一种基于现场可编程门阵列的智能社区浇水系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于现场可编程门阵列的智能社区浇水系统，其中，所述系统包括可编程逻辑阵列控制系统、监测系统、社区浇水系统，其中，所述可编程逻辑阵列控制系统用于接收所述监测系统检测获取的环境数据，根据所述环境数据控制所述浇水系统进行浇水作业；所述监测系统用于检测外部环境的环境数据，将所述环境数据传送至所述可编程逻辑阵列控制系统；所述社区浇水系统用于根据所述编程逻辑阵列控制系统发出的控制指令进行浇水作业。在本发明实施例中，根据社区内的植物种类、光照、空气干湿度和土壤湿度实时智能的获得社区内的植物需水量，并通过水泵对植物进行自动浇灌，简单易操作。
【专利说明】
一种基于现场可编程门阵列的智能社区浇水系统
技术领域
[0001] 本发明涉及智能浇水技术领域，尤其涉及一种基于现场可编程门阵列的智能社区 饶水系统。
【背景技术】
[0002] 现有的自动浇花设备普遍采用预先设定固定浇水量方法，部分方法可以根据监测 土壤的湿度自动开启水栗进行浇水。预先设定固定浇水量的方法是通过单片机设定固定时 间长度进行浇水。监测土壤湿度浇水方法是采用单片机进行控制，单片机连接土壤湿度传 感器，监测传感器湿度变化值，通过外接水栗电机控制芯片驱动水栗电机进行浇水。单片机 接收传感器探测的土壤湿度值，再根据预置的土壤湿度参考值和土壤温度值，判断是否需 要浇花，在判断需要浇花时，驱动水栗浇花，实现了自动控制的浇花方法。例如，专利号为 ZL2012207068 00.1、专利号CN203226113 U、专利号CN 102960218 A的实用新型中公开的 自动浇水系统，根据预置固定的土壤湿度参考值和土壤温度值，判断是否需要浇花，在判断 需要浇花时，驱动水栗启动浇花，实现了自动控制的浇花方法。但是现有大量技术中，对于 浇水量的控制都是预先在自动浇花设备中设定的，每次浇水时并不进行调整。同时，已有的 偶有能调整浇水量的方法中，浇水量的设定都是基于土壤湿度的检测。例如，专利号为CN 104012376 A的发明专利公开了根据花卉生长周期对浇水量进行调整的方法。花卉在不同 的生长周期其需要的土壤湿度并不相同，根据生长周期对土壤的湿度进行调整，通过检测 土壤湿度的变化控制浇水量。同时，该方法只能针对单一花卉进行浇花控制。现有浇花设备 普遍缺乏根据花草品种对浇水量进行调整的方法，造成花卉需水量不同而枯萎，甚至死亡。 因此，现有浇花技术没有综合花卉种类、光照、空气干湿度和土壤湿度性能指标同时进行定 制浇水，浇灌过程具有盲目性及随意性的特点。花卉生长过程中，浇水量的多少影响花卉生 长速度，如果浇水量过多或过少都将引起花卉健康，甚至死亡。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于现场可编程门阵 列的智能浇水系统，根据外部环境因素实时智能的获得社区内的植物需水量，并通过水栗 对植物进行自动浇灌，简单易操作。
[0004] 为了解决上述问题，本发明提出了一种基于现场可编程门阵列的智能社区浇水系 统，所述系统包括:可编程逻辑阵列控制系统、监测系统、社区浇水系统，其中：
[0005] 所述可编程逻辑阵列控制系统用于接收所述监测系统检测获取的环境数据，根据 所述环境数据控制所述浇水系统进行浇水作业；
[0006] 所述监测系统用于检测外部环境的环境数据，将所述环境数据传送至所述可编程 逻辑阵列控制系统；
[0007] 所述社区浇水系统用于根据所述编程逻辑阵列控制系统发出的控制指令进行浇 水作业。
[0008] 优选地，所述可编程逻辑阵列控制系统包括:信息接收单元、存储单元、数据处理 单元、控制指令发送单元，其中：
[0009] 所述信息接收单元用于接收所述监测系统检测获取的外部环境数据，并将所述环 境数据传送至所述数据处理单元；
[0010] 所述存储单元用于存储样本植物特性，所述样本植物特性至少包括植物名称、喜 光性和最佳种植湿度；
[0011] 所述数据处理单元用于根据所述存储单元存储的植物样本特性和所述信息接收 单元获取的环境数据进行处理，获取处理结果，将所述处理结果发送至所述控制指令发送 单元；
[0012] 所述控制指令发送单元用于根据所述处理结果向所述浇水系统发出浇水作业指 令。
[0013] 优选地，所述监测系统包括光探测单元、空气湿度探测单元、土壤湿度探测单元的 一种或多种组合，用于监测植物外部环境的环境数据。
[0014] 优选地，所述社区浇水系统包括水栗单元和IXD显示单元；
[0015] 所述水栗单元用于根据所述编程逻辑阵列控制系统发出的控制指令进行浇水作 业；
[0016] 所述IXD显示单元用于显示智能浇水系统的目录设置及输出。
[0017]在本发明实施例中，根据社区内的植物种类、光照、空气干湿度和土壤湿度实时智 能的获得社区内的植物需水量，并通过水栗对植物进行自动浇灌，简单易操作。
【附图说明】
[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其它的附图。
[0019] 图1是本发明实施例中的智能社区浇水系统的结构组成示意图；
[0020]图2是本发明实施例中的智能社区浇水系统的又一结构组成示意图。
【具体实施方式】
[0021] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022] 图1是本发明实施例中的智能社区浇水系统的结构组成示意图，如图1所示，该系 统包括:可编程逻辑阵列控制系统12、监测系统11、浇水系统13，其中：
[0023] 可编程逻辑阵列控制系统12用于接收监测系统11检测获取的环境数据，根据环境 数据控制浇水系统13进行浇水作业；
[0024] 监测系统11用于监测外部环境的环境数据，将环境数据传送至可编程逻辑阵列控 制系统12;
[0025] 社区浇水系统13用于根据编程逻辑阵列控制系统12发出的控制指令进行浇水作 业。
[0026] 图2是本发明实施例中的智能社区浇水系统的又一结构组成示意图，如图2所示， 该可编程逻辑阵列控制系统12包括:信息接收单元121、存储单元122、数据处理单元123、控 制指令发送单元124,其中：
[0027] 信息接收单元121用于接收监测系统11检测获取的外部环境数据，并将环境数据 传送至所述数据处理单元123;在接收到监测的外部环境数据时，对这些数据进行一个初步 处理，如出去这些数据的杂质等。
[0028] 存储单元122用于存储样本植物特性，样本植物特性至少包括植物名称、喜光性和 最佳种植湿度;在该存储单元122中存储着一定数量的植物样本，其中包括这些植物样本的 植物名称、种类、喜光性、最佳生长温度和最佳生长湿度等，这些样本的数量不少于50种。
[0029] 数据处理单元123用于根据存储单元122存储的植物样本特性和信息接收单元获 取121的环境数据进行处理，获取处理结果，将处理结果发送至控制指令发送单元124;首先 定义理想浇水因子m和实际浇水因子r，当r>m时，表明植物需要浇水，反之，则不需要浇水。 在浇水过程中动态更新实际浇水因子，并与理想浇水因子比较，当理想浇水因子大于实际 浇水因子时，停止浇水。将存储模块中样本植物分类为非常喜光、喜光、正常、喜阴、非常喜 阴五类，并分另丨」设探测光权值为91、92、93、94和95(91>92>93>94>95>0)，光强数值为0，空气干 湿度相对数值为t，土壤湿度为s。则实际浇花因子r的表达式为：
其中i = 1，···，5〇
[0030] 控制指令发送单元124用于根据处理结果向浇水系统13发出浇水作业指令。
[0031] 该监测系统11包括光探测单元111、空气湿度探测单元112、土壤湿度探测单元113 的一种或多种组合，用于监测植物外部环境的环境数据。通过这些监测单元实时监测该植 物所在的位置的环境数据的变化，并实时传送至可编程逻辑阵列控制系统12中，让可编程 逻辑阵列控制系统12根据这些环境数据进行决策处理。
[0032] 该社区浇水系统13包括水栗单元131和IXD显示单元132;
[0033]水栗单元131用于根据编程逻辑阵列控制系统12发出的控制指令进行浇水作业； 在接到浇水指令之后，该水栗单元131开始进行工作，并根据浇水指令工作时间控制在指令 规定时间内。
[0034] IXD显示单元132用于显示智能浇水系统的目录设置及输出；在LCD显示器上输入 需要浇水的对象植物，在输入该植物之后，在可编程逻辑阵列控制系统12中的存储单元122 内进行匹配，获取到植物的基本信息，并显示在IXD显示器上。
[0035]具体实施过程中的该系统的工作具体步骤如下：
[0036] (1)根据植物种类和生长规律确定理想浇花因子m;
[0037] (2)初始化光探测传感器、空气干湿度探测传感器、土壤湿度探测传感器和现场可 编程逻辑门阵列控制器；
[0038] (3)设定采样时间间隔为ΛΤ，初始时间为T0，则第j次采样的时间为T0+j ΛΤ，其中 j = l,2,3···, js；
[0039] (4)将第j次采样的光探测传感器、空气干湿度探测传感器和土壤湿度探测传感器 数值反馈到可编程逻辑阵列控制器；
[0040] (5)在可编程逻辑阵列中计算第j次采样的实际浇水因子4+的数值，并把该数 值存储到可编程逻辑阵列内部的片内可读写存储器，固定采样时间间隔ΛΤ定向动态刷新。 具体来说实际浇水因子为：
[0041]
[0042] (6)比较m和的大小，若wbm表明植物需要浇水，反之，则不需要浇水；
[0043] (7)可编程逻辑阵列接收植物浇水的指令驱动水栗浇水，并将输出结果显示在LCD 屏幕，实现自动控制的浇水方法。
[0044] 在本发明实施例中，根据社区内的植物种类、光照、空气干湿度和土壤湿度实时智 能的获得社区内的植物需水量，并通过水栗对植物进行自动浇灌，简单易操作。
[0045] 本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可 以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储 介质可以包括：只读存储器（R〇M，Read Only Memory)、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。
[0046] 另外，以上对本发明实施例所提供的一种基于现场可编程门阵列的智能社区浇水 系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以 上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般 技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述， 本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1. 一种基于现场可编程门阵列的智能社区浇水系统，其特征在于，所述系统包括:可编 程逻辑阵列控制系统、监测系统、社区浇水系统，其中： 所述可编程逻辑阵列控制系统用于接收所述监测系统检测获取的环境数据，根据所述 环境数据控制所述浇水系统进行浇水作业； 所述监测系统用于监测外部环境的环境数据，将所述环境数据传送至所述可编程逻辑 阵列控制系统； 所述社区浇水系统用于根据所述编程逻辑阵列控制系统发出的控制指令进行浇水作 业。2. 根据权利要求1所述的智能社区浇水系统，其特征在于，所述可编程逻辑阵列控制系 统包括:信息接收单元、存储单元、数据处理单元、控制指令发送单元，其中： 所述信息接收单元用于接收所述监测系统检测获取的外部环境数据，并将所述环境数 据传送至所述数据处理单元； 所述存储单元用于存储样本植物特性，所述样本植物特性至少包括植物名称、喜光性 和最佳种植湿度； 所述数据处理单元用于根据所述存储单元存储的植物样本特性和所述信息接收单元 获取的环境数据进行处理，获取处理结果，将所述处理结果发送至所述控制指令发送单元； 所述控制指令发送单元用于根据所述处理结果向所述浇水系统发出浇水作业指令。3. 根据权利要求1所述的智能社区浇水系统，其特征在于，所述监测系统包括光探测单 元、空气湿度探测单元、土壤湿度探测单元的一种或多种组合，用于监测植物外部环境的环 境数据。4. 根据权利要求1所述的智能社区浇水系统，其特征在于，所述社区浇水系统包括水栗 单元和LCD显示单元； 所述水栗单元用于根据所述编程逻辑阵列控制系统发出的控制指令进行浇水作业； 所述LCD显示单元用于显示智能浇水系统的目录设置及输出。
【文档编号】A01G25/00GK105993838SQ201610325893
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】陈湘萍, 傅文渊, 林格
【申请人】中山大学