一种多级自动浇花系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多级自动浇花系统，包括微处理器模块、土壤湿度传感器模块、电压比较器、模式选择模块、震荡电路和直流水泵；所述微处理器模块连接所述电压比较器、模式选择模块和直流水泵；所述电压比较器连接所述土壤湿度传感器模块；所述土壤湿度传感器模块包括多个传感器单元，所述多个传感器单元均连至所述电压比较器，所述多个传感器单元设于土壤中的不同深度。因而可以更好的反应土壤的湿度；而且可根据不同深度传感器的监测数据进行多模式选择为不同类型的植物提供不同的浇花方式，且该系统的电路结构简单，成本低廉，易于实现，同时系统稳定性高，并能有效节约能源。
【专利说明】
—种多级自动淺花系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种多级自动浇花系统，属于智能浇花设备领域。
【背景技术】
[0002]植物的习性不同，浇水的方式也不尽相同，一些喜湿的植物要求水分充足，土壤需要保持一直的湿润，有些植物却需要土壤完全干透再进行浇水。植物对水的需求不同，就需要自动浇花装置具有多种功能，以满足不同植物的需求。
[0003]然而市场上的自动浇花器却不具有这些功能。普通的自动浇花器只有一个湿度传感器，只能检测某个区域的土壤的湿度，不能很好的代表整个花盆的湿度，更不用说实现多种浇水方式的功能。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于，提供一种多级自动浇花系统，使用多级不同深度传感器，可以更好的反应土壤的湿度;而且可根据不同深度传感器的监测数据进行多模式选择为不同类型的植物提供不同的浇花方式。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案:一种多级自动浇花系统，包括微处理器模块、土壤湿度传感器模块、电压比较器、模式选择模块、震荡电路和直流水栗;所述微处理器模块连接所述电压比较器、模式选择模块和直流水栗;所述电压比较器连接所述土壤湿度传感器模块;所述土壤湿度传感器模块包括多个传感器单元，所述多个传感器单元均连至所述电压比较器，所述多个传感器单元设于土壤中的不同深度。
[0006]如前述的多级自动浇花系统，还包括复位模块，所述复位模块与所述微处理器模块电连接;从而可以方便在出现运行状况时随时将设备进行重新启动。
[0007]如前述的多级自动浇花系统，还包括:多个可调电位器;所述的多个可调电位器的一端均连至VCC，另一端与多个传感器单元的一端分别—对应连接，所述多个传感器单元的另一端接地;所述多个传感器单元未接地的一端还连至所述电压比较器，因而能够简化电路结构，同时成本低廉，易于实现。
[0008]如前述的多级自动浇花系统，所述的多个可调电位器为四个可调电位器:R5、R6、R7和R8 ；所述土壤湿度传感器模块包括四个传感器单元:Ra、Rb、Re和Rd; Ra、Rb、Re和Rd的一端接地，另一端与R5、R6、R7和R8的一端——对应连接;R5、R6、R7和R8的另一端连至VCC，因而能够准确探测并获知土壤不同深度的湿度信息，而且具有电路结构简单，成本低廉，易于实现的优点。
[0009]如前述的多级自动浇花系统，所述模式选择模块包括电阻R13、R14，发光二极管LEDULED2，常开微动开关K2、K3;R13的一端连至微处理器模块、R14的一端连至连至微处理器模块，R13的另一端连至LEDl的一端，R14的另一端连至LED2的一端;K2的一端连至控芯片的接口 P2.1，K3的一端连至控芯片的接口 P2.0; LED 1、LED2、K2、K3的另一端均接地，因而能够使模式选择简单明了，且结构简单容易实现。
[0010]如前述的多级自动浇花系统，所述复位模块包括常开微动开关Kl、电解电容Cl、电阻Rll和电阻R12;R12—端接地，另一端分别连至微处理器模块、Cl的一端和Rll的一端;所述Rll另一端连至Kl一端;所述Kl和Cl的另一端均连至VCC，因而能够保证复位模块的稳定运行，且结构简单，成本低廉，易于推广。
[0011]如前述的多级自动浇花系统，所述震荡电路包括瓷片电容C2、C3以及晶振YI;YI —端分别连至C2的一端和微处理器模块，Yl另一端分别连至C3的一端和微处理器模块;C2和C3的另一端均接地。
[0012]如前述的多级自动浇花系统，还包括水栗外围电路，所述水栗外围电路包括电阻R15、发光二极管LED3和三极管Ql;直流水栗的负极连至LED3—端和Ql的发射极，直流水栗的正极连至VCC和R15;LED3的另一端与R15的另一端相互连接;所述Ql的基极连至微处理器模块，Ql的集电极接地，因而能够保证水栗稳定运行及控制精度。
[0013]如前述的多级自动浇花系统，所述微处理器模块的主控芯片型号为STC89C51;主控芯片的接口 VCC和接口EA连至VCC，主控芯片的接口GND接地;因而能够有效节约成本和降低能耗。
[0014]与现有技术相比，本实用新型通过利用微处理器模块、土壤湿度传感器模块、电压比较器、模式选择模块、震荡电路和直流水栗;所述微处理器模块连接所述电压比较器、模式选择模块和直流水栗;所述电压比较器连接所述土壤湿度传感器模块;所述土壤湿度传感器模块包括多个传感器单元，所述多个传感器单元均连至所述电压比较器，所述多个传感器单元设于土壤中的不同深度。因而可以更好的反应土壤的湿度;而且可根据不同深度传感器的监测数据进行多模式选择为不同类型的植物提供不同的浇花方式，且该系统的电路结构简单，成本低廉，易于实现，同时系统稳定性高，并能有效节约能源。据大量数据统计表明:采用本发明的控制系统后，多级自动浇花系统的灵敏度提高了20%，成本降低了10%，花卉的存活率提高了 20 %。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的一种实施例的模块连接示意图；
[0016]图2是本实用新型的一种实施例的电路连接示意图；
[0017]图3是本实用新型的一种实施例的四级传感器单元排列图。
[0018]附图标记:1_微处理器模块，2-土壤湿度传感器模块，3-电压比较器，4-模式选择模块，5-复位模块，6-震荡电路，7-直流水栗，8-传感器单元。
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的说明。
【具体实施方式】
[0020]本实用新型的实施例1，如图1和图2所示:一种多级自动浇花系统，包括微处理器模块1、土壤湿度传感器模块2、电压比较器3、模式选择模块4、震荡电路6和直流水栗7;所述微处理器模块I连接所述电压比较器3、模式选择模块4和直流水栗7;所述电压比较器3连接所述土壤湿度传感器模块2;所述土壤湿度传感器模块2包括多个传感器单元8，所述多个传感器单元8均连至所述电压比较器3，所述多个传感器单元8设于土壤中的不同深度。还包括复位模块5，所述复位模块5与所述微处理器模块I电连接。还包括:多个可调电位器;所述的多个可调电位器的一端均连至VCC，另一端与多个传感器单兀8的一端分别对应连接，所述多个传感器单元8的另一端接地;所述多个传感器单元8未接地的一端还连至所述电压比较器3。所述的多个可调电位器具体为四个可调电位器:R5、R6、R7和R8;所述土壤湿度传感器模块2包括四个传感器单元8:1^、1^、1^和1?(1;1^、1^、1^和1?(1的一端接地，另一端与1?5、R6、R7和R8的一端——对应连接;R5、R6、R7和R8的另一端连至VCC。所述模式选择模块4包括电阻R13、R14，发光二极管LEDULED2，常开微动开关K2、K3;R13的一端连至微处理器模块1、R14的一端连至连至微处理器模块1，R13的另一端连至LEDl的一端，R14的另一端连至LED2的一端;K2的一端连至控芯片的接口 P2.1，K3的一端连至控芯片的接口 P2.0; LED 1、LED2、K2、K3的另一端均接地。所述复位模块5包括常开微动开关K1、电解电容Cl、电阻RU和电阻R12;R12—端接地，另一端分别连至微处理器模块1、C1的一端和Rll的一端;所述Rll另一端连至Kl 一端;所述Kl和Cl的另一端均连至VCC。所述震荡电路6包括瓷片电容C2、C3以及晶振Yl ； Yl 一端分别连至C2的一端和微处理器模块I，Y1另一端分别连至C3的一端和微处理器模块I ； C2和C3的另一端均接地。还包括水栗外围电路，所述水栗外围电路包括电阻Rl5、发光二极管LED3和三极管Ql;直流水栗7的负极连至LED3—端和Ql的发射极，直流水栗7的正极连至VCC和Rl5; LED3的另一端与Rl5的另一端相互连接;所述Ql的基极连至微处理器模块I，Ql的集电极接地。所述微处理器模块I的主控芯片型号为STC89C51;主控芯片的接口 VCC和接口 EA连至VCC，主控芯片的接口 GND接地。
[0021]本实用新型的实施例2，如图1和图2所示:一种多级自动浇花系统，包括微处理器模块1、土壤湿度传感器模块2、电压比较器3、模式选择模块4、震荡电路6和直流水栗7;所述微处理器模块I连接所述电压比较器3、模式选择模块4和直流水栗7;所述电压比较器3连接所述土壤湿度传感器模块2;所述土壤湿度传感器模块2包括多个传感器单元8，所述多个传感器单元8均连至所述电压比较器3，所述多个传感器单元8设于土壤中的不同深度。还包括:多个可调电位器;所述的多个可调电位器的一端均连至VCC，另一端与多个传感器单元8
的一端分别--对应连接，所述多个传感器单元8的另一端接地;所述多个传感器单元8未接地的一端还连至所述电压比较器3。
[0022]本实用新型的实施例3，如图1和图2所示:一种多级自动浇花系统，包括微处理器模块1、土壤湿度传感器模块2、电压比较器3、模式选择模块4、震荡电路6和直流水栗7;所述微处理器模块I连接所述电压比较器3、模式选择模块4和直流水栗7;所述电压比较器3连接所述土壤湿度传感器模块2;所述土壤湿度传感器模块2包括多个传感器单元8，所述多个传感器单元8均连至所述电压比较器3，所述多个传感器单元8设于土壤中的不同深度。还包括:多个可调电位器;所述的多个可调电位器的一端均连至VCC，另一端与多个传感器单元8
的一端分别--对应连接，所述多个传感器单元8的另一端接地;所述多个传感器单元8未接地的一端还连至所述电压比较器3。所述多个可调电位器具体为四个可调电位器:R5、R6、R7和R8 ；所述土壤湿度传感器模块2包括四个传感器单元8: Ra、Rb、Re和Rd; Ra、Rb、Re和Rd的一端接地，另一端与R5、R6、R7和R8的一端——对应连接;R5、R6、R7和R8的另一端连至VCC。
[0023]本实用新型的实施例4，如图1和图2所示:一种多级自动浇花系统，包括微处理器模块1、土壤湿度传感器模块2、电压比较器3、模式选择模块4、震荡电路6和直流水栗7;所述微处理器模块I连接所述电压比较器3、模式选择模块4和直流水栗7;所述电压比较器3连接所述土壤湿度传感器模块2;所述土壤湿度传感器模块2包括多个传感器单元8，所述多个传感器单元8均连至所述电压比较器3，所述多个传感器单元8设于土壤中的不同深度。所述模式选择模块4包括电阻R13、R14，发光二极管LED1、LED2，常开微动开关K2、K3;R13的一端连至微处理器模块1、R14的一端连至连至微处理器模块1，R13的另一端连至LEDl的一端，R14的另一端连至LED2的一端;K2的一端连至控芯片的接口P2.1，K3的一端连至控芯片的接口Ρ2.0； 1^01、1^02、1(2、1(3的另一端均接地。
[0024]本实用新型的实施例5，如图1和图2所示:一种多级自动浇花系统，包括微处理器模块1、土壤湿度传感器模块2、电压比较器3、模式选择模块4、震荡电路6和直流水栗7;所述微处理器模块I连接所述电压比较器3、模式选择模块4和直流水栗7;所述电压比较器3连接所述土壤湿度传感器模块2;所述土壤湿度传感器模块2包括多个传感器单元8，所述多个传感器单元8均连至所述电压比较器3，所述多个传感器单元8设于土壤中的不同深度。还包括复位模块5，所述复位模块5与所述微处理器模块I电连接。所述复位模块5包括常开微动开关Κ1、电解电容Cl、电阻Rl I和电阻R12;R12—端接地，另一端分别连至微处理器模块1、C1的一端和Rl I的一端;所述Rl I另一端连至Kl 一端;所述Kl和Cl的另一端均连至VCC。
[0025]本实用新型的实施例6，如图1和图2所示:一种多级自动浇花系统，包括微处理器模块1、土壤湿度传感器模块2、电压比较器3、模式选择模块4、震荡电路6和直流水栗7;所述微处理器模块I连接所述电压比较器3、模式选择模块4和直流水栗7;所述电压比较器3连接所述土壤湿度传感器模块2;所述土壤湿度传感器模块2包括多个传感器单元8，所述多个传感器单元8均连至所述电压比较器3，所述多个传感器单元8设于土壤中的不同深度。所述震荡电路6包括瓷片电容C2、C3以及晶振Yl; Yl—端分别连至C2的一端和微处理器模块I，Y1另一端分别连至C3的一端和微处理器模块I ;C2和C3的另一端均接地。
[0026]本实用新型的实施例7，如图1和图2所示:一种多级自动浇花系统，包括微处理器模块1、土壤湿度传感器模块2、电压比较器3、模式选择模块4、震荡电路6和直流水栗7;所述微处理器模块I连接所述电压比较器3、模式选择模块4和直流水栗7;所述电压比较器3连接所述土壤湿度传感器模块2;所述土壤湿度传感器模块2包括多个传感器单元8，所述多个传感器单元8均连至所述电压比较器3，所述多个传感器单元8设于土壤中的不同深度。还包括水栗外围电路，所述水栗外围电路包括电阻R15、发光二极管LED3和三极管Ql;直流水栗7的负极连至LED3—端和Ql的发射极，直流水栗7的正极连至VCC和R15;LED3的另一端与R15的另一端相互连接;所述Ql的基极连至微处理器模块I，Ql的集电极接地。
[0027]本实用新型的实施例8，如图1和图2所示:一种多级自动浇花系统，包括微处理器模块1、土壤湿度传感器模块2、电压比较器3、模式选择模块4、震荡电路6和直流水栗7;所述微处理器模块I连接所述电压比较器3、模式选择模块4和直流水栗7;所述电压比较器3连接所述土壤湿度传感器模块2;所述土壤湿度传感器模块2包括多个传感器单元8，所述多个传感器单元8均连至所述电压比较器3，所述多个传感器单元8设于土壤中的不同深度。
[0028]本实用新型的一种实施例的工作原理，如图1和图2所示:￥0:为+5￥，1?1、1?2、1?、1?4为1kQ电阻，R5、R6、R7、R8为O-1OOk可调电位器，R9、R10为50kQ电阻，Rll为IkQ电阻，R12为1kQ电阻，R13、R14、R15为750Ω电阻，Ra、Rb、Rc、Rd为土壤湿度传感器2中的传感器单元8，(:1为16￥22口？电解电容<2、03为22??瓷片电容，￥1为121^!1晶振，1(1、1(2、1(3为常开微动开关，LED1、LED2、LED3为红f3LED(即3mm的草帽LED灯珠)，Q1为A733三极管，M为直流水栗7。
[0029]电压比较器3采用型号为LM339的四通道电压比较器，R9、R10均为50kQ电阻，为LM339的四个电压比较器提供2.5V参考电压。Rl、R2、R3、R4为四个输出管脚的上拉电阻。Rd与R8组成一个分压电路，通过调节R8确定土壤干湿的分界点，当土壤潮湿的时候，Rd处于低阻态，Rd上分压较小，当小于2.5V时，LM339的端口 I饱和，处于O的状态；当土壤干燥时，Rd处于高阻态，Rd上分压较大，当大于2.5V时，LM339的端口 I截止，处于I的状态。同样的Ra、Rb、Re与R5、R6、R7组成了和Rd与R8—样的分压电路，通过LM339将土壤的干湿以O表示干，I表示湿的方式表示出来，将土壤的湿度转化为电信号。
[0030]1(1、(:1、1?11、1?12组成了微处理器模块1的复位模块5，当按下1(1时单片机复位。〇2、〇3、￥1构成控制芯片的震荡电路6，并为控制芯片提供121^11的主频。1?13、1?14、1^01、1^02、K2、K3构成模式选择模块412.7为输出控制端。
[0031]控制芯片中的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3为输入接口，接收LM3 39的四个输出端的电平。当按下Κ2，选择模式一(S卩:四个传感器单元8有一个或多个为干时，直流水栗7启动)，指示灯LED2亮起，此时若P1.0、P1.1、P1.2、P1.3不全为I时，直流水栗7启动，若全为I时，直流水栗7关闭；当按下Κ3，选择模式二(即:四个传感器单元8全为干，直流水栗7启动)，指示灯LED2亮起，此时若Pl.0、Ρ1.1、Ρ1.2、Ρ1.3全为O时，水栗启动，若不全为O时，水栗关闭。
[0032]直流水栗7的控制由Ρ2.7控制，当Ρ2.7置O时，三极管ec极导通，直流水栗7工作，指不灯LED3壳起D
【主权项】
1.一种多级自动浇花系统，其特征在于，包括微处理器模块(I )、土壤湿度传感器模块(2)、电压比较器(3)、模式选择模块(4)、震荡电路(6)和直流水栗(7);所述微处理器模块(I)连接所述电压比较器(3)、模式选择模块(4)和直流水栗(7);所述电压比较器(3)连接所述土壤湿度传感器模块(2);所述土壤湿度传感器模块(2)包括多个传感器单元(8)，所述多个传感器单元(8)均连至所述电压比较器(3)，所述多个传感器单元(8)设于土壤中的不同深度。2.根据权利要求1所述的多级自动浇花系统，其特征在于，还包括复位模块(5)，所述复位模块(5)与所述微处理器模块(I)电连接。3.根据权利要求1所述的多级自动浇花系统，其特征在于，还包括:多个可调电位器;所述的多个可调电位器的一端均连至VCC，另一端与多个传感器单兀(8)的一端分别 对应连接，所述多个传感器单元(8)的另一端接地;所述多个传感器单元(8)未接地的一端还连至所述电压比较器(3)。4.根据权利要求3所述的多级自动浇花系统，其特征在于，所述的多个可调电位器具体为四个可调电位器R5、R6、R7和R8;所述土壤湿度传感器模块(2)包括四个传感器单元(8):Ra、Rb、Rc和1?(1;1^、肋、1^和1?(1的一端接地，另一端与1?5、1?6、1?7和1?8的一端——对应连接；R5、R6、R7和R8的另一端连至VCC。5.根据权利要求1所述的多级自动浇花系统，其特征在于，所述模式选择模块(4)包括电阻R13、R14，发光二极管LED1、LED2，常开微动开关K2、K3;R13的一端连至微处理器模块(I)、Rl4的一端连至连至微处理器模块(I)，1?13的另一端连至LEDI的一端，則4的另一端连至LED2的一端;K2的一端连至控芯片的接口 P2.1，K3的一端连至控芯片的接口 P2.0; LEDl、LED2、Κ2、Κ3的另一端均接地。6.根据权利要求2所述的多级自动浇花系统，其特征在于，所述复位模块(5)包括常开微动开关Kl、电解电容Cl、电阻Rl I和电阻R12 ;R12—端接地，另一端分别连至微处理器模块(I)、C1的一端和RlI的一端;所述RlI另一端连至Kl一端;所述Kl和Cl的另一端均连至VCC。7.根据权利要求1所述的多级自动浇花系统，其特征在于，所述震荡电路(6)包括瓷片电容C2、C3以及晶振￥1;￥1—端分别连至02的一端和微处理器模块(1)，￥1另一端分别连至C3的一端和微处理器模块(I); C2和C3的另一端均接地。8.根据权利要求1所述的多级自动浇花系统，其特征在于，还包括水栗外围电路，所述水栗外围电路包括电阻R15、发光二极管LED3和三极管Ql;直流水栗(7)的负极连至LED3—端和Ql的发射极，直流水栗(7)的正极连至VCC和R15; LED3的另一端与R15的另一端相互连接;所述Ql的基极连至微处理器模块(I)，Ql的集电极接地。9.根据权利要求1?8任一项所述的多级自动浇花系统，其特征在于，所述微处理器模块(I)的主控芯片型号为STC89C51 ；主控芯片的接口 VCC和接口 EA连至VCC，主控芯片的接口GND接地。
【文档编号】A01G25/16GK205455080SQ201620197453
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月15日
【发明人】尹振, 王俐, 雍紫卉, 孙春雨, 张艺清, 卢文博, 刘大粮, 张家生
【申请人】东北大学秦皇岛分校