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一种智能家用花卉养护系统的制作方法

花匠小妙招
2024-11-21 10:10

一种智能家用花卉养护系统的制作方法

本实用新型涉及智能控制技术领域，具体涉及一种智能家用花卉养护系统。

背景技术：

植物的生长具有趋光性，光照条件较好的一侧生长较好，而当前花友们的养护环境多半是高楼的阳台。在光照的时空局限下，植物不仅生长缓慢，并且由于植物的趋光性，如果缺乏照料，不按时挪动花盆，在阳台上的植物很容易向某侧倾斜或造成植株茂盛程度不一，破坏花卉的美观度。

在阳光过于强烈等不适合花卉生长的环境条件下，亦或是花卉照料者长时间外出，无法及时养护花卉时，花卉很容易由此意外受损。轻则掉叶短枝，重则可能会导致整株绿植的死亡。

当一般的花卉照料者长时间外出时，无法得到花卉的实时生长信息。通过传感器采集花卉湿度，光照，周围温度信息，无法有效帮助花卉应对极端天气、缺水等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种智能家用花卉养护系统，能帮助用户养护花卉，防止花卉由于长时间单方向光线、日光曝晒、日光不足、长时间缺水等日常料理花卉所遇到的诸多难题。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

一种智能家用花卉养护系统，包括：

能自动循迹行走的智能托盘，所述智能托盘上安装电源模块、第一控制器、由电机传动装置驱动的行走轮，所述第一控制器通过电机传动装置驱动电路连接所述电机传动装置、用于监测花卉所处环境的光照强度的光照传感器、用于控制智能托盘行走轨迹的循迹传感器、用于实现所述第一控制器将传感器采集的数据信息通过云端传送到移动终端的WiFi串口模块、用于监测花卉所处环境的温湿度的温湿度传感器以及监测花卉生长的土壤的湿度的土壤湿度传感器；

生长箱，所述生长箱上安装浇水喷头以及补光灯，所述浇水喷头连接由第二控制器控制的微型泵，所述第二控制器通过无线模块可自所述云端接收所述传感器采集的数据信息。

所述补光灯为LED补光灯，所述微型泵通过继电器连接所述第二控制器。

所述电源模块采用太阳能电池板。

所述第一控制器与第二控制器采用STM32单片机，所述光照传感器采用 BH1750FVI传感器，所述电机传动装置采用雷塞57两相步进电机传动装置，所述电机传动装置驱动电路采用btn7971驱动芯片，所述温湿度传感器采用dht11 温湿度传感器，所述土壤湿度传感器采用FC-28传感器，所述微型泵采用12v 微型潜水泵，所述循迹传感器采用ST188红外传感器。

所述行走轮为三个全向轮，120°对称排列布置。

所述循迹传感器采用红外传感器，至少为两个，对称布置托盘本体上。

本实用新型通过以上技术方案，能控制智能托盘行走或转动，保证了花卉植物良好的生长，也解决了了传统的花盆底座移动基本靠人力搬运或者人力推动，费时费力而且还不能保证次次及时完成搬运的问题。

附图说明

图1所示为本实用新型的智能家用花卉养护系统的系统示意图；

图2是智能家用花卉养护系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-2所示，一种智能家用花卉养护系统，包括能自动循迹行走的智能托盘100，所述智能托盘上安装电源模块160、第一控制器101、由电机传动装置驱动的行走轮110，所述第一控制器通过电机传动装置驱动电路连接所述电机传动装置、用于监测花卉所处环境的光照强度的光照传感器120、用于控制智能托盘行走轨迹的循迹传感器140、用于实现所述第一控制器将传感器采集的数据信息通过云端传送到移动终端的WiFi串口模块170、用于监测花卉所处环境的温湿度的温湿度传感器130以及监测花卉生长的土壤的湿度的土壤湿度传感器 150；所述电源模块用于为智能托盘上的用电器件提供工作用电，如第一控制器以及电机传动装置、光照传感器、循迹传感器、温湿度传感器、土壤湿度传感器供电；

生长箱200，所述生长箱上安装补光灯220及浇水喷头210，浇水喷头210 连接由第二控制器控制的微型泵，所述第二控制器通过无线模块可自所述云端接收所述传感器采集的数据信息。

本实用新型通过对应的传感器采集花盆400中种植的植物花卉500的土壤的湿度，光照，周围空气环境的温度湿度信息，在缺水、阳光过强、阳光过弱时，通过智能托盘自动寻迹回到生长箱，对花卉进行自动浇水或补光。通过WiFi 模块可以将温湿度、光照强度等信息传送到移动终端，如手机，方便主人实时查看。

通过第一控制器通过传感器的设置，可以实时监测花卉生长环境所必要的光照、温湿度条件，当达到内部编程所设阈值时，即认定此环境不适合花卉生长，此时第一控制器启动电机传动装置构成的电机传动装置传动装置驱动行走轮，依靠循迹传感器接收的信号进行自主寻迹回到生长箱中。

所述生长箱的第二控制器，可以在花卉缺水时进行自动浇水、在光照不适宜时进行补光。具体工作时，第二控制器通过无线模块可以接收云端传送来的传感器采集的数据信息，并根据内部的编程，自动控制开启补光灯，或是浇水操作。

其中，所述第一控制器与所述第二控制器通过无线模块还可连接通信，所述无线模块可以采用NRF24L01无线模块。所述寻迹传感器选用红外线寻迹模块，可以使智能托盘自动巡线回到生长箱。

所述移动终端通过安装的控制APP可以作为智能托盘运动的遥控器，控制智能托盘移动行走而将花卉移动到相应的位置。可以采用现有遥控成熟技术设计成手动操作移动花卉到相应的位置或移入生长箱或是移出生长箱，或一键命令控制托盘自动沿墙循迹回到生长箱或自生长箱移动到外部相应的位置，以减轻人为搬运负担。

其中，所述光照传感器为多个，布置在托盘本体的四周，所述智能托盘通过光照传感器检测光照强度，传输光强信号至智能托盘上的第一控制器，从而可以判断自然光方向和光照强度，当不同光照传感器所检测到的光照强度的差异达到某一阈值后，可以控制托盘本体原地转动，以达到让花卉受光均匀，直立生长的效果。多个光照传感器可以监测不同方向的花卉生长环境的阳光强度，以此判断花卉是否有面临因单一方向光照造成的花卉干茎向光生长倾斜或茂盛程度不一致的问题，并控制全向轮进行低速转动，减少了由于长时间单一方向阳光造成的不美观问题，省去了花卉养护者定期手动转动花盆和的困扰。

本实用新型生长箱带有补光灯还可在夜晚可以作为小夜灯，在帮用户解决养花难题的同时也可作为装饰品使用。

所述温湿度传感器可以实时监测花卉所处环境的温湿度情况，第一控制器可以将采集的温湿度数据通过所述WiFi串口模块传输至移动终端，如手机的APP 中，使用户可以实时监测花卉生长环境。

其中，所述补光灯优选为LED补光灯，可以在植物花卉缺少阳光的情况下，对其进行补光；所述微型泵通过继电器连接所述第二控制器，由所述第二控制器控制继电器，而控制微型泵的动作，在植物花卉缺水时，可以通过其浇水喷头对花卉进行自动补水。

其中，所述电源模块采用太阳能电池板，可以是安装在托盘本体的上表面外侧，或是适合的安装部位，具体不限。

具体实现上，所述第一控制器与第二控制器采用STM32单片机(STM32F103 单片机)，所述光照传感器采用BH1750FVI传感器并布置在智能托盘的外侧面上，所述电机传动装置采用雷塞57两相步进电机(型号为57sh09)，所述电机传动装置驱动电路采用btn7971驱动芯片，所述温湿度传感器采用dht11温湿度传感器，可以安装在智能托盘上相应位置，如相应的侧面端，所述土壤湿度传感器采用FC-28传感器，布置在花盆的土壤中，所述微型泵采用12v微型潜水泵，与第二控制器一起可以设在生长箱的内部空间内或是外部，与水源通过管路连接，将水泵到浇水喷头来浇水给植物花卉，所述循迹传感器采用ST188红外传感器，可以布置安装在智能托盘内，且检测头指向地面上的行走轨迹线，能检测到行走轨迹线，所述WIFI模块采用ESP8266型号WIFI模块，与述第一控制器一起可以安装在智能托盘内控制部件安装槽中。所述浇水喷头可以安装在生产箱的顶部内部，为矩形体箱，具有用于智能托盘进出的进出口，补光灯可以是安装在生长箱的内顶部或侧壁上。

需要说明下，所述BH1750FVI光照传感器能提供I2C数字输出，可理想用于农业、仪器仪表、工业传感器等产品。器件工作电流小于0.8mA，低功耗的环境光传感器；具有32位光照值寄存器和112字节EEPROM数据存储单元，测量0—200000流明光照强度值。片上光电二极管的光谱响应针对人眼对环境光的响应进行优化，集成红外及紫外线屏蔽，检测效果好。

关于通过车轮而控制托盘循迹行走技术，为现有技术，现有技术中公开循迹行走小车的技术，可以直接采用循迹行走小车技术实现托盘的循迹行走控制，如为了实现循迹行走，在地面上设置黑色的行走轨迹线300自智能托盘延伸到生长箱，由循迹传感器通过检测该行走轨迹线而实现控制智能托盘沿此行走轨迹线进行移动行走，而进入到生长箱中，而第一控制器控制电机传动装置驱动行走轮前进，后退、左转、右转以沿轨迹街的控制算法均属于现有技术。

需要说明提，本实用新型提供的系统方案不涉及任何软件和程序的改进，是一种将现有技术应用于家用花卉养护技术方案，属于实用新型的保护客体。

其中，所述循迹传感器为红外传感器，至少为两个，对称布置托盘本体上，也可以根据实际的精确控制的需要，设置多组，如四个分别对称布置。

所述行走轮的布置以及驱动控制技术为现技术，可以根据具体情况进行选择适合的行走轮数量以及对应驱动装置以实现，本实用梯形中，所述智能托盘的循迹行走控制技术，具体可采用专利CN201620887541.5公开的三轮小车的循迹控制技术手段来实现。

具体实现上，本实用新型中所述行走轮采用三个全向行走轮，呈120°对称排列布置，这样还可以通过第一控制器的控制而可以使底盘向任意方向运动，从而提高托盘的灵活性。从而通过光照传感器采集不同角度的光照强度，可以通过相应的编程而控制智能托盘带动花盆转动，这样还可以使植物始终处于光照角度适宜直立生长的状态，有效防止花卉由于长时间单一角度光照导致杆茎倾斜、花卉植株茂盛程度不一致等问题。

其中，所述微型泵采用的是12v微型潜水泵，所述生长箱的用电器件，如第二控制器，微型泵、继电器可以连接单独设置的第二电源模块，第二电源模块可以是一个连接市电的电源转换模块，将市电转换后提供给生箱的用电器件。

本实用新型可以实时监测花卉生长环境所必要的光照、温湿度条件，当达到编程所设阈值时，即认定次环境不适合花卉生长，此时启动电机传动装置工作，智能托盘将依靠循迹传感器接收的信号进行沿墙循迹回到生长箱中；并可将温湿度数据通过所述WiFi串口模块传输至移动终端如手机的APP中，使用户可以实时监测花卉生长环境，所述生长箱可以在花卉缺水时进行自动浇水、在光照不适宜时进行补光。

本实用新型解决了了传统的花盆底座移动基本靠人力搬运或者人力推动，费时费力而且还不能保证次次及时完成搬运的问题。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。