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智能花卉养植系统的制作方法

花匠小妙招
2024-11-02 02:20

专利名称：智能花卉养植系统的制作方法
技术领域：
本发明属于植物浇灌装置，特别涉及一种受计算机控制的花卉养植系统，用于在办公室、写字楼等办公或公共场所养植花卉。
背景技术：
现代社会人们工作节奏越来越快，工作压力也随之增大，上班族在办公室的工作时间甚至超过了在家的时间，办公室内空气质量的好坏直接影响到了你的身体健康，随着现代写字楼的兴起，办公室的装修等级的提升，办公室内的污染源大量增加，成为健康的"隐形杀手"，在写字楼等办公场所养植绿色植物无疑能起到改善办公环境、减缓心理压力的积极作用，让工作人员在工作的同时也如同置身自然，有健康的环境和愉悦的心情。
由人工负责养植植物，工作繁重、不便于大规模管理。现在已经存
在很多自动浇水装置，如专利号为00239259.3的"一种家庭养花自动浇水装置"和专利号为02268880.3的"自动浇花装置"等。但它们只能在固定的时间给花卉浇固定量的水，不能根据不同的花卉的生活习性、不同的季节和温度提供不同的营养液配比和控制浇水量的多少，同时用户也不能随时随地的查看浇水情况或对浇水系统实施远程控制，不便于实时的对系统进行管理。而且现有的自动浇水装置一般只适用于家庭中的小规模浇水装置，不能适应写字楼等办公环境下大规模的养植。

发明内容
本发明提供一种智能花卉养植系统，目的在于克服现有花卉浇水装置的缺点，以适用于写字楼、办公室等特定环境花卉养植。本发明的智能花卉养植系统，由上层服务系统和M个本地养植装置构成，上层服务系统包括本地服务器、智能移动终端和PC终端，本地服务器连接智能移动终端和PC终端，智能移动终端和PC终端用于与用户
的交互操作，其特征在于
所述本地服务器保存各种常见花卉的养植信息数据库，养植信息数据库内容包括不同植物所需的不同营养液配比、不同季节每日浇水量、最合适浇水时间；
M个本地养植装置分别装设于大楼的M层，各包括主控制器、通信总线、储料箱和N个花卉节点装置，储料箱和各花卉节点装置通过通信总线连接到主控制器；M个本地养植装置的主控制器通过电缆连接到本地服务器，实现与上层服务系统的通讯，M、 N为自然数。
所述的智能花卉养植系统，其特征在于-
所述储料箱包括多个营养液容器、水容器、区域控制器和气泵；多个营养液容器和水容器各自通过串联的流量计和电磁阀连通入混合容器，混合容器通过串联的流量计、电磁阀和管道连接主输送管道；
所述区域控制器由单片机和驱动电路构成，与气泵及所述各流量计、各电磁阔电气连接，并通过通信总线连接主控制器；
所述气泵与混合容器连接，用于推进混合营养液到管道。
所述的智能花卉养植系统，其特征在于
所述花卉节点装置由节点控制器、温湿度传感器和P个电磁阀构成，所述节点控制器由单片机和驱动电路构成，与温湿度传感器和P个电磁阀电气连接，并通过通信总线连接主控制器，P为自然数；
所述P个电磁阀各自对应一个花盆，节点控制器控制P个电磁阀的开关动作；所述温湿度传感器测量环境的温湿度，所测得的数据输送到节点控制器，节点控制器根据这些数据调整电磁阀的开关时间。
主控制器的主要作用是从本地服务器的数据库中提取各个节点花卉的养植信息。根据不同花卉的不同需求特性，自动为其配置不同的营养液或水，同时也会根据不同花卉的浇水周期或浇灌营养液的周期精确的为其输送水或营养液。主控制器通过通信总线连接一个区域控制器和多个节点控制器，每个节点控制器控制着若干个电磁阀，每个电磁阀控制连接到每盆花卉的管道的开关，而且每盆花卉和相对应的电磁阀共用在整个通讯总线网络中唯一的ID号码。根据本地服务器中花卉养植数据库中的数据，针对不同的植物习性和不同的季节、温度，主控制器在合适的时间通过通信总线，下发指令到节点控制器，节点控制器控制打开相应ID的花丼的电磁阀，通过控制电磁阀打开的时间的长短控制浇水量或浇灌营养液量的多少。
储料箱根据养植数据库中的信息，针对不同的花卉配置不同配比的营养液，通过流量计监测每种营养液的量，以保证配置的营养液的体积和比例满足花卉的需求，配置好了的营养液会存放在混合容器中。
主输送管道用于输送配比好后的营养液或水，并通过流量计监测输送液体的量。当混合容器中有营养液或水时，安放在储料箱旁边的气泵向混合容器里面打气，利用大气压力的原理将混合容器里的液体推进到主输送管道中，然后系统会打开需要浇灌营养液或水的花卉节点装置的电磁阀，由于气泵不断的向混合容器里打气，主输送管道里面营养液或水也会受到大气压力而不断向前推进，直至到达打开了电磁阀的花卉节点，完成浇水或浇灌营养液。
智能移动终端和PC终端为整个系统提供人机交互的接口，它们通过局域网络与本地服务器连接。用户可以通过智能移动终端和PC终端从本地服务器的数据库中实时查询整个智能花卉养植系统的状态，并根据实际情况调整某些花卉的养植计划。
本发明可以根据不同的花卉习性自动生成不同配比的营养液，并且根据不同的植物和不同的季节环境控制浇水量的多少，同时整个系统采用客户端/服务器结构的软件设计模式，管理人员可以随时随地的通过智能移动终端对自动浇水系统的实施查看和控制操作，从而达到智能养植的目的。

图1为本发明的组成示意图2为本发明储料箱结构示意图3为本发明电磁阀、流量计连接示意图4为本发明主输送管道与花卉节点装置连接示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，
如图l所示，本发明实施例由上层服务系统和20个本地养植装置构成，上层服务系统包括本地服务器、智能移动终端和PC终端，本地服务器连接智能移动终端和PC终端，智能移动终端和PC终端用于与用户的交互操作;20个本地养植装置分别装设于大楼的20层，各包括主控制器、通信总线、储料箱和60个花卉节点装置，储料箱和各花卉节点装置通过通信总线连接到主控制器；20个本地养植装置的主控制器通过电缆连接到本地服务器，实现与上层服务系统的通讯。
本地服务器维护花卉养植信息数据库的运行，花卉养植信息数据库服务器里储存每种花卉在不同季节的浇水量及频率、混合营养液浇灌量及频率、配置混合营养液的各个营养成分的比例的等等养植计划信息。管理人员可以根据实际情况修改该数据库中的数据信息，还可以通过网络到指定网站上下载更新各种花卉的养植信息数据。
养植计划分为每种花卉的默认养植计划和对某个或某些花卉设定的特殊养植计划。默认养植计划用于对每种花卉进行常规性养植，即根据每种花卉的一般特性进行养植，所有的同类的花卉的默认养植计划均相
同。以室内盆栽芦荟的养植为例，浇水量，春季和秋季相同，一般5-7 天浇1次，每次大约300毫升；夏天，气温较高，蒸发量大，需要2-3 天浇1次水次，每次大约200毫升；冬季，一般可15-20天浇1次，每次大约200毫升。混合营养液浇灌量，春季、夏季和秋季一般每半月一次，每次l克磷酸二氢钾、1克尿素和1000克水；冬季可以不浇灌。
特殊养植计划是人为根据某个花卉或某些花卉的实际的养植情况而进行的调整。例如某些花卉出现了缺水症状，则为这些花卉设定特殊的浇水计划，加快浇水频率或加大浇水量；某些花卉出现了缺乏某种营养元素而产生的病症时，则为这些花卉设定特殊的浇营养液的计划，加大对应这种营养元素的营养液的量。
图2所示为储料箱的剖面，储料箱包括营养液容器l、水容器2、流量计3、电磁阀4、气泵5、混合容器6、区域控制器7、管道8。营养液容器l、水容器2、混合容器6以及连接和支撑结构采用有机玻璃加工制成。
区域控制器7接收总线上的命令，检测流量计3反馈的信号，并对电磁阀4和气泵5进行控制。如果区域控制器7收到浇营养液的命令，则首先根据命令内容控制连接着各种营养液成分的容器的电磁阀4是否开通，流出的营养液在混合容器6中进行混合；然后根据流量计3的反
馈信号计算从每个营养液容器流出的营养液的量是否达到规定的量，如果达到了规定的量则关闭连接着各种营养液成分容器的电磁阀4;最后打开连接着混合容器6的电磁阀4和气泵5，气泵5会推进混合营养液到管道8。如果区域控制器7接收到浇水的命令，浇水的过程类似于浇灌混合
营养液的过程。
电磁阀4控制用于配比的各种营养液成分的容器是否开通；流量计3
用于测量各种营养液成分的容量；气泵5用于主动推进营养液或水在输送管道里面的流通，它直接与混合容器6连接。
图3所示为电磁阀4和流量计3的连接方式，各种营养液容器1和水容器2连接流量计3，再通过电磁阀4与混合容器6连接；混合容器6 与流量计3连接，然后再通过电磁阀4与管道8连接。
图4所示为主输送管道与花卉节点装置连接示意图，花卉节点装置由节点控制器、温湿度传感器和15个电磁阀4构成，每个节点控制器可以控制15个电磁阀4的动作，一个电磁阀4对应一个花盆10，从而可以控制15个花盆10浇水或浇灌混合营养液。主输送管道9 一端连接储料箱的管道，同时通过管道与花卉节点装置的15个电磁阀4并联；节点控制器接收来自通信总线的命令，当收到打开某个花盆10对应的电磁阀4 的命令时，则通过驱动电路控制电磁阀4的开通，电磁阀4所连接的输液管道里的水或混合营养液即会流向花盆10。
温湿度传感器用于测量环境的温湿度，将所测得的数据反馈到节点控制器，节点控制器根据这些数据来自动调整电磁阀的工作时间，进而调整对各个花盆10里花卉的浇水量，湿度较高时就减小浇水的频率，湿度较低时就增加浇水的频率。
主控制器定时查询花卉数据库服务器里每种花卉的养植计划，然后将浇水或浇灌混合营养液的命令发送到通信总线上。以浇灌混合营养液的命令为例，具体流程如下主控制器定时査询花卉数据库服务器，首先查询每个花卉是否有特殊的浇灌混合营养液的计划，如果有则判断是否到浇灌混合营养液的时间，如果有则读取计划中每种营养液的具体配比，然后将配比的命令发送到总线上控制区域控制器和节点控制器以完成浇灌混合营养液的动作；如果没有特殊的浇灌混合营养液的计划，则查询每个花丼是否有默认的浇灌混合营养液的计划，判断的流程类似于特殊的浇灌混合营养液的计划。
智能移动终端和PC终端的管理软件包括植物信息管理，节点信息管理，浇水计划管理，系统设置四个功能模块。植物信息管理主要对植物的名称，编码，购入时间等信息进行管理，可以进行植物信息的添加，修改和删除，这些信息都会实时的保存到计算机的数据库中；节点信息管理主要是对节点编码，名称，子编码等信息进行管理，可以根据需要进行节点信息的添加，修改和删除等操作，同时更新数据库中相应的节点信息；浇水计划管理主要是实现对每种植物定制不同的浇水计划。除了按照系统默认设置的培养方式对植物进行培养外，也可以根据植物的实际生长情况制定个别的浇水计划，以便于植物更好的生长。例如用户可以指定浇水和各营养液的数量配比，浇水时间等个性化设置，系统就会按照用户的需求进行执行的浇水计划；系统设置提供了对用户的个人信息，服务器的地址，监听端口等信息进行设置的功能。
权利要求
1. 一种智能花卉养植系统，由上层服务系统和M个本地养植装置构成，上层服务系统包括本地服务器、智能移动终端和PC终端，本地服务器连接智能移动终端和PC终端，智能移动终端和PC终端用于与用户的交互操作；其特征在于所述本地服务器保存各种常见花卉的养植信息数据库，养植信息数据库内容包括不同植物所需的不同营养液配比、不同季节每日浇水量、最合适浇水时间；M个本地养植装置分别装设于大楼的M层，各包括主控制器、通信总线、储料箱和N个花卉节点装置，储料箱和各花卉节点装置通过通信总线连接到主控制器；M个本地养植装置的主控制器通过电缆连接到本地服务器，实现与上层服务系统的通讯，M、N为自然数。
2. 如权利要求1所述的智能花卉养植系统，其特征在于所述储料箱包括多个营养液容器、水容器、区域控制器和气泵；多个营养液容器和水容器各自通过串联的流量计和电磁阀连通入混合容器，混合容器通过串联的流量计、电磁阀和管道连接主输送管道；所述区域控制器由单片机和驱动电路构成，与气泵及所述各流量计、各电磁阀电气连接，并通过通信总线连接主控制器；所述气泵与混合容器连接，用于推进混合营养液到管道。
3. 如权利要求1或2所述的智能花卉养植系统，其特征在于-所述花卉节点装置由节点控制器、温湿度传感器和P个电磁阀构成，所述节点控制器由单片机和驱动电路构成，与温湿度传感器和P个电磁阀电气连接，并通过通信总线连接主控制器，P为自然数；所述P个电磁阀各自对应一个花盆，节点控制器控制P个电磁阀的开关动作；所述温湿度传感器测量环境的温湿度，所测得的数据输送到节点控制器，节点控制器根据这些数据调整电磁阀的开关时间。
全文摘要
智能花卉养植系统，属于植物浇灌装置，目的在于克服现有花卉浇水装置的缺点，以适用于写字楼、办公室等特定环境花卉养植。本发明由上层服务系统和M个本地养植装置构成，上层服务系统包括本地服务器、智能移动终端和PC终端，本地服务器保存各种常见花卉的养植信息数据库；M个本地养植装置分别装设于大楼的M层，各包括主控制器、通信总线、储料箱和N个花卉节点装置；M个本地养植装置的主控制器通过电缆连接到本地服务器。本发明可根据花卉习性生成不同配比的营养液，根据花卉和季节环境控制浇水量，整个系统采用客户端/服务器结构的软件设计模式，管理人员可以通过智能移动终端对系统实施查看和控制操作，达到智能养植的目的。
文档编号A01G25/16GK101283666SQ20081004766
公开日2008年10月15日申请日期2008年5月12日优先权日2008年5月12日
发明者付文武, 唐秀东, 通李, 杜骁释, 杨瑞鹏申请人:华中科技大学