壤濕度過大，阻礙其正常生長。市面現存的智能澆灌并不美觀實用且無法做到水資源的循環利用。
發明內容本發明的主要目的在于提供了一種新型智能節水花卉滴灌裝置，這種滴灌裝置根據土壤濕度傳感器FDS-100實時采集到的數據，經由單片機對數據進行處理，最后判斷是否開啟或關閉水泵滴灌。一方面，起到實時感知節水的功能，并在花卉需要水分的時候及時補充水分，有效滿足了花卉的供水需求；另一方面，實現了自動化的澆灌，當花卉長期無人照看時，單片機智能控制滴灌，有效消除了人工澆灌的繁瑣。本發明的技 術方案為:新型簡易智能花卉滴灌裝置由單片機控制模塊1，移動控制端2，顯示模塊3，云端服務器4，土壤濕度傳感器5、7、9，水泵6、8、10，景觀魚缸11以及滴灌設備12、13、14組成。土壤濕度傳感器5、7、9與水泵6、8、10通過導線與單片機控制模塊I相連，滴灌水管12、13、14通過水泵6、8、10與景觀魚缸11相連。單片機控制模塊I與顯示模塊3安裝在特定的塑料材質的盒子內，便于移動與觀察顯示數據。土壤濕度傳感器5、7,9將采集到的土壤濕度數據實時傳送給單片機控制模塊1，顯示模塊3將這些數據實時顯示出來，單片機控制模塊I通過對數據的分析處理，判斷是否開啟或關閉水泵6、8、10來控制花卉滴灌。同時，單片機控制模塊I將這些數據上傳到云端服務器4，并為移動控制端2提供查詢接口。此外，移動控制端2也能通過單片機控制模塊I對水泵6、8、10進行遠程控制。其特征在于安裝簡易，環保節能，有效的提高水資源的利用率，同時將繁瑣、低效人工澆灌替換為簡易、高效的自動滴灌。土壤濕度傳感器5、7、9采用FDS-100 土壤濕度傳感器采用FDS-100 土壤濕度傳感器對花卉土壤進行實時監測。水泵6、8、10為小型水泵采用小型水泵，控制是否從景觀魚缸抽水，同時可以調節滴灌速率，達到節水環保的目的。[0008]單片機控制模塊I內數據轉換是采用ADC0832將土壤濕度傳感器檢測到的模擬數據轉換成二進制數據采用ADC0832將土壤濕度傳感器檢測到的模擬數據轉換成二進制數據。單片機控制模塊I中的單片機為nRF24El單片機模塊中的C51單片機內核采用nRF24El單片機模塊中的C51單片機內核，對土壤濕度傳感器采集到的濕度信息進行處理，決定是否進行花卉滴灌，同時將濕度信息通過無線通信方式傳送給服務器進行統計分析，用戶移動設備可以通過網絡的方式進行查詢，亦可發送指令開啟或關閉滴灌裝置。其安裝方法是將本系統的傳感器分別植入花卉盆景的土壤中，通過水泵及滴灌水管將景觀魚缸連接到花卉盆景土壤表層安裝簡易美觀，節水環保，只需在現有景觀魚缸和花卉盆景的基礎上，將本系統的傳感器分別植入花卉盆景的土壤中，通過水泵及滴灌水管將景觀魚缸連接到花卉盆景土壤表層，保證了水資源的循環利用，同時提高了利用效率。本發明的有益效果為:1.滴灌裝置的安裝簡易，操作完全自動化；2.滴灌裝置的設計巧妙，能夠在滿足花卉澆灌需求的同時達到節水的目的；3.滴灌裝置外觀簡潔，可以作為家庭裝飾的一部分，不影響整體美觀效果；4.滴灌裝置對外預留了數據傳輸接口，可以實現實時濕度監測數據的上傳，為之后的數據分析提供原始數據；5.滴灌裝置為觀賞魚缸提供了空氣，省去了人工加氧的步驟。


圖1為智能滴灌裝置的工作原理圖。附圖標記說明:1_單片機控制模塊；2_移動控制端；3_顯示界面；4_遠端服務器；5-濕度傳感器FDS-100 ;7_濕度傳感器FDS-100 ;9_濕度傳感器FDS-100 ;6-水泵；8-水泵；10-水栗。圖2為智能滴灌裝置的實物安裝示意圖。附圖標記說明:11_景觀魚缸；12_滴灌水管；13_滴灌水管；14_滴灌水管。
具體實施方式
下面結合說明書附圖對本發明作進一步的詳細說明。本發明的整體裝置結構如附圖1所示，由單片機控制模塊1，移動控制端2，顯示模塊3，云端服務器4，土壤濕度傳感器5、7、9，和水泵6、8、10六大模塊組成。土壤濕度傳感器
5、7、9將采集到的土壤濕度數據實時傳送給單片機控制模塊1，顯示模塊3將這些數據實時顯示出來，單片機控制模塊I通過對數據的分析處理，判斷是否開啟水泵6、8、10來進行花卉滴灌。同時，單片機控制模塊I將這些數據上傳到云端服務器4，并為移動控制端2提供查詢接口。此外，移動控制端2也能通過單片機控制模塊I對水泵6、8、10進行遠程控制。附圖2是本發明裝置的實物安裝示意圖。智能滴灌裝置是結合普通家庭中現有的花卉盆景和景觀魚缸11而連結成的一套完整的新型簡易智能花卉滴灌裝置。首先，將本系統的傳感器分別植入花卉盆景的土壤中，其次，通過水泵及滴灌水管12、13、14將景觀魚缸11連接到花卉盆景土壤表層，最后，開啟控制模塊1，即可完成安裝。當本系統啟動后，土壤中濕度傳感器5、7、9對環境進行實時監測，并將實時數據送入單片機控制模塊1，判斷此時花卉土壤中的濕度是否低于設置的濕度閾值初始設置為30%，適宜一般花卉生長的濕度范圍為:17% 44%，亦可根據不同情況自行設定濕度閾值。如果是，則單片機控制模塊I發送命令啟動相應水泵進行滴灌。啟動之后，景觀魚缸11中水分通過滴灌水管12、13、14源源不斷送入土壤表層，直到土壤濕度不低于設定的閾值之后，單片機控制模塊I發送指令至水泵，水泵停止工作。整個過程能夠快速自動完成，操作簡便，當濕度超過閾值之后，系統將進入休眠模式。濕度檢測器實時進行檢測，并將獲得的數據通過單片機控制模塊I送至云服務器4進行數據統計分析。為方便遠程操作，單片機控制模塊I預留通信接口，為移動控制端2提供查詢控制接口。用戶可以通過自己的移動設備查詢家庭中的花卉土壤濕度值，亦可發送指令開啟或關閉滴灌裝置。下面是本發明的具體選材方案。由于本系統的控制相對比較簡單，而且考慮到用戶在實施過程中需要進行室內近距離通信，我們選用nRF24El作為單片機控制模塊1，該模塊具有無線通信功能，能夠保證數據的穩定傳輸。為了實現系統的簡單化和降低成本，本系統采用共陰數碼管來作為顯示用戶設定的濕度閾值和濕度傳感器實際測得的濕度。數碼管具有成本低廉，顯示清晰和控制簡單的優點，本系統使用靜態顯示方法，不需要B⑶譯碼器。土壤濕度傳感器我們選用FDS-100。該傳感器具有以下優點: 1.體積小巧化設計，攜帶方便，安裝、操作及維護簡單。2.結構設計合理，不繡鋼探針保證使用壽命。3.外部以環氧樹脂純膠體封裝，密封性好，可直接埋入土壤中使用，且不受腐蝕。4.土質影響較小，應用地區廣泛。5.測量精度高，性能可靠，確保正常工作。響應速度快，數據傳輸效率高。該濕度傳感器為我們提供了準確實時的模擬數據，通過模數轉換器ADC0832將采集到的模擬數據轉化成單片機控制模塊I能識別的二進制數據，從而為整個系統能夠正常運行起到了關鍵作用。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此。在本發明所披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明所揭露的技術范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求1.新型簡易智能花卉滴灌裝置，包括單片機控制模塊(I)，移動控制端(2)，顯示模塊(3)，云端服務器(4)，土壤濕度傳感器(5)、(7)、(9)，水泵(6)、(8)、(10)，景觀魚缸(11)以及滴灌設備(12)、(13)、(14)組成，土壤濕度傳感器(5)、(7)、(9)與水泵(6)、(8)、(10)通過導線與單片機控制模塊(I)相連，滴灌水管(12)、(13)、(14)通過水泵(6)、(8)、(10)與景觀魚缸(11)相連，單片機控制模塊(I)與顯示模塊(3)安裝在特定的塑料材質的盒子內，便于移動與觀察顯示數據，土壤濕度傳感器(5)、(7)、(9)將采集到的土壤濕度數據實時傳送給單片機控制模塊(1)，然后通過數據線將這些數據實時在顯示模塊(3)顯示出來，單片機控制模塊(I)通過對數據的分析處理，控制對花卉滴灌水泵(6)、(8)、(10)開啟或關閉，其特征在于，單片機控制模塊(I)將這些數據上傳到云端服務器(4)，并為移動控制端(2)提供查詢接口，移動控制端(2 )也能通過單片機控制模塊(I)對水泵(6 )、( 8 )、(10 )進行遠程控制。
2.根據權利要求1所述的新型簡易智能花卉滴灌裝置，其特征在于:土壤濕度傳感器(5)、(7)、(9)采用FDS-100 土壤濕度傳感器。
3.根據權利要求1所述的新型簡易智能花卉滴灌裝置，其特征在于:水泵(6)、(8)、(10)為小型水泵。
4.根據權利要求1所述的新型簡易智能花卉滴灌裝置，其特征在于:單片機控制模塊(O內數據轉換是采用ADC0832將土壤濕度傳感器檢測到的模擬數據轉換成二進制數據。
5.根據權利要求1所述的新型簡易智能花卉滴灌裝置，其特征在于:單片機控制模塊(O中的單片機為nRF24El單片機模塊中的C51單片機內核。
6.根據權利要求1所述的新型簡易智能花卉滴灌裝置，其特征在于:其安裝方法是將本系統的傳感器分別植入花卉盆景的土壤中，通過水泵及滴灌水管將景觀魚缸連接到花卉盆景土壤表層 。
專利摘要新型簡易智能花卉滴灌裝置是在原有景觀魚缸和花卉盆景的基礎上加裝一個智能控制系統和水泵組成。最大限度的利用景觀魚缸中水資源，在實現水資源的高效利用的同時完成自動化的滴灌，有效消除了人工澆灌的繁瑣。本實用新型中采用的滴灌技術比地面灌溉省水75%，比噴灌省水30%。其次，為了不影響整體外觀效果，控制設備簡易輕便，能夠與景觀魚缸結合保證美觀。通過該產品自動控制功能，可以滿足無人照看時花卉的供水需求。該實用新型裝置采用包含C51單片機內核的nRF24E1芯片作為處理器，使用FDS-100傳感器來檢測土壤濕度，通過檢測到的花卉土壤濕度值來控制水泵適時地給花卉滴灌，從而達到智能花卉滴灌的目的。水源來自景觀魚缸，能夠有效的提高水資源的循環利用率。同時，將檢測的到土壤濕度數據通過無線通信方式傳送給服務器，為后臺服務器的分析、統計提供數據基礎。
文檔編號A01G27/00GK203087145SQ2013200959
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月4日 優先權日2013年3月4日
發明者張瀟磊, 姚吉龍, 薛宇城 申請人:南京郵電大學