首页 > 分享 > 一种基于物联网的阳台花卉智能监测系统及方法与流程

一种基于物联网的阳台花卉智能监测系统及方法与流程

花匠小妙招
2024-11-12 07:36

本申请涉及物联网智能家居技术领域，具体涉及一种基于物联网的阳台花卉智能监测系统及方法。

背景技术：

人们都希望拥有绿色环保的居住环境，很多人都会在家中种植各种花卉，以达到提高室内空气质量的目的。目前，在阳台上种植花卉也很受欢迎，这样人们可以绿化家中的环境。然而紧张而快速的生活节奏使得花卉管理不当，尤其是当遇到假期、出差或旅游导致家中没有人照料的时候，花卉得不到及时的浇水，进而使得花卉缺水而枯萎或死亡。

现有技术中为了解决上述问题提出了一种智能花卉监测装置，装置设置有土壤湿度传感器，采集土壤的湿度，当土壤湿度不达标时控制补水装置对花卉进行补水，进而防止了花卉枯萎的问题。

但是现有技术中的智能花卉监测装置单纯依靠传感器采集土壤的湿度进行浇水，无法获知花卉的真实状态。比如对于喜水的花卉可能需要经常浇水，而对于不喜水的花卉，即使土壤水分偏低也不影响花卉的生长。因此现有的智能花卉监测装置不能准确的对花卉进行浇水。

技术实现要素：

本申请为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种基于物联网的阳台花卉智能监测系统，包括：控制终端、土壤湿度传感器、视频监控设备、服务器，所述土壤湿度传感器设置在花盆的土壤中，用于采集土壤的湿度信息；所述监控设备设置在花卉一侧，且所述视频监控设备的镜头朝向所述花卉，用于采集所述花卉的图像信息；所述土壤湿度传感器和所述视频监控设备分别与所述服务器电连接，用于将采集的土壤湿度信息和所述花卉的图像信息发送给服务器；所述控制终端与所述服务器通信连接，所述控制终端用于接收所述服务器发送的土壤湿度信息和所述花卉的图像信息，并根据所述土壤湿度信息和所述花卉的图像信息控制对花卉的补水

采用上述实现方式，根据控制终端可以实时观察花卉的生长情况和花盆土壤的湿度信息，进而可以综合土壤湿度信息和花卉当前的图像信息确定是否需要浇水，避免了单纯依靠土壤湿度信息无法对花卉进行准确浇水的问题。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述服务器内包括土壤湿度信息管理平台和视频信息管理平台，所述土壤湿度信息管理平台用于接收、存储和管理所述土壤湿度信息，所述视频管理平台用于接收、存储和管理所述花卉的图像信息。

结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述服务器与所述土壤湿度传感器和视频监控设备之间设置有无线路由数据传输终端，所述无线路由数据传输终端的信号输出端与所述土壤湿度传感器和所述视频监控设备电连接，用于接收所述土壤湿度传感器和视频监控设备发送的数据信息，所述无线路由数据传输终端与所述服务器通信连接，用于将接收的来自所述土壤湿度传感器和视频监控设备发送的数据信息传输给所述服务器。

结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述土壤湿度传感器与所述无线路由数据传输终端之间设置有信号转换模块，所述信号转换模块分别与所述土壤湿度传感器和所述无线路由数据传输终端电连接，所述信号转换模块用于将所述土壤湿度传感器采集的信号进行转换后发送给所述无线路由数据传输终端。

结合第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述信号转换模块与所述土壤湿度传感器之间还设置一采集卡，所述采集卡分别与所述信号转换模块和所述土壤湿度传感器电连接。

结合第一方面第四种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，还包括一微处理器mcu，所述mcu分别与所述信号转换模块和一固态继电器控制电路电连接，所述固态继电器控制电路分别与所述视频监控设备、所述采集卡和一水泵电连接，所述水泵的出水端设置在花盆内，所述mcu还与所述控制终端通信连接。

结合第一方面第五种可能的实现方式，在第一方面第六种可能的实现方式中，还包括电源模块，所述电源模块分别与所述mcu、所述信号转换模块、所述固态继电器控制电路、所述无线路由数据传输终端电连接。

第二方面，本申请实施例提供了一种基于物联网的阳台花卉智能监测方法，基于第一方面或第一方面任一可能实现方式的的系统，所述方法包括：土壤湿度传感器和视频监控设备分别获取花盆内的土壤湿度信息和花卉的图像信息并发送给服务器；所述服务器将所述花盆内的土壤湿度信息和花卉的图像信息发送给控制终端；所述控制终端根据所述土壤湿度信息和花卉的图像信息对花卉进行监测，并判断是否需要浇水。

结合第二方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述控制终端根据所述土壤湿度信息和花卉的图像信息对花卉进行监测，并判断是否需要浇水，包括：如果根据所述土壤湿度信息确定所述土壤的湿度信息低于第一湿度阈值，并且根据所述花卉的图像信息确定所述花卉的状态处于第一状态，则控制水泵出水对花卉进行浇水，其中，所述第一状态为所述花卉开始缺水的表征状态；或者，如果所述花卉的状态处于第二状态，则无需对花卉进行浇水，所述第二状态为所述花卉水分充足的表征状态。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，如果需要对花卉进行浇水，则根据所述花卉的图像信息确定当前花卉的种类，根据所述花卉的种类控制浇水的时间，其中不同花卉对水的需求量不同，根据所述需求量确定浇水的时间。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种基于物联网的阳台花卉智能监测系统框架示意图；

图2为本申请实施例提供的一种基于物联网的阳台花卉智能监测系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种基于物联网的阳台花卉智能监测系统现场安装示意图；

图4为本申请实施例提供的一种基于物联网的阳台花卉智能监测方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本方案进行阐述。

图1为本申请实施例提供的一种基于物联网的阳台花卉智能监测系统的框架示意图，参见图1，本实施例中的基于物联网的阳台花卉智能监测系统包括：控制终端、土壤湿度传感器、视频监控设备和服务器。其中，所述土壤湿度传感器设置在花盆的土壤中，用于采集土壤的湿度信息。所述监控设备设置在花卉一侧，且所述视频监控设备的镜头朝向所述花卉，用于采集所述花卉的图像信息。所述土壤湿度传感器和所述视频监控设备分别与所述服务器电连接，用于将采集的土壤湿度信息和所述花卉的图像信息发送给服务器。所述控制终端与所述服务器通信连接，所述控制终端用于接收所述服务器发送的土壤湿度信息和所述花卉的图像信息，并根据所述土壤湿度信息和所述花卉的图像信息控制对花卉的补水，所述控制终端可以为手机或移动电脑。

参见图2，所述服务器内包括土壤湿度信息管理平台和视频信息管理平台，所述土壤湿度信息管理平台用于接收、存储和管理所述土壤湿度信息，所述视频管理平台用于接收、存储和管理所述花卉的图像信息。

进一步地，所述服务器与所述土壤湿度传感器和视频监控设备之间设置有无线路由数据传输终端，所述无线路由数据传输终端的信号输出端与所述土壤湿度传感器和所述视频监控设备电连接，用于接收所述土壤湿度传感器和视频监控设备发送的数据信息，所述无线路由数据传输终端与所述服务器通信连接，用于将接收的来自所述土壤湿度传感器和视频监控设备发送的数据信息传输给所述服务器。

所述土壤湿度传感器与所述无线路由数据传输终端之间设置有信号转换模块，所述信号转换模块分别与所述土壤湿度传感器和所述无线路由数据传输终端电连接，所述信号转换模块用于将所述土壤湿度传感器采集的信号进行转换后发送给所述无线路由数据传输终端。具体地，所述土壤湿度传感器生成的信号为模拟信号，所述信号转换模块将模拟信号转换为数字信号。所述信号转换模块与所述土壤湿度传感器之间还设置一采集卡，所述采集卡分别与所述信号转换模块和所述土壤湿度传感器电连接。

本实施例中还包括一微处理器mcu，所述mcu分别与所述信号转换模块和一固态继电器控制电路电连接，所述固态继电器控制电路分别与所述视频监控设备、所述采集卡和一水泵电连接，所述水泵的出水端设置在花盆内，所述mcu还与所述控制终端通信连接。还包括一电源模块，所述电源模块分别与所述mcu、所述信号转换模块、所述固态继电器控制电路、所述无线路由数据传输终端电连接。本实施例中，如果需要浇水时，所述控制终端向mcu发送控制信号，mcu控制水泵对花卉进行浇水。

图3为本申请实施例提供的一种基于物联网的阳台花卉智能监测系统现场安装示意图，图3中，土壤湿度传感器1设置在花盆内，且土壤湿度传感器1的探针位于花盆花卉根部区域。视频监控设备2设置在第一保护箱3上，本实施例中视频监控设备2为坐式球形摄像头，视频监控设备2采用坐式球形摄像头可根据阳台花卉生长状态调整监控角度，从而满足用户的实际使用需求。第一保护箱3内设置有mcu、电源模块、信号转换模块、无线路由数据传输终端和采集卡。第一保护箱3起到防水、防盗的目的，为系统正常运行提供了保障。第一保护箱3上设置有数据传输天线4，数据传输天线4与无线路由数据传输终端电连接，用于实现无线路由数据传输终端与服务器之间的通信。

mcu还控制一水泵，水泵设置在第二保护箱5内，第二保护箱5达到防水、防盗的目的，为系统进行精准管理提供了保障。水泵的进水端通过一管道连接水箱6，水泵的出水端连接到滴灌带7的进水端，滴灌带的出水口设置在花盆花卉的根部区域。

现场还设置一太阳能电池板8，太阳能电板与所述电源模块电连接，白天提供工作电源，多余的电路存储到保护箱中的电源模块，供系统夜晚或者阴雨天使用，达到环保节能的目的。

本实施例中基于物联网的阳台花卉智能监测系统采集到的数据可以在控制终端上显示，为了实现花卉信息测控系统的功能，整个系统采用间断性供电的方式，设定一个触发周期为8h，检测完之后系统自动进入低功耗模式，此模式下，系统的功耗降到最低。

当采集到的土壤湿度信息数据低于用户设定的最低土壤湿度值，控制终端通过mcu控制水泵进行浇水，若不低于用户设定的最低土壤湿度值，则不浇水，进入低功耗模式。

水泵进行浇水的时间超过用户设定的最大浇水时间，控制终端通过mcu控制水泵停止浇水，进入低功耗模式，若未达到用户设定的最大浇水时间，水泵继续工作，进行浇水。

为防止自动浇水状态下，系统出现问题导致连续浇水等情况，用户可以通过控制终端向mcu发送指令，将水泵打开或者关闭，手动进行浇水开关、

本实施例中的基于物联网的阳台花卉智能监测在上位机系统软件设计时，将下位机系统终端进行设备id的标识，能够实时判断用户家庭设备的是否在线信息，若设备显示在线，进行下位机终端的采集上传计时，等到采集频率间隔时间到达时向下位机发送相应的采集指令。若设备不在线，需要向用户通过短信的方式发送预警指令进行设备诊断维护。当下位机采集系统终端达到采集上传时间时，上位机检测对应用户家庭id是否接收到下位机传来的数据信息，若接收到上传来的信息，进行下一步的数据分析判断；若没有接收到下位机系统上传来的数据信息，上位机系统需要重新向下位机系统发送信息采集指令进行数据重采，以保证数据信息的完整性。

在服务器部署数据库，建立mysql数据库，并在数据库下建立用户家庭相对应的连接名和表名，连接相应数据库，将各类数据信息存储到数据库对应表下的对应的字段的表格中。

由上述实施例可知，本实施例提供了一种基于物联网的阳台花卉智能监测系统，包括：控制终端、土壤湿度传感器、视频监控设备、服务器，所述土壤湿度传感器设置在花盆的土壤中，用于采集土壤的湿度信息；所述监控设备设置在花卉一侧，且所述视频监控设备的镜头朝向所述花卉，用于采集所述花卉的图像信息；所述土壤湿度传感器和所述视频监控设备分别与所述服务器电连接，用于将采集的土壤湿度信息和所述花卉的图像信息发送给服务器；所述控制终端与所述服务器通信连接，所述控制终端用于接收所述服务器发送的土壤湿度信息和所述花卉的图像信息，并根据所述土壤湿度信息和所述花卉的图像信息控制对花卉的补水。根据控制终端可以实时观察花卉的生长情况和花盆土壤的湿度信息，进而可以综合土壤湿度信息和花卉当前的图像信息确定是否需要浇水，避免了单纯依靠土壤湿度信息无法对花卉进行准确浇水的问题。

与上述实施例提供的一种基于物联网的阳台花卉智能监测系统相对应，本申请还提供了一种基于物联网的阳台花卉智能监测方法的实施例。参见图4，所述方法包括：

s101，土壤湿度传感器和视频监控设备分别获取花盆内的土壤湿度信息和花卉的图像信息并发送给服务器。

s102，所述服务器将所述花盆内的土壤湿度信息和花卉的图像信息发送给控制终端。

本实施例中服务器接收到花盆内的土壤湿度信息和花卉的图像信息后会将接收到的信息实时发送给控制终端，而且会将当前时刻的信息与上一时刻的进行比较，将比较结果一起发送给控制终端。

s103，所述控制终端根据所述土壤湿度信息和花卉的图像信息对花卉进行监测，并判断是否需要浇水。

如果根据所述土壤湿度信息确定所述土壤的湿度信息低于第一湿度阈值，并且根据所述花卉的图像信息确定所述花卉的状态处于第一状态，则控制水泵出水对花卉进行浇水。

本实施例中，第一湿度阈值为人工设定的，可以通过历史信息选取一个最佳的土壤湿度值作为第一湿度阈值，但是并不代表所有的花卉生长的最佳土壤湿度值均为第一湿度阈值，所述第一状态为所述花卉开始缺水的表征状态，例如花卉的页面出现初期萎蔫状态，花卉茎秆弯折等。如果所述花卉的状态处于第二状态，则无需对花卉进行浇水，所述第二状态为所述花卉水分充足的表征状态，例如花卉的叶片坚挺，不出现下垂。

进一步地，本实施例中如果需要对花卉进行浇水，则根据所述花卉的图像信息确定当前花卉的种类，根据所述花卉的种类控制浇水的时间，其中不同花卉对水的需求量不同，根据所述需求量确定浇水的时间。与上述提到的第一湿度阈值并不代表所有的花卉生长的最佳土壤湿度值相对应，例如喜水的花卉和不喜水的花卉所需要的最佳土壤湿度是不同的，如果按照喜水的花卉所需的土壤湿度为不喜水的花卉浇水，可能会导致花卉因浇水过多死亡。

本申请说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于方法实施例而言，由于其中的系统基本相似于系统的实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见系统实施例中的说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本申请未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本申请的技术方案并非是对本申请的限制，如来替代，本申请仅结合并参照优选的实施方式进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本申请的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本申请的宗旨，也应属于本申请的权利要求保护范围。