植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置，本發(fā)明的裝置包括塑料外殼、溫度傳感器模塊、濕度傳感器模塊、光敏傳感器模塊、按鍵選擇模塊、微型水泵及內(nèi)置水箱、大功率LED燈、液晶顯示模塊、微處理器、GSM通信模塊、穩(wěn)壓電源模塊、語(yǔ)音模塊。各個(gè)模塊與微處理器的IO口相連接。微處理器將信號(hào)采集模塊采集的數(shù)據(jù)與按鍵選擇模塊鍵入的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，判斷出植物當(dāng)前所處的環(huán)境是否滿足生長(zhǎng)需求，并通過(guò)液晶顯示模塊和語(yǔ)音模塊將結(jié)果進(jìn)行輸出。本發(fā)明的裝置通過(guò)GSM通信模塊與智能手機(jī)相連接，并用基于Android操作系統(tǒng)的APP程序?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)控制大功率LED燈和微型水泵為植物加光、澆水。具有實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到的是智能農(nóng)業(yè)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種基植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控
>J-U裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]在二十一世紀(jì)后互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，即以傳感器為基本節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。在辦公室、家庭等場(chǎng)合，盆栽花卉已經(jīng)相當(dāng)普及，但不同品種的花卉需要不同的種植技術(shù)和生長(zhǎng)條件，這些不是每個(gè)人都能熟練掌握的事情，更由于人們經(jīng)常出差，使得很難及時(shí)了解自己種植的花草的生長(zhǎng)狀況，對(duì)這些植物也很難做到遠(yuǎn)程管理，因此，這樣一款能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控的智能花盆能夠滿足這些要求。
[0003]中國(guó)專利中涉及智能花盆的已有不少，但大多功能單一，有的只有對(duì)植物生長(zhǎng)環(huán)境的監(jiān)控，有的只是在花盆結(jié)構(gòu)上做該進(jìn)。很難做到遠(yuǎn)程監(jiān)控。例如，201020223523.X號(hào)專利“智能花盆”。該專利敘述的智能花盆，花盆體采用蝶形片結(jié)構(gòu)，內(nèi)部裝有帶毛細(xì)出水孔的環(huán)形存水管，具有澆水功能。并增加了攪拌裝置，通過(guò)微型電機(jī)帶動(dòng)攪拌裝置對(duì)花盆內(nèi)的土壤進(jìn)行攪拌。但該專利并沒(méi)有應(yīng)用傳感器對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，也不含有通信模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸?shù)龋捎诓缓瑐鞲衅魉砸延械臐菜當(dāng)嚢韫δ芤膊荒軐?shí)現(xiàn)根據(jù)需要自動(dòng)澆水和自能攪拌，智能化程度不高。20110169638.4號(hào)專利“一種智能花盆”，由花盆主體、濕度傳感器、太陽(yáng)能電池板、電源轉(zhuǎn)換裝置、主控系統(tǒng)、澆灌控制器、電動(dòng)水泵和盛水裝置組成，該專利實(shí)現(xiàn)了一種通過(guò)濕度傳感器自動(dòng)檢測(cè)花盆土壤的濕度情況，并根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果自動(dòng)控制水泵給植物澆水的裝置，并采用太陽(yáng)能供電，具有環(huán)保節(jié)能的特點(diǎn)。但太陽(yáng)能供電有個(gè)缺陷就是受到陽(yáng)光的限制，其次，該裝置只實(shí)現(xiàn)了對(duì)濕度的檢測(cè)及澆水控制，對(duì)于眾多的環(huán)境變量對(duì)植物的影響，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，對(duì)于不同植物用相同的澆水控制也是不科學(xué)的。最主要缺點(diǎn)是沒(méi)有和手機(jī)建立通信連接，無(wú)法做到對(duì)花盆內(nèi)植物的遠(yuǎn)程監(jiān)控。也不具有實(shí)時(shí)顯示和語(yǔ)音播報(bào)功能，用戶不能實(shí)時(shí)對(duì)植物的生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。整個(gè)花盆由于用到了一些機(jī)電系統(tǒng)成本也相應(yīng)較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置用于自動(dòng)監(jiān)控植物生長(zhǎng)環(huán)境，溫度、濕度、光照強(qiáng)度等等可以通過(guò)在植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置上的液晶顯示器上顯示出來(lái)，并進(jìn)行相應(yīng)的語(yǔ)音播報(bào)，也可以通過(guò)GSM通信模塊將所測(cè)得的數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶的手機(jī)上，在智能手機(jī)的基于Android操作系統(tǒng)的APP程序上顯示出來(lái)。用戶通過(guò)該裝置可以做到根據(jù)所養(yǎng)植物的個(gè)體特性，鍵入該植物在不同生長(zhǎng)階段對(duì)環(huán)境指標(biāo)的不同參數(shù)值。用戶即可通過(guò)基于Android操作系統(tǒng)的APP程序遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控植物生長(zhǎng)的環(huán)境狀況，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程澆水與加光。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置采用的技術(shù)方案是:該裝置由塑料外殼、溫度傳感器模塊、濕度傳感器模塊、光敏傳感器模塊、按鍵選擇模塊、微型水泵及內(nèi)置水箱、大功率LED燈、液晶顯示模塊、微處理器、GSM通信模塊、穩(wěn)壓電源模塊、語(yǔ)音模塊組成。在智能手機(jī)上我們根據(jù)該監(jiān)控裝置專門開發(fā)了基于Android操作系統(tǒng)的APP程序，智能手機(jī)與遠(yuǎn)程植物監(jiān)控裝置之間通過(guò)GSM通信模塊完成通信。
[0006]為了能夠保證整個(gè)系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)能力以及實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精確控制，本發(fā)明的植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置具有微處理器。微處理器芯片采用了 STC公司生產(chǎn)的STC12C5A60S，供電單元采用5V直流電源供電。其用于處理各個(gè)傳感器采集的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)與用戶鍵入的標(biāo)準(zhǔn)值作對(duì)比，并送液晶顯示。控制植物監(jiān)控裝置與智能手機(jī)之間的通信。此外，執(zhí)行植物監(jiān)控裝置的控制程序。
[0007]為了比較簡(jiǎn)單又相對(duì)準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)采集到各種環(huán)境參數(shù)，本發(fā)明的植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置的溫度傳感器模塊、濕度傳感器模塊、光敏傳感器模塊分別用于采集植物監(jiān)控裝置所處環(huán)境的溫度、花盆內(nèi)土壤的濕度和土壤溫度、植物所接受的光線強(qiáng)度。其中，溫度傳感器模塊中的溫度傳感器采用美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20，它與光敏傳感器模塊中的光敏電阻均放置在植物監(jiān)控裝置的外部，而濕度傳感器模塊中的濕度傳感器采用了廣州奧松電子有限公司生產(chǎn)的DHT11，放置在植物監(jiān)控裝置內(nèi)的土壤中。以便于實(shí)現(xiàn)信號(hào)的準(zhǔn)確采集。
[0008]為了讓用戶直觀地看到當(dāng)前的環(huán)境參數(shù)是否滿足植物生長(zhǎng)，本發(fā)明的植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置的外殼上使用IXD12864進(jìn)行顯示，顯示方式為:從上到下分別為環(huán)境溫度，環(huán)境光照強(qiáng)度，土壤溫度，土壤濕度。
[0009]為了完成控制澆水這一動(dòng)作，本發(fā)明的植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置將含有微型水泵的內(nèi)置水箱固定于包裝外殼內(nèi)壁，通過(guò)塑料軟管將水送至土壤，塑料軟管纏繞內(nèi)壁一圈，將軟管上方扎孔，水由此噴出。此外，用PWM波控制微型水泵，改變其電流大小使之能在受控情況下均勻地往該裝置內(nèi)土壤灑水。
[0010]為了完成控制增加光照這一動(dòng)作，本發(fā)明的植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置的8個(gè)大功率LED燈，均勻安置在植物監(jiān)控裝置邊緣8個(gè)不同的位置，使植物在缺光時(shí)能充分接受光線的照射，同時(shí)，也可作為一種燈飾起到美觀的效果。對(duì)于大功率LED燈的控制同樣采用PWM波控制電流大小的形式進(jìn)行精確控制。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)與控制，本發(fā)明的植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置的GSM通信模塊將該裝置和智能手機(jī)連接起來(lái)，微處理器既可以通過(guò)GSM通信模塊將各個(gè)傳感模塊采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到智能手機(jī)并以基于Android操作系統(tǒng)的APP程序進(jìn)行監(jiān)控，智能手機(jī)也可以通過(guò)GSM通信模塊將控制命令發(fā)送至微處理器。
[0012]為了減少在測(cè)試過(guò)程中需要接入多種輸出電壓等級(jí)電源的麻煩，本發(fā)明的植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置的電源模塊由外部電壓源供電，采用穩(wěn)壓電路實(shí)現(xiàn)一種電壓等級(jí)輸入-多種電壓等級(jí)輸出的功能，為電路板中不同的電路模塊或芯片提供多個(gè)電壓等級(jí)的直流電壓供電。
[0013]為了方便用戶能夠一體化監(jiān)護(hù)與控制，本發(fā)明的植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置采用智能手機(jī)接受GSM通信模塊發(fā)過(guò)來(lái)的短信，提取信息后在基于Android操作系統(tǒng)的APP程序上用直觀的圖形進(jìn)行顯示。通過(guò)觸發(fā)相關(guān)的控件后，發(fā)送約定的短信給微處理器，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置中大功率LED燈給植物增加光照、以及控制微型水泵給植物澆水。[0014]為提高養(yǎng)花的樂(lè)趣，本發(fā)明的植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置還加入了語(yǔ)音模塊，根據(jù)當(dāng)前環(huán)境參數(shù)值與用戶鍵入的標(biāo)準(zhǔn)值作對(duì)比，其結(jié)果可以判斷植物當(dāng)前是否缺水、缺光、高溫等，并進(jìn)行相應(yīng)的語(yǔ)音播報(bào)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的外形示意圖；
圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；
圖3為本發(fā)明的信號(hào)采集模塊電路圖；
圖4為本發(fā)明的顯示模塊電路圖；
圖5為本發(fā)明的控制模塊電路圖；
圖6為本發(fā)明的通信模塊結(jié)構(gòu)框圖；
圖7為本發(fā)明的穩(wěn)壓電源模塊結(jié)構(gòu)框圖；
圖8為本發(fā)明的語(yǔ)音模塊結(jié)構(gòu)框圖；
圖9為本發(fā)明的系統(tǒng)整體流程圖；
圖10為本發(fā)明的溫度采集流程圖；
圖11為本發(fā)明的濕度采集與微型水泵控制流程圖；
圖12為本發(fā)明的語(yǔ)音控制流程圖；
圖13為本發(fā)明的光線采集與光照控制流程圖；
圖14為本發(fā)明的基于Android操作系統(tǒng)的APP程序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0017]如圖1所示，為本發(fā)明的外形示意圖，通過(guò)智能手機(jī)8對(duì)植物生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置外觀包括一個(gè)包裝外殼3，鑲嵌在外殼上的液晶顯示器I及按鍵選擇模塊2，外殼頂部四個(gè)角及四條邊上的大功率LED燈5，內(nèi)殼6，圍繞內(nèi)殼上沿一圈并扎有很多小孔的塑料軟管7、從外殼引出的電源線4。
[0018]如圖2所示，為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖，植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置中，溫度傳感模塊10、濕度傳感模塊11、光敏傳感模塊12共同完成對(duì)植物生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)的采集并交給微處理器15進(jìn)行處理。微處理器15根據(jù)用戶通過(guò)按鍵選擇模塊2鍵入的標(biāo)準(zhǔn)值與各個(gè)傳感器模塊采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而判斷出當(dāng)前的環(huán)境是否滿足植物的生長(zhǎng)，并將采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)用液晶顯示模塊I進(jìn)行顯示。當(dāng)植物生長(zhǎng)環(huán)境不滿足其生長(zhǎng)需要時(shí)，通過(guò)GSM通信模塊9發(fā)短信到對(duì)應(yīng)的智能手機(jī)8，用戶通過(guò)我們開發(fā)的基于Android操作系統(tǒng)的APP程序，可以簡(jiǎn)單地完成增加光照和水分的控制。當(dāng)微處理器15接到“加光”控制命令，就根據(jù)需要調(diào)節(jié)大功率LED燈5，為植物增加光照強(qiáng)度。當(dāng)微處理器15接到“澆水”控制命令，就打開微型水泵13，將內(nèi)置水箱14的水抽出通過(guò)扎有很多小孔的塑料軟管7為植物澆水。穩(wěn)壓電源模塊16為該系統(tǒng)其他各個(gè)模塊提供恒定的穩(wěn)壓電源。
[0019]如圖3所示，為本發(fā)明的信號(hào)采集模塊18電路圖，對(duì)于環(huán)境溫度的采集，采用美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20單線數(shù)字溫度計(jì)，直接與STC公司生產(chǎn)的單片機(jī)STC12C5A60S2的P3.2 口單線相連，信息通過(guò)單線接口從DS18B20送出。DS18B20中還有用于貯存測(cè)得的溫度值的兩個(gè)8位存儲(chǔ)器RAM編號(hào)為O號(hào)和I號(hào)，I號(hào)存儲(chǔ)器存放溫度值的符號(hào)如果溫度為負(fù)(°C )則I號(hào)存儲(chǔ)器8位全為I否則全為O，O號(hào)存儲(chǔ)器用于存放溫度值的補(bǔ)碼LSB (最低位)的I表示0.5將存儲(chǔ)器中的二進(jìn)制數(shù)求補(bǔ)，再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)并除以2就得到被測(cè)溫度值。在DS18B20的供電方式上，采用外部電源供電雖然多用一根導(dǎo)線但測(cè)量速度較快。也可以采用數(shù)據(jù)總線供電方式，雖然節(jié)省一根導(dǎo)線但完成溫度測(cè)量的時(shí)間較長(zhǎng)。對(duì)于土壤溫濕度的采集，采用廣州奧松電子有限公司生產(chǎn)的DHTll單線數(shù)字傳感器，直接與單片機(jī)STC12C5A60S2的P3.3 口單線相連，信息通過(guò)單線接口從DHTll送出。考慮到連接線的長(zhǎng)度我們使用了一個(gè)4.7K的上拉電阻。供電方式與DS18B20相同。對(duì)于光照強(qiáng)度的采集，我們采用光敏電阻與一個(gè)100K的固定電阻串聯(lián)采分壓的形式。光敏電阻在不同光照條件下阻值不同，光照越強(qiáng)阻值越小所分得的電壓值也越小，由于光敏電阻式非線性電阻，無(wú)法找到準(zhǔn)確的光照與阻值的函數(shù)關(guān)系，只能定性將不同電壓值與光照強(qiáng)度對(duì)應(yīng)。對(duì)應(yīng)關(guān)系如下:超強(qiáng)光(0V ?0.6V);強(qiáng)光(0.6V ?1.2V);一般光(1.2V ?1.8V);較弱光(1.8V ?2.4V)；弱光(2.4V?3V);黑(大于3V)。
[0020]如圖4所示，為本發(fā)明的液晶顯示模塊I電路圖，液晶顯示模塊I采用IXD12864進(jìn)行顯示，該液晶是128X64點(diǎn)陣的漢字圖形型顯示模塊。外部元件只需一個(gè)電位器和一個(gè)電容、一個(gè)電阻，該液晶通過(guò)并行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。具體連接為:VSS與地相連；VDD與5V電壓相連，它們之間用電容隔離；3管腳NC與18管腳Vout通過(guò)電位器相連；數(shù)據(jù)指令碼CS、讀寫信號(hào)SID、使能信號(hào)SCIK分別與單片機(jī)STC12C5A60S的Pl.5、Pl.6、Pl.7相連；數(shù)據(jù)口 DBO到DB7分別連接單片機(jī)STC12C5A60S的P0.0到P0.7 ;串并模式選擇PSB連接到5V電源；16和17管腳懸空；背光源正負(fù)極IXDK和LCDA分別連接到5V電源和地端。
[0021]如圖5所示，為本發(fā)明的控制模塊19電路圖，對(duì)于微型水泵的控制，采用夏普公司生產(chǎn)的光電稱合器PC817C進(jìn)行控制，當(dāng)輸入端加電信號(hào)時(shí)，發(fā)光器發(fā)出光線，照射在受光器上，受光器接受光線后導(dǎo)通，產(chǎn)生光電流從輸出端輸出，從而實(shí)現(xiàn)了 〃電-光-電〃的轉(zhuǎn)換。PC817C是一種線性光電耦合器，能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或電流信號(hào)，這樣隨著輸入信號(hào)的強(qiáng)弱變化會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的光信號(hào)，從而使光敏晶體管的導(dǎo)通程度也不同，輸出的電壓或電流也隨之不同。進(jìn)而可以根據(jù)需要對(duì)微型水泵進(jìn)行控制。電路具體連接為:PC817C的第二管腳(WATER_10)與單片機(jī)STC12C5A60S的P2.3 口相連。對(duì)于大功率LED燈的控制，采用P0WTECH公司生產(chǎn)的高調(diào)光比LED恒流源驅(qū)動(dòng)器PT4115進(jìn)行控制。PT4115是一款連續(xù)電感電流導(dǎo)通模式的降壓恒流源，可以用于驅(qū)動(dòng)一顆或多顆串聯(lián)大功率LED燈。通過(guò)高端電流采樣設(shè)置LED平均電流，并通過(guò)DM引腳可以接受模擬調(diào)光和很寬范圍的PWM調(diào)光。當(dāng)DIM的電壓低于0.3伏時(shí)，功率開關(guān)關(guān)斷，PT4115進(jìn)入極低工作電流的待機(jī)狀態(tài)。外圍電路具體連接如圖5所示，其中PWM端口和LED_10端口分別于單片機(jī)STC12C5A60S的Pl.4口和P2.2 口相連，14V?17V的供電電源直接與穩(wěn)壓電源模塊相連。
[0022]如圖6所示，為本發(fā)明的GSM通信模塊9結(jié)構(gòu)框圖，將臺(tái)灣SMCOM公司生產(chǎn)的SIM300S 的 TXD 端與 STC12C5A60S 的 RXD 端口相連，將 SM300S 的 RXD 端與 STC12C5A60S 的TXD端口相連，將他們的GND端相連，實(shí)現(xiàn)共地。完成GSM通信模塊9與微處理器15之間的通信。
[0023]如圖7所示，為本發(fā)明的穩(wěn)壓電源模塊16結(jié)構(gòu)框圖，通過(guò)選擇外部電壓源和內(nèi)部電池組供電，再通過(guò)整流、濾波、穩(wěn)壓一系列變化得到我們需要的恒定電壓。采用惠斯通電橋進(jìn)行整流，并聯(lián)電容進(jìn)行濾波，TI公司生產(chǎn)的LM78系列三端穩(wěn)壓芯片進(jìn)行穩(wěn)壓。
[0024]如圖8所示，為本發(fā)明的語(yǔ)音模塊17結(jié)構(gòu)框圖，將需要播報(bào)的語(yǔ)音首先錄入美國(guó)ISD 公司生產(chǎn)的 ISD1760,STC12C5A60S 的 P2.4 口到 P2.7 口與 ISD1760 的 MIS0、M0S1、SCLK、SS分別相連，這樣微處理器15就能夠直接調(diào)用錄入ISD1760的每一段語(yǔ)音的地址，進(jìn)行語(yǔ)
音播報(bào)。
[0025]如圖9所示，為本發(fā)明的系統(tǒng)軟件整體流程圖，圖中從100開始，進(jìn)入系統(tǒng)的模塊初始化，首先進(jìn)行串口初始化101操作，然后進(jìn)行LCD12864液晶初始化102操作，緊接著是DS18B20溫度傳感器初始化103操作，AD初始化104操作，最后在初始化完成后實(shí)現(xiàn)液晶初始化顯示105，最后進(jìn)入系統(tǒng)循環(huán)測(cè)控狀態(tài)，首先進(jìn)行溫度采集與顯示106，濕度采集與顯示107，光線采集與顯示108。同時(shí)顯示完成后，進(jìn)行109操作，判斷語(yǔ)音播報(bào)按鈕是否關(guān)閉，如果關(guān)閉則進(jìn)行下次循環(huán)采集，否則進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的語(yǔ)音播報(bào)。
[0026]如圖10所示，為本發(fā)明的系統(tǒng)軟件溫度采集流程圖，溫度采集的工作流程為:從200開始，首先進(jìn)行的201操作，DS18B20的初始化，然后進(jìn)行202、203寫命令操作，實(shí)現(xiàn)不讀序列號(hào)，啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換的操作，緊接著再進(jìn)行204操作，完成延時(shí)、初始化DS18B20，接著再進(jìn)行205和206操作，相關(guān)命令的寫入，最后實(shí)現(xiàn)溫度的讀取，首先是讀低字節(jié)溫度數(shù)據(jù)207，再讀高字節(jié)溫度數(shù)據(jù)208，最后通過(guò)數(shù)據(jù)的整合處理209，實(shí)現(xiàn)溫度相關(guān)參數(shù)的轉(zhuǎn)換。
[0027]如圖11所示，為本發(fā)明的濕度采集與微型水泵控制流程圖，從200開始完成濕度采集301，首先進(jìn)行濕度傳感器模塊11初始化302，然后就可以分別讀取濕度高位303，濕度低位304，溫度高位305，溫度低位306，校驗(yàn)位307，如果校驗(yàn)成功，則將采集的數(shù)據(jù)用來(lái)進(jìn)行顯示309，否則跳出函數(shù)直接返回312，檢驗(yàn)成功的同時(shí)判斷濕度310，如果不足，將完成打開微型水泵311動(dòng)作，否則函數(shù)返回312。從而實(shí)現(xiàn)了濕度采集與微型水泵控制。
[0028]如圖12所示，為本發(fā)明的語(yǔ)音控制流程圖，從400開始，系統(tǒng)上電語(yǔ)音播報(bào)401，首先進(jìn)行402操作，完成初始化語(yǔ)音模塊17，判斷溫度是否過(guò)高403，如果為溫度過(guò)高，選擇播報(bào)溫度過(guò)高404，判斷溫度是否過(guò)低405，如果溫度過(guò)低，選擇播報(bào)溫度過(guò)低406。再進(jìn)行土壤濕度判斷，檢測(cè)土壤是否缺水407，如果土壤的濕度過(guò)低(缺水)，選擇播報(bào)土壤缺水408。最后進(jìn)行光線檢測(cè)，判斷環(huán)境是否太黑409，如果環(huán)境光照太黑，選擇播報(bào)環(huán)境太黑410，然后函數(shù)返回411。
[0029]如圖13所示，為本發(fā)明的光線采集與光照控制流程圖，從500開始，進(jìn)行光線采集與控制501，首先完成502操作，通過(guò)AD采集光敏電阻兩端電壓，采集的數(shù)據(jù)用于微處理器15進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，接著進(jìn)行電壓判斷，判斷電壓是否處于(T0.6V的范圍內(nèi)503，當(dāng)電壓處于該范圍內(nèi)時(shí)，判斷為晴天504;否則判斷電壓是否處于0.6疒1.2V的范圍內(nèi)505，當(dāng)電壓處于該范圍內(nèi)時(shí)，判斷為多云506 ;否則判斷電壓是否處于1.2V?1.8V的范圍內(nèi)507，當(dāng)電壓處于該范圍內(nèi)時(shí)，判斷為陰天508 ;否則判斷電壓是否處于1.8疒2.4V的范圍內(nèi)509，當(dāng)電壓處于該范圍內(nèi)時(shí)，判斷為昏暗510 ;否則判斷電壓是否大于2.4V 511，當(dāng)電壓大于2.4V時(shí)，判斷為夜晚512。接著將采集的天氣數(shù)據(jù)用于顯示513。最后我們通過(guò)判斷不同的天氣情況，判斷光照是否為晴天514，如果光線處在晴天以下，進(jìn)行515操作，通過(guò)PWM調(diào)節(jié)大功率LED燈的亮度，再返回516，使整個(gè)植物處在均勻光照環(huán)境中。
[0030]如圖14所示，為本發(fā)明的基于Android操作系統(tǒng)的APP程序流程圖，從600開始，首先完成設(shè)置XML控件布局601，其中包括主登陸界面布局、用戶信息注冊(cè)界面布局、控制界面布局三部分，接著實(shí)現(xiàn)用戶信息注冊(cè)602，包括用戶姓名與密碼等。輸入剛才注冊(cè)的用戶信息后就完成用戶登錄603，進(jìn)入APP控制界面604，包括有植物狀態(tài)查詢、打開水閥、關(guān)閉水閥、讀取狀態(tài)以及植物生長(zhǎng)環(huán)境顯示等功能。通過(guò)點(diǎn)擊不同的button控件，分別啟動(dòng)撥打電話intent進(jìn)程605，然后會(huì)接收智能遠(yuǎn)程植物裝置的短信命令606，接著解碼接收到的信息命令607，最后在控制界面中顯示當(dāng)前生長(zhǎng)環(huán)境狀態(tài)信息608，完成顯示后函數(shù)返回609。
【權(quán)利要求】
1.一種植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于:所述的監(jiān)控裝置包括塑料外殼(3)、溫度傳感器模塊(10)、濕度傳感器模塊(11 )、光敏傳感器模塊(12)、按鍵選擇模塊(2)、微型水泵(13 )及內(nèi)置水箱(14 )、大功率LED燈(5 )、液晶顯示模塊(I)、微處理器(15 )、GSM通信模塊(9)、穩(wěn)壓電源模塊(16)、語(yǔ)音模塊(17)、信號(hào)米集模塊(18);信號(hào)米集模塊(18)完成對(duì)植物生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)的采集并交給微處理器(15)進(jìn)行處理，微處理器(15)根據(jù)用戶通過(guò)按鍵選擇模塊(2)鍵入的標(biāo)準(zhǔn)值與各個(gè)傳感器模塊采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而判斷出當(dāng)前的環(huán)境是否滿足植物的生長(zhǎng)，并將采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)用液晶顯示模塊(I)進(jìn)行顯示；當(dāng)植物生長(zhǎng)環(huán)境不滿足其生長(zhǎng)需要時(shí)，通過(guò)GSM通信模塊(9)發(fā)短信到對(duì)應(yīng)的智能手機(jī)(8)，用戶通過(guò)基于Android操作系統(tǒng)的APP程序，完成增加光照和水分的控制；當(dāng)微處理器(15)接到“加光”控制命令，就根據(jù)需要調(diào)節(jié)大功率LED燈(5)，為植物增加光照強(qiáng)度；當(dāng)微處理器(15)接到“澆水”控制命令，就打開微型水泵(13)，將內(nèi)置水箱(14)的水抽出通過(guò)設(shè)置有數(shù)個(gè)小孔的塑料軟管(7)為植物澆水；穩(wěn)壓電源模塊(16)為本裝置其他各個(gè)模塊提供恒定的穩(wěn)壓電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于:所述的塑料外殼(3)包括兩層，內(nèi)層與外層之間為電路和信號(hào)連線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于:所敘述的液晶顯示模塊(I)鑲嵌在塑料外殼(3)的外層上，與微處理器(15)相連，用于顯示植物當(dāng)前所處的環(huán)境信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于:所述的按鍵選擇模塊(2)鑲嵌在塑料外殼(3)的外層上，與微處理器(15)相連，用于手動(dòng)更改微處理器(15)內(nèi)不同種類植物最佳生長(zhǎng)環(huán)境指標(biāo)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于:所述的穩(wěn)壓電源模塊(16)由外部電壓源供電，采用穩(wěn)壓電路實(shí)現(xiàn)一種電壓等級(jí)輸入-多種電壓等級(jí)輸出的功能，為電路板中不同的電路模塊或芯片提供多個(gè)電壓等級(jí)的直流電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于:所述的微型水泵(13)及內(nèi)置水箱(14)，分別與微處理器(15)和塑料水管(7)相連，塑料水管(7)的另一端繞在該裝置的內(nèi)壁一圈，通過(guò)在塑料水管的上部設(shè)置小孔，用于為植物澆水。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于:所述的大功率LED燈(5)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)芯片與微處理器(15)相連，將八個(gè)大功率LED燈(5)串聯(lián)起來(lái)，均勻固定在植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置上沿的八個(gè)不同位置，用于為植物增加光照。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于:所述的通過(guò)微型水泵(13)灑水以及通過(guò)大功率LED燈(5)進(jìn)行光照，其特征在于:對(duì)微型水泵(13)和大功率LED燈(5)的控制是通過(guò)調(diào)節(jié)PWM波改變分流控制電路的電流，從而改變微型水泵(13)的抽水量和大功率LED燈(5)的亮度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于:所述的基于Android操作系統(tǒng)的APP程序，用來(lái)提取通過(guò)GSM通信模塊(9)發(fā)送到智能手機(jī)上的短信；用戶通過(guò)點(diǎn)擊基于Android操作系統(tǒng)的APP程序上的控件，完成發(fā)送特定短信到微處理器(15)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制植物監(jiān)控裝置的澆水和加光功能。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于:所述的語(yǔ)音模塊(17 )與微處理器(15 )相連，根據(jù)信號(hào)采集模塊(18 )采集的環(huán)境參數(shù)值與按鍵選擇模塊(2 )鍵入的標(biāo) 準(zhǔn)值對(duì)比，不匹配時(shí)，發(fā)出相應(yīng)的語(yǔ)音提示。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK103760800SQ201410020205
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】高楊, 李君儒, 劉先勇, 趙創(chuàng), 李勇, 何婉婧 申請(qǐng)人:中國(guó)工程物理研究院電子工程研究所