家庭盆栽植物的智能管理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种家庭盆栽植物的智能管理系统，具有主控处理器、电源驱动电路、直动式电磁阀、水管、水箱、触摸式液晶面板和若干组灯珠阵列；主控处理器的I/O输出端接电源驱动电路的输入端；每组灯珠阵列均包括红光灯珠阵列和蓝光灯珠阵列；红光灯珠阵列和蓝光灯珠阵列的输入端分别接对应电源驱动电路的输出端；直动式电磁阀的控制端通过外接插头与主控处理器的I/O输出端连接；水管的一端连接在水箱上，水管上分布连接有若干直动式电磁阀。本实用新型在工作繁忙、出差在外时，能利用手机远程控制盆景的补光和补水。
【专利说明】家庭盆栽植物的智能管理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及照明【技术领域】，特别涉及一种家庭盆栽植物的智能管理系统。
【背景技术】
[0002]随着生活节奏的加快和环境污染的日益严重，越来越多的人开始向往田园生活，喜欢在家里种植花草盆景，一方面美化家庭环境，净化居所空气，另一方面陶冶情操，放松身心。盆景生长需要水、肥料和充足的阳光，在家庭盆栽植物的种植中很多家庭室内特别是客厅的光照条件达不到光照要求。
[0003]现有技术中的植物补光灯主要有两种，一种是采用荧光灯、白炽灯、金属卤灯等传统光源的补光灯，由于其光谱基本为线状谱线，与植物光合吸收光谱匹配不理想，能够被植物吸收的只是个别波段的光，其他波段的光都被浪费，耗电量大，不节能，且不易进行智能控制。第二种是采用LED光源的补光灯，但这类补光灯多为集中混合补光，针对的植物种类单一，光照面积固定，一般适用于大规模农业种植中，无法满足多样化的家庭盆景种植，因此现有的植物补光灯在种植家庭盆景的场合无法广泛应用。
[0004]此外，盆栽植物的种植中很多家庭采用单一的人工浇水，当由于工作繁忙、出差在外等种种原因没有及时给植物浇水时，就会导致花草植物的枯萎死亡。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种光照均匀、节能环保、光效高的家庭盆栽植物的智能管理系统。
[0006]实现本实用新型目的的技术方案是:一种家庭盆栽植物的智能管理系统，具有主控处理器、电源驱动电路和若干组灯珠阵列；所述主控处理器的I/o输出端接电源驱动电路的输入端；所述每组灯珠阵列均包括红光灯珠阵列和蓝光灯珠阵列；所述红光灯珠阵列和蓝光灯珠阵列的输入端分别接对应电源驱动电路的输出端；还具有直动式电磁阀、水管、水箱和触摸式液晶面板；所述直动式电磁阀的控制端通过外接插头与主控处理器的I/o输出端连接；所述水管的一端连接在水箱上，水管上分布连接有若干直动式电磁阀；所述触摸式液晶面板与主控处理器双向通讯连接，触摸式液晶面板上具有各组灯珠阵列的独立开关、各组灯珠阵列的参数设置按键以及直动式电磁阀的参数设置按键。
[0007]上述技术方案还具有GPRS无线通信电路和移动设备；所述主控处理器通过串口与GPRS无线通信电路连接；所述移动设备通过无线网络远程设置灯珠阵列的参数及直动式电磁阀的参数。
[0008]上述技术方案所述电源驱动电路包括大功率LED驱动芯片；所述大功率LED驱动芯片的输出端接灯珠阵列；所述主控处理器的I/o输出端通过PWM信号接大功率LED驱动芯片的输入端。
[0009]上述技术方案所述每组灯珠阵列由六颗并联的功率均为0.5W的红光LED灯珠和六颗并联的功率均为0.5W的蓝光LED灯珠组成，灯珠阵列按一定的空间位置焊接安装在电路板上。
[0010]上述技术方案还具有220V?5V的电源适配器；所述电源适配器的输出端接主控处理器和系统中其他电路的电源输入端。
[0011]上述技术方案所述大功率LED驱动芯片为AMC7140芯片。
[0012]上述技术方案所述主控处理器为ARM9S3C2440A芯片。
[0013]上述技术方案所述触摸式液晶面板为5.7英寸的触摸式液晶显示器。
[0014]上述技术方案所述直动式电磁阀为小口径的电磁阀。
[0015]采用上述技术方案后，本实用新型具有以下积极的效果:
[0016](I)本实用新型还具有直动式电磁阀、水管和水箱，配有专用的水管，能完成自动浇水功能，专用的水管安装在经过需要浇水的盆景上方，水管每隔一定距离安装一个直动式电磁阀，可同时给多盆植物自动浇水，使用时如果需要人工浇水，可通过面板设置将自动补水功能关闭；自动补水时只要设置好每一组浇水时间长短和间隔，水箱中加好水即可。此夕卜，当人们出差在外时系统还可通过手机远程设置自动浇水时间和间隔，需要浇水时控制信号自动将电磁阀打开，达到需要的水量后自动将电磁阀关闭，从而完成远程无线控制，保证植物的良好生长。
[0017](2)本实用新型针对家庭盆景的栽种，为了使光照均匀分布于整盆植物，没有采用单颗大功率的LED灯珠，而是采用多组节能环保、易被植物吸收的红光和蓝光LED灯珠，将六颗小功率0.5W的红光灯珠按一定的空间位置安装在电路板上，组成额定总功率为3W的红光灯珠阵列，将六颗0.5W的蓝光灯珠按一定的空间位置安装在电路板上，组成额定总功率为3W的蓝光灯珠阵列，这两个灯珠阵列为一组，重点对应一盆需补光的盆栽植物，保证绿色植物有充足、均匀的光照，达到较好的生长效果。采用LED灯珠最大的好处是节能、环保、光效高，相同的光照度下可比白炽灯省电90%以上。另外，主控处理器通过I/O 口输出PWM信号给AMC7140大功率LED驱动芯片，AMC7140芯片的最大驱动电流为700mA，最大能驱动5W的LED，完全能驱动额定功率为3W的灯珠阵列，因此将六个0.5W的LED灯珠进行并联后由AMC7140芯片进行驱动。
[0018](3)本实用新型还具有触摸式液晶面板；触摸式液晶面板与主控处理器双向通讯连接，触摸式液晶面板上具有各组灯珠阵列的独立开关、各组灯珠阵列的参数设置按键以及直动式电磁阀的参数设置按键，各组灯珠阵列可独立开关，每组均可独立设置工作参数从而使得光照面积可调，大大方便了用户使用。例如有4组灯珠阵列，现需要给客厅的一盆绿色植物补光，则只要将一组灯珠阵列打开，其它三组灯珠阵列都可关闭；如果需要同时给4盆植物或者一盆大型盆景补光，则可将4组灯珠阵列全部打开。参数设置包括红光、蓝光的开和关、每组灯珠阵列的功率大小O?3W、每组灯珠阵列照明的时间长短、每组灯珠阵列照明的时间间隔、自动浇水功能的开关、每组电磁阀打开的时间长短、每组电磁阀打开的时间间隔等。参数设置完成后系统自动工作，无需人工看管，实现全自动智能管理和控制，方便上班族特别是需要出差的用户使用。
[0019](4)本实用新型还具有220V?5V的电源适配器；所述电源适配器的输出端接主控处理器和系统中其他电路的电源输入端，可以将220V的交流市电变为5V的直流电源。
[0020](5)本实用新型还具有GPRS无线通信电路和移动设备；主控处理器通过串口与GPRS无线通信电路连接；移动设备上的客户端通过无线网络远程设置灯珠阵列的参数及直动式电磁阀的参数；工作繁忙、出差在外时，能利用手机通过通用无线通信网络进行远程控制盆景的补光和补水。
[0021](6)本实用新型的直动式电磁阀为小口径的电磁阀，可以达到更好的灌溉效果和节水效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
[0023]图1为本实用新型的结构框图；
[0024]图2为本实用新型的一组红光或蓝光灯珠阵列的功率控制电路示意图。
[0025]图3为本实用新型的补光处理流程图；
[0026]图4为本实用新型的结构原理图；
[0027]附图中标号为:主控处理器1、移动设备2、电源驱动电路3、大功率LED驱动芯片3-1、红光灯珠阵列4、蓝光灯珠阵列5、直动式电磁阀6、水管7、水箱8、触摸式液晶面板9、GPRS无线通信电路10。
【具体实施方式】
[0028](实施例1)
[0029]见图1、图2和图4，本实用新型具有主控处理器1、电源驱动电路3和若干组灯珠阵列；主控处理器I为ARM9芯片S3C2440A，主控处理器I的I/O输出端接电源驱动电路3的输入端；每组灯珠阵列均包括红光灯珠阵列4和蓝光灯珠5阵列，每组灯珠阵列由六颗并联的功率均为0.5W的红光LED灯珠和六颗并联的功率均为0.5W的蓝光LED灯珠组成，灯珠阵列按一定的空间位置焊接安装在电路板上；红光灯珠阵列4和蓝光灯珠阵列5的输入端分别接对应电源驱动电路3的输出端；电源驱动电路3包括大功率LED驱动芯片3-1 ;大功率LED驱动芯片3-1为AMC7140芯片，大功率LED驱动芯片3_1的输出端接灯珠阵列；主控处理器I的I/O输出端通过PWM信号接大功率LED驱动芯片3-1的输入端；还具有直动式电磁阀6、水管7和水箱8 ;直动式电磁阀6为小口径的电磁阀，直动式电磁阀6的控制端通过外接插头与主控处理器I的I/O输出端连接；水管7的一端连接在水箱8上，水管7上分布连接有若干直动式电磁阀6。
[0030]还具有触摸式液晶面板9 ;触摸式液晶面板9为5.7英寸的触摸式液晶显不器，触摸式液晶面板9与主控处理器I双向通讯连接，触摸式液晶面板9上具有各组灯珠阵列的独立开关、各组灯珠阵列的参数设置按键以及直动式电磁阀6的参数设置按键。
[0031]还具有GPRS无线通信电路10和移动设备2 ;主控处理器I通过串口与GPRS无线通信电路10连接；移动设备2为手机，移动设备2上的客户端通过无线网络远程设置灯珠阵列的参数及直动式电磁阀6的参数。
[0032]还具有220V?5V的电源适配器；电源适配器的输出端接主控处理器I和系统中其他电路的电源输入端，如若有需求，还可以加上土壤水分传感器，土壤水分传感器的输出端接主控处理器I的I/o输入端，用于检测土壤水分，判断是否需要补水。
[0033]本实用新型的工作原理为:
[0034]具体步骤见图3，(I)主控处理器I读取设置的参数；
[0035](2)判断本阵列是否要开；若为否，则照明定时为O ;若为是，则进入步骤(3)；
[0036](3)判断照明时间间隔是否到；若为否，则照明定时为O ;若为是，则根据本组设置的功率参数，计算PWM信号的高低电平时间，启动MCU片内PWM模块，输出PWM信号；
[0037](4)根据本组设置的照明时间参数，启动定时器；
[0038](5)判断本组是否自动浇水；若为否，则关闭电磁阀；若为是，则进入步骤(6)；
[0039](6)判断浇水时间间隔是否到；若为是，则打开电磁阀，根据设置的浇水时间，启动浇水定时器；若为否，则关闭电磁阀；
[0040](7)判断浇水时间是否到；若为是，则关闭电磁阀；若为否，则继续判断浇水时间是否到，直至为是；
[0041](8)判断时间是否到，若是，则退出；若否，则继续判断时间是否到，直至到达设定时间。
[0042]主控处理器I通过I/O 口输出PWM信号给AMC7140大功率LED驱动芯片3_1，AMC7140芯片的最大驱动电流为700mA，最大能驱动5W的LED，完全能驱动额定功率为3W的单色灯珠阵列，因此将六个0.5W的LED灯珠进行并联后由AMC7140芯片进行驱动。
[0043]每一个单色灯珠阵列额定功率为3W，为了满足个性化的需求，LED灯的功率可进行O?3W的数字化调节。而LED的调光控制有电流和电压调节两种，由于改变LED的电流会使LED的色温发生改变，会影响到植物对光的吸收，因此本实用新型采用PWM电压调节的方式，实际上是通过主控处理器I输出高频脉宽调制(PWM)信号，不断开关LED灯，从而改变LED的平均功率达到功率调节的目的。LED灯的开关时间比决定了功率的大小，因此只要改变PWM信号中高低电平的持续时间比就能改变功率的大小。
[0044]见图4，为了避免盆栽植物因用户长时间不在家而干枯死亡的问题，增配有一个装有水(水中也可放有营养肥)的水箱8和专用的水管7，水管7安装在经过需要浇水的盆景上方，能完成自动浇水功能，水管7每隔一定距离安装一个直动式电磁阀6，可同时给多盆植物自动浇水，直动式电磁阀6为小口径的电磁阀，以达到更好的灌溉效果和节水效果。电路板输出多路控制信号通过接插头连接到各组直动式电磁阀6，能独立控制各组直动式电磁阀6的开关，用户通过触摸式屏或手机远程设置好自动浇水时间和间隔，需要浇水时控制信号自动将直动式电磁阀6打开，达到需要的水量后自动将直动式电磁阀6关闭。
[0045]以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种家庭盆栽植物的智能管理系统，具有主控处理器(I)、电源驱动电路(3)和若干组灯珠阵列；所述主控处理器(I)的I/o输出端接电源驱动电路(3)的输入端；所述每组灯珠阵列均包括红光灯珠阵列(4)和蓝光灯珠(5)阵列；所述红光灯珠阵列(4)和蓝光灯珠阵列(5)的输入端分别接对应电源驱动电路(3)的输出端；其特征在于:还具有直动式电磁阀(6)、水管(7)、水箱⑶和触摸式液晶面板(9);所述直动式电磁阀(6)的控制端通过外接插头与主控处理器(I)的I/O输出端连接；所述水管(7)的一端连接在水箱(8)上，水管(7)上分布连接有若干直动式电磁阀￠);所述触摸式液晶面板(9)与主控处理器(I)双向通讯连接，触摸式液晶面板(9)上具有各组灯珠阵列的独立开关、各组灯珠阵列的参数设置按键以及直动式电磁阀出)的参数设置按键。
2.根据权利要求1所述的家庭盆栽植物的智能管理系统，其特征在于:还具有GPRS无线通信电路(10)和移动设备(2);所述主控处理器(I)通过串口与GPRS无线通信电路(10)连接；所述移动设备(2)上的客户端通过无线网络远程设置灯珠阵列的参数及直动式电磁阀(6)的参数。
3.根据权利要求2所述的家庭盆栽植物的智能管理系统，其特征在于:所述电源驱动电路(3)包括大功率LED驱动芯片(3-1);所述大功率LED驱动芯片(3_1)的输出端接灯珠阵列；所述主控处理器(I)的I/O输出端通过PWM信号接大功率LED驱动芯片(3-1)的输入端。
4.根据权利要求3所述的家庭盆栽植物的智能管理系统，其特征在于:所述每组灯珠阵列由六颗并联的功率均为0.5W的红光LED灯珠和六颗并联的功率均为0.5W的蓝光LED灯珠组成，灯珠阵列焊接安装在电路板上。
5.根据权利要求4所述的家庭盆栽植物的智能管理系统，其特征在于:还具有220V?5V的电源适配器；所述电源适配器的输出端接主控处理器(I)和系统中其他电路的电源输入端。
6.根据权利要求5所述的家庭盆栽植物的智能管理系统，其特征在于:所述大功率LED驱动芯片(3-1)为AMC7140芯片。
7.根据权利要求5所述的家庭盆栽植物的智能管理系统，其特征在于:所述主控处理器(I)为 ARM9 芯片 S3C2440A。
8.根据权利要求5所述的家庭盆栽植物的智能管理系统，其特征在于:所述触摸式液晶面板(9)为5.7英寸的触摸式液晶显示器。
9.根据权利要求5所述的家庭盆栽植物的智能管理系统，其特征在于:所述直动式电磁阀(6)为小口径的电磁阀。
【文档编号】G05B19/04GK204028594SQ201420452029
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】张素琴 申请人:张素琴