家庭陽臺(tái)智能菜園系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)及垂直種植領(lǐng)域，涉及交互設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)和物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制，尤其涉及通過手機(jī)微信公眾帳號(hào)對家庭陽臺(tái)智能菜園的遠(yuǎn)程控制及菜園的垂直種植方式的設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和新能源技術(shù)的迅猛發(fā)展，使未來的生產(chǎn)方式面臨著巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，而每個(gè)家庭作為一個(gè)最基本的生產(chǎn)單位，將會(huì)根據(jù)自身的需求進(jìn)行資源的重組、利用和創(chuàng)造。社會(huì)將向著更加智能化和多元化的方向發(fā)展。
[0003]在衣食住行等各個(gè)方面，綠色設(shè)計(jì)和可持續(xù)發(fā)展的觀念逐漸深入人內(nèi)心。綠色無公害食品受到人民大眾的追捧，盡管價(jià)格比較高，但是需求卻一直在不停的增長。與此同時(shí)，各種農(nóng)家樂、采摘園、生態(tài)觀光等休閑方式，也得到了人民的普遍認(rèn)同和喜愛。
[0004]城市家庭種植逐漸興起。陽臺(tái)菜園在國外以及我國的臺(tái)灣和香港發(fā)展迅猛，已經(jīng)非常普遍。而在大陸地區(qū)，“陽臺(tái)菜園”、“空中農(nóng)場”、“屋頂菜園”等新聞報(bào)道也頻繁出現(xiàn)在公眾的面前。而隨著各種互聯(lián)網(wǎng)社交的工具的出現(xiàn)，越來越多的人熱衷在社交平臺(tái)上曬出自己的種植成果，使陽臺(tái)種植的理念廣泛傳播。陽臺(tái)種菜逐漸成為了一種時(shí)尚，不僅僅是年紀(jì)大的人愛在家里面搞種植，越來越多的年輕人，也愛上了陽臺(tái)種菜。
[0005]但是陽臺(tái)種菜也存在著很多的問題:
[0006]1、缺乏種植知識(shí)，不能正確照料植物。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，城市居民雖然喜愛植物帶來的益處，但是普遍缺乏種植知識(shí)。植物的品種不同對生長環(huán)境、水分和養(yǎng)分需求不同，這對于非專業(yè)人士來說，難度較大。
[0007]2、家庭環(huán)境與種植的相互影響。房屋的面積、光照、通風(fēng)、干濕度等都會(huì)影響到人們種植的情況。雖然植物能給人帶來愉悅，但是陽臺(tái)種菜帶來的清潔打掃、空間利用、整潔度等問題給人們的生活帶來不便，影響到人居環(huán)境的和諧。
[0008]3、沒有時(shí)間照料植物。工作和家務(wù)的繁忙，讓城市居民的閑暇時(shí)間減少，人們往往沒有時(shí)間集中照料植物?？旃?jié)奏的城市生活是人們經(jīng)常忘記澆水、施肥、修枝剪葉等，日積月累，植物不能得到很好的看護(hù)，生長狀況自然會(huì)變差。尤其是出差、旅行時(shí)，家中植物缺乏照料，對植物生長極為不利。
[0009]在這種背景下，人們對于一款智能家用的陽臺(tái)菜園的需求越來越強(qiáng)烈。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明針對目前種菜的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)出家庭陽臺(tái)智能菜園，來改善現(xiàn)有的問題。本發(fā)明為一種智能的陽臺(tái)垂直種植裝置，內(nèi)置水栗及溫濕度傳感器等，能夠檢測土壤溫濕度，并通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將數(shù)據(jù)上傳到云端，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制進(jìn)行澆水等操作。同時(shí)將該智能菜園接入微信的硬件平臺(tái)，可以通過微信的公眾賬號(hào)對菜園進(jìn)行智能管理以及與好朋友分享種菜的樂趣。
[0011]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為家庭陽臺(tái)智能菜園系統(tǒng)，家庭陽臺(tái)智能菜園系統(tǒng)由種植裝置、內(nèi)部電路及基于微信的遠(yuǎn)程控制云服務(wù)構(gòu)成。
[0012]種植裝置由菜園裝置外殼(I)、翻斗式種植槽(2)、集水槽(3)、水栗(4)、導(dǎo)水管
(5)及菜園裝置底座(6)組成。
[0013]內(nèi)部電路由物聯(lián)網(wǎng)控制板、傳感器、繼電器、RGB全彩LED燈及電源組成。物聯(lián)網(wǎng)控制板為核心控制器，通過板載串口連接到W1-Fi模塊；傳感器包括土壤濕度傳感器、雨滴傳感器；繼電器為控制種植裝置中的水栗(4)開關(guān)。
[0014]基于微信的遠(yuǎn)程控制云服務(wù)由微信客戶端、微信公眾平臺(tái)服務(wù)號(hào)、智能菜園服務(wù)器組成。
[0015]種植裝置采用靈活的翻斗式垂直種植方式，在裝置外殼⑴的同一垂直面上分布著四行兩列共計(jì)八個(gè)翻斗式種植槽(2);翻斗式種植槽(2)由旋轉(zhuǎn)軸(7)、外層種植槽(8)、限位凹槽(9)、限位塊(10)、內(nèi)層種植槽(11)、RGB全彩LED燈條(12)組成。旋轉(zhuǎn)軸(7)設(shè)置在外層種植槽(8)底部兩側(cè)，用以連接菜園裝置外殼(I)和外層種植槽(8);外層種植槽
(8)以旋轉(zhuǎn)軸(7)為中心，外層種植槽⑶能夠繞旋轉(zhuǎn)軸(7)自由旋轉(zhuǎn)翻出。限位凹槽(9)為弧形凹槽并設(shè)置在外層種植槽(8)頂部兩側(cè)，限位塊(10)固定在裝置外殼(I)上且與限位凹槽(9)相配合并起到限制外層種植槽⑶的旋轉(zhuǎn)翻出角度作用；內(nèi)層種植槽(11)通過鍵槽配合嵌入在外層種植槽(8)內(nèi)部，并且能夠自由更換或者取出，方便換栽植土移栽。內(nèi)層種植槽(11)內(nèi)填充有栽植土，栽植土的高度取決于栽植植物株高；當(dāng)種植植物是低矮蔬菜時(shí)，八個(gè)外層種植槽(8)能夠全部翻出使用，當(dāng)種植植物是較高的蔬菜，蔬菜上方的外層種植槽(8)能夠收起，為蔬菜提供更多的生長空間；RGB全彩LED燈條(12)設(shè)置在外層種植槽(8)的外側(cè)，RGB全彩LED燈條(12)內(nèi)置有RGB全彩LED燈，RGB全彩LED燈通過電線與物聯(lián)網(wǎng)控制板相連。
[0016]導(dǎo)水管(5)分層安裝在裝置外殼(I)上，導(dǎo)水管(5)的分層位置與各內(nèi)層種植槽
(11)的頂部對應(yīng)；菜園裝置底座(4)設(shè)置在裝置外殼(I)的底部，集水槽(3)設(shè)置在菜園裝置底座(4)上，集水槽(3)與水源連接，集水槽(3)還能夠收集內(nèi)層種植槽(11)內(nèi)的栽植土澆水過程中由于翻斗式種植槽(2)濺出來的水滴；集水槽(3)與水栗￠)的入水口相連，能夠?qū)崿F(xiàn)澆灌儲(chǔ)水的目的。
[0017]導(dǎo)水管(5) —端與水栗⑷的出水口相連，當(dāng)水栗(6)電路接通后，水栗(6)開始工作，水栗(6)將集水槽(3)中的水流抽出，通過導(dǎo)水管(5)將水流輸送至各個(gè)內(nèi)層種植槽
(11)，實(shí)現(xiàn)澆水的目的。
[0018]內(nèi)部電路由物聯(lián)網(wǎng)中的物聯(lián)網(wǎng)控制板由AVR單片機(jī)作為核心控制器，通過I2C通道連接到RGB全彩LED驅(qū)動(dòng)芯片；通過GP1連接到繼電器；通過板載模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接到土壤濕度傳感器；通過板載模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接到雨滴傳感器；通過板載串口連接到W1-Fi模塊；繼電器連接到水栗(6)和水栗(6)的供電電源；RGB全彩LED驅(qū)動(dòng)芯片連接到RGB全彩LED燈。
[0019]土壤濕度傳感器，埋在內(nèi)層種植槽(11)內(nèi)的栽植土中，以實(shí)時(shí)監(jiān)測土壤的水分含量。該土壤濕度傳感器經(jīng)檢測電路，實(shí)時(shí)將當(dāng)前栽植土中的植物根部濕度情況通過模擬量發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)控制板，物聯(lián)網(wǎng)控制板通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，以判斷當(dāng)前濕度狀態(tài)，狀態(tài)包括“濕度過高”和“濕度過低”。當(dāng)作物“濕度過低”時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)控制板會(huì)將當(dāng)前濕度數(shù)據(jù)上傳至菜園服務(wù)器，通過微信客戶端推送澆水提醒，同時(shí)核心控制器通過I2C接口控制RGB全彩LED燈由綠色變?yōu)榧t色。用戶通過微信界面點(diǎn)擊澆水，此命令會(huì)通過服務(wù)器傳送至菜園W1-Fi通信模塊，物聯(lián)網(wǎng)控制板在接收到W1-Fi傳送的澆水命令后，會(huì)通過GP1打開繼電器，從而打開水栗開始澆水。用戶能夠通過判斷RGB全彩LED燈的變色進(jìn)行手動(dòng)澆水。
[0020]雨滴傳感器位于翻斗式種植槽(2)底部，它可時(shí)刻監(jiān)測當(dāng)前環(huán)境的水滴情況，即澆水情況。該傳感器經(jīng)監(jiān)測電路，可將當(dāng)前種植槽底部的水分情況通過模擬量發(fā)送給主控制器，當(dāng)有水滲透到傳感器表面時(shí)，雨滴傳感器輸出的模擬量值會(huì)增大，主控制器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，以判斷是否仍需澆水。當(dāng)控制器發(fā)現(xiàn)種植槽底部水分充足時(shí)，主控制器將控制斷開繼電器，水栗的澆水電路開路，澆水停止。同時(shí)主控制器通過I2C接口控制RGB全彩LED燈由紅色變?yōu)榫G色以表示澆水結(jié)束。
[0021]基于微信的遠(yuǎn)程控制云服務(wù)由微信客戶端、微信公眾平臺(tái)服務(wù)號(hào)、家庭陽臺(tái)智能菜園服務(wù)器組成。其中，微信客戶端是一款跨平臺(tái)的移動(dòng)社交App。目前具有1s，android，wp, mac等多個(gè)版本。
[0022]微信公眾平臺(tái)允許第三方向微信用戶發(fā)送視頻、語音、文字等消息，并接受來自微信用戶的消息，還允許第三方獲取地理位置，語音文字互轉(zhuǎn)等。通過調(diào)用公眾平臺(tái)服務(wù)器API的方式，能夠收發(fā)來自用戶的信息，獲取微信用戶的地理位置等。微信公眾平臺(tái)又分為訂閱號(hào)、服務(wù)號(hào)、企業(yè)號(hào)。設(shè)備功能是為服務(wù)號(hào)提供的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，設(shè)備功能建立在微信硬件平臺(tái)之上。設(shè)備功能允許硬件設(shè)備廠商通過服務(wù)號(hào)，將用戶與其擁有的智能設(shè)備相連。通過申請陽臺(tái)家庭陽臺(tái)智能菜園的微信公眾平臺(tái)服務(wù)號(hào)，開通該服務(wù)號(hào)的設(shè)備功能，并通過Web API進(jìn)