专利名称：根据环境控制提供流体的装置和方法
技术领域：
本公开一般涉及植物的灌溉，尤其涉及用于观赏花及节水的植物的灌溉。II.现有技术
在家庭养花中，人们通常需要根据节令和气候如温度，湿度，雨量及时间等有规律地浇水，并主要依据人的记忆和经验。
另外，农业灌溉也是人们根据节令和气候如温度，湿度，雨量及时间等有规律地喷灌，并主要依据人的记忆和经验。随着环保节水的要求，农业灌溉也需要根据作物的需要，提供适量的水。
本发明利用控制原理，可以根据环境高效地浇水和节水，并很好地适应作物的需求。
发明槪述
在本发明的一个设计中， 一种根据环境控制自动浇水的装置，包括流体输入口，连接到供水装置；
检测传感器，用于检测传感器周围的环境；
处理器及开关装置，耦合到所述流体输入口 ，接收所述检测传感器的信号，根据预定的规则控制开关改变状态，以打开或关闭流体的输入。
其中，所述装置包括花盆，其内有土壤，所述检测传感器至少检测所述土壤的湿度；温度之一；所述处理器及开关装置包括开关装置，所述开关装置包括机械开关；电磁开关；抽水机；其中，所述处理器及开关装置在所述检测传感器的输出的湿度或/和温度达到第一阀值时，开启开关，以浇水；所述处理器及开关装置在所述检测传感器输出的湿度或/和温度达到第二阀值时，关闭浇水开关。其中，所述检测传感器包括液面传感器，包括与要所述花盆地部连接的容器，以通过测量液面的高低获得所述土壤中的湿度；和液面位置检测器，以检测所述液面的升降。
其中，所述液面传感器包括还包括位于所述容器内的浮体，所述浮体浮于要检测液面上，可随所述液面的升降而升降；检测所述浮体位置的位置检测器；所述位置检测器在检测到高位时，输出关信号；所述离散检测装置在检测到低位时，输出开信号。
其中，还包括计时器，耦合到所述处理器及开关装置，在所述检测传感器输出达所述阔值时，延迟预定时间后，控制开关改变状态。
所述位置检测器包括高位定位器和低位定位器，所述浮体可操作地耦合到所述高位定位器时，检测到高位；所述浮体可操作地耦合到所述低位定位器时，检测到低位。
还包括阀值调整装置，耦合到所述处理器及开关装置，用于调整所述各阀值。
其中，还包括标尺，所述高位定位器和低位定位器可在所述标尺上调节。
一种根据环境控制提供流体的装置，包括流体输入口，用于连接到供给流体的装置；检测传感器，用于检测传感器周围的环境；
处理器及开关装置，耦合到所述流体输入口 ，接收所述检测传感器的信号，根据预定的规则控制开关打开或关闭流体的输入。
可选地，所述的检测传感器至少包括下列传感器之一或其组合湿度传感器；温度传感器；液面传感器；时间传感器；雨量传感器。
优选地，开关装置包括机械开关；电磁开关。其中，所述处理器及开关装置在所述检测传感器的输出信号达到第一阀值时，开启开关；所述处理器及开关装置在所述检测传感器的输出信号达到第二阀值时，关闭开关。
所述液面传感器包括与要检测的物体连接的容器，以获得所述液面的升降；和液面位置检测器，以检测所述液面的升降并根据液面位置输出检测信号。
优选地，所述液面传感器包括还包括位于所述容器内的浮体，所述浮体浮于要检测液面上，可随所述液面的升降而升降；检测所述浮体位置的位置检测器。
优选地，所述位置检测器包括连续检测装置和/或离散检测装置。优选地，所述离散检测装置在检测到高位时，输出关信号；所述离散检测装置在检测到
低位时，输出开信号。
所述处理器及开关装置根据预定规则，根据所述检测传感器的输出的函数，控制开关的大小。
所述检测传感器包括直接检测被测物的传感器和检测所述被测物周围的
传感器；所述处理器及开关装置根据所述直接检测被测物的传感器和所述检测所述被测物周围的传感器的输出的差，控制开关的大小。优选地，所述输出的差至少包括下列之一或其组合，湿度差，温度差，时间差；液面差。优选地，所述液面差包括下列参数的函数；所述液面传感器和所述雨量传感器的输出值。
所述检测传感器包括两个/种或多个/种检测传感器，所述处理器及开关装置根据所述两个/种或多个/种检测传感器的输出的函数，控制控制开关的大小。
在所述检测传感器输出的湿度或湿度差，和/或液面/液面差达到预定的第三阀值，检测所述温度传感器和/或所述时间传感器的输出，如果达到预定的第四阔值，开启所述开关。优选地，在湿度或湿度差达到预定的第四阀值，等待预定的时间后，开启所述开关。
根据环境控制提供流体的装置还包括阀值调整装置，耦合到所述处理器及开关装置，用于根据要求调整所述各阀值，预定规则及预定的时间。其中，所述阀值调整装置至少包括下列装置之一或其组合用于通过人工拨动机械装置而调节数值的人工机械调节器；通过输入装置输入数据的电子调节器；通过无线或有线网络的远程控制调节器。
本发明的一个设计提供了一种根据环境控制提供流体的方法，包括
检测周围的环境；
接收所述检测的信号，根据预定的规则控制流体的输入输出。优选地，所述控制流体的输入输出的步骤包括在所述接收的检测的信号达到第一阀值时，输入或输出流体；在所述接收的检测的信号达到第二阀值时，停止输入或输出流体。
优选地，所述检测周围的环境包括检测下列参数之一或其组合湿度；温度；液面；时间；雨量。
优选地，所述控制流体的输入输出的步骤包括，根据所述接收的检测的信号的函数，控制流体的输入输出流量的大小。
优选地，还包括步骤阀值调整，用于根据要求调整所述各阀值及预定的时间。
可选地，所述阀值调整至少包括下列之一或其组合人工机械调节；输入数据而电子调节；通过无线或有线网络的远程控制调节。
本发明的一个设计提供了一种存储有根据环境控制提供流体的方法的处理器可读介质或网络服务器，含有控制处理器执行上述方法的程序。
以下将更加详细地描述本公开的各个方面和特征。
附图简述
图1示出了一个本发明实施例的花盆。
图2示出了一个本发明实施例的花盆中使用的液面传感器的截面图。图3示出一个本发明实施例处理器及开关装置示意框图。图4示出根据环境控制提供流体的过程。
详细描述
图1示出一个本发明实施例的花盆10，包括通用花盆的盆体100，及内置的土壤110或类似物；可检测地耦合到土壤110或类似物的检测传感器120，如湿度传感器；温度传感器；液面传感器等。连接到供水(如公共水管，未示出)的流体输入口 130，实际上可以有多个流体输入口，连接到不同的输出，如肥料，灭虫剂等。连接到检测传感器120及流体输入口 130的处理器及开关装置140，其中，处理器及开关装置140包括处理器145及流体开关或开关阵148。处理器145根据检测传感器120的输出及预定规则控制流体开关或开关阵148，以达到控制输入的结果。其中，预定规则可由外部控制的操作者直接输入，如在液面达到某位的位置感应，或通过键盘输入；或通过如蜂窝电话， 对讲机或专用无线网等及英特网等远程输入。其中，直接位置感应有在液面达 到某位置时，出动开关，这时的处理器145就是一个简单的开关。下文将结合 附图详细描绘。应该知道，处理器145可以是一个简单的机械开关或电子开关， 以控制驱动流体开关或开关阵148。处理器145还可以是一个具有CPU和如键 盘的等的输入输出装置的智能处理器，控制人通过输入输出装置输入控制流体 开关或开关阵148的预定规则，由其数据采集功能获得检测传感器120的信号， 根据输入的预定规则处理后，通过1/0 口输出给可以驱动控制流体开关或开关 阵148的驱动装置(未示出)。另外，控制人还可以通过无线网络或有线网络 输入控制流体开关或开关阵148的预定规则，这样，本发明就可以用于大规模 的农业灌溉，实现节水节能高效的绿色农业。通过采用流体开关或开关阵148， 可以将不同的液体根据环境加入花盆，如不同的肥料通过流体开关或开关阵 148中的不同开关根据预定的规则在不同的时间加入。通过专家给定规则，而 养花人(或农业种植者)将专家规则输入处理器145;或专家将专家确定的专 家库规则存储于处理器可读的如CD盘的介质中，养花人(或农业种植者)根 据植物种类购买对应专家库规则输入处理器145。或专家将专家确定的专家库 规则放置于专家服务器中，养花人(或农业种植者)根据植物种类通过网络进 入专家服务器，获得对应专家库规则。这样，所有养花人(或农业种植者)都 成为专家；如种植杂交水稻时，如果袁隆平院士的服务器中或其制成的CD盘 中有了种植杂交水稻的规则，任何人通过本装置就可以做的和袁隆平院士一样 好。
图1的另一描述是自动换水的鱼池，水110，可以自动加水。可有一个放 水口，和定时器，在水满后定时器记满预定时间后，也就是周期换水的时间， 打开放水口，放水到预定位置时，关闭放水口，打开加水开关，加水至满预定 位置，关闭加水开关，触发定时器开始计时。
图1的另一描述是自动加氧的鱼池，水110,在水中的氧气含量不够时， 可以自动加氧。
图2示出了一个本发明实施例的花盆中使用的液面传感器120的截面图。其中，液面传感器120有一个连接到花盆底部的液体接入口 205,和连接到液 体接入口 205的容器210，容器210通常大约垂直于水平面。液体接入口 205 接受花盆中土壤中的水分，液体接入口 205向下延伸一定的距离，以保证在土 壤中的水分有一定湿度时，该容器210内有液体。在容器210中，有可以浮于 液体表面上的浮体215。在这个实施例中，液面的测量是由浮体215和与浮体 215可滑动连接的标尺220实现。标尺220上有两个可调节的第一和第二控制 快230和240，第一控制快230确定要浇水的液面，第二控制快240确定浇水 完成的液面。当浮体215随着液面的降低而接触第一控制快230时，输出开始 浇水信号，而当浮体215随着液面的上升而接触第二控制快240时，输出停止 浇水信号。在这个实施例中，第一控制快230连接到电磁铁的一端，当浮体215 随着液面的降低而接触第一控制快230时，触动电磁铁吸合，打开开关148， 使水浇入花盆10。类似地，当浮体215随着液面的上升而接触连接到电磁铁的 另一控制端的第二控制快240时，触动电磁铁释放，关闭开关148，使水停止 浇入花盆10。通过人为调节两个可调节的第一和第二控制快230和240的位置， 就可调节浇水。
应该知道，这只是一种较简单的实现方式，有很多方式可以实现这些功能。 如可以光电感应位置，可以用不同的传感器，可以用复杂的处理器，如控制 计算机。
图3示出用于图2示出的花盆中使用的液面传感器120的处理器及开关装 置140的示意框图。作为处理器145的电磁铁的开控制端305连接到第一控制 快230，电源315连接到浮体215和电磁铁。电磁铁的关控制端310连接到第 二控制快240。当浮体215随着液面的降低而接触第一控制快230时，通过电 磁铁的开控制端305触动电磁铁吸合，打开开关148，使水浇入花盆IO。类似 地，当浮体215随着液面的上升而接触第二控制快240时，通过电磁铁的关控 制端310触动电磁铁释放，关闭开关148，使水停止浇入花盆IO。
图2和3示出的传感器是一个示例，本领域技术人员知道，可以有各种不 同的传感器和开关及处理器。只要其能实现根据环境变化(如湿度)控制液体 的流入和/或流量，就可以用于本发明。
图4示出根据环境控制提供流体的过程400。在步骤405，检测环境，如湿度，水位，温度，浓度，时间等至少一个。在步骤410，判断检测的环境是 否满足第一预订条件，如果不满足，继续步骤405检测环境；如果满足，在步
骤440，改变开关状态；进入步骤450，检测环境，如湿度，水位，温度，浓 度，时间等至少一个。在步骤460，判断检测的环境是否满足第二预订条件， 如果不满足，继续步骤450检测环境；如果满足，在步骤470,改变开关状态。 可选地，为了更好地控制，在步骤410和440之间，在步骤460和470之间可 以有其它的检测，如时间检测或其他参数检测。即该方法在步骤410后可进入 步骤420和430后再进入步骤440，也可在步骤410后直接进入步骤440。在 步骤420，检测下一环境参数，如湿度，水位，温度，浓度，时间等至少一个。 例如，检测时间；在步骤430，判断检测的环境是否满足第三预订条件，如是 否达到第一预定时间，如果不满足，继续步骤420检测下一环境参数；如果满 足，进入步骤440。
同样，该方法在步骤460后可进入步骤462和466后再进入步骤470，也 可在步骤460后直接进入步骤470。在步骤462，检测下一环境参数，如湿度， 水位，温度，浓度，时间等至少一个。例如，检测时间；在步骤466，判断检 测的环境是否满足第四预订条件，如是否达到第二预定时间，如果不满足，继 续步骤466，检测下一环境参数；如果满足，进入步骤470。这个方法在实现 上，步骤405， 420， 450， 466中如果检测参数相同，可以用一个检测器。所 有的处理过程，如步骤410， 430， 460和466，可以由如含有CPU的计算机或 类似智能装置完成。
在花盆自动浇水的例子中，步骤405检测的是湿度和/或水位，在步骤410 湿度和/或水位升到某值或降到某值时，可以利用步骤420和430延时一定时间 后，在步骤440，分别对应升到某值或降到某值，关闭或打开水开关。也可以 跳过步骤420和430，直接在步骤440，分别对应升到某值或降到某值，关闭 或打开水开关。步骤450到470与此类似，不再赘述。
本发明还可以用于如鱼池的自动加氧，检测器检测到水中氧气少时，加气。 可以用于鱼池的自动换水，通过定时器打开放水口，放到预定水位时，关闭放 水口，打开注水口，放到预定水位时，关闭注水口。甚至可用于水库的泄洪， 根据数据库中存储的历史数据，控制水库的泄洪。虽然描绘了很多用途，应该知道，本发明的用途不限于这些列举的例子。
所有的控制方法可以以计算机程序产品的形式存储于计算机可读介质如 CD等光盘或磁盘；也可以存储于服务器中，用户可通过网络连接到服务器下 载。
本文所描述的技术可藉由各种手段来实现。例如，这些技术可实现在硬件、 固件、软件、或其组合中。对于硬件实现，处理单元可实现在一个或以上专用
集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、 可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、 微控制器、微处理器、电子设备、设计成执行本文所述功能的其它电子单元、 计算机、或其组合内。
对于固件和/或软件实现，可用执行本文中所描述的功能的模块(例如， 过程、函数等)来实现这些技术。固件和/或软件指令可被存储在存储器中并由 处理器来执行。存储器可实现在处理器内部或处理器外部。固件和/或软件指令 也可存储在其它处理器可读介质中，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储 器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、可编程只读存储器(PROM)、 电可擦除PROM (EEPROM)、闪速存储器、压密盘(CD)、磁或光数据存 储设备、等等。
实现本文所述技术的装置可以是独立单元或可以是设备的一部分。该设备 可以是(i)独立集成电路(IC) ， (ii)包括用于存储数据和/或指令的存储器IC 的一组一个或以上IC， (iii)开关是任意可用的开关等等。
提供对本公开先前的描述是为使得本领域的任何技术人员皆能够制作或 使用本公开。对本公开的各种修改对本领域的技术人员来说都将是显而易见
的，且本文所定义的普适原理可被应用到其它变体而不会脫离本发明的精神或 范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例，而是应被授予与 本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
1权利要求
1.一种根据环境控制提供流体的装置，包括流体输入口，用于连接到供给流体的装置；检测传感器，用于检测传感器周围的环境；处理器及开关装置，耦合到所述流体输入口，接收所述检测传感器的信号，根据预定的规则控制开关打开或关闭流体的输入。
2. 如权利要求l所述的装置，其中，所述的检测传感器至少包括下列传 感器之一或其组合湿度传感器；温度传感器；液面传感器；时间传感器；雨 量传感器。开关装置包括机械开关；电磁开关；抽水机。其中，所述处理器及 开关装置在所述检测传感器的输出信号达到第一阀值时，开启开关；所述处理 器及开关装置在所述检测传感器的输出信号达到第二阀值时，关闭开关。
3. 如权利要求2所述的装置，其中，所述液面传感器包括与要检测的 物体连接的容器，以获得所述液面的升降；和液面位置检测器，以检测所述液 面的升降并根据液面位置输出检测信号。优选地，所述液面传感器包括还包括位于所述容器内的浮体，所述浮体 浮于要检测液面上，可随所述液面的升降而升降；检测所述浮体位置的位置检 测器。优选地，所述位置检测器包括连续检测装置和/或离散检测装置。优选地， 所述离散检测装置在检测到高位时，输出关信号；所述离散检测装置在检测到 低位时，输出开信号。
4. 如权利要求1或2所述的装置，其中，所述处理器及开关装置根据预 定规则，根据所述检测传感器的输出的函数，控制开关的大小。
5. 如权利要求4或2所述的装置，其中，所述检测传感器包括直接检测 被测物的传感器和检测所述被测物周围的传感器；所述处理器及开关装置根据 所述直接检测被测物的传感器和所述检测所述被测物周围的传感器的输出的 差，控制开关的大小。优选地，所述输出的差至少包括下列之一或其组合，湿 度差，温度差，时间差；液面差。优选地，所述液面差包括下列参数的函数； 所述液面传感器和所述雨量传感器的输出值。
6. 如权利要求1或5所述的装置，其中，所述检测传感器包括两个/种或多个/种检测传感器，所述处理器及开关装置根据所述两个/种或多个/种检测传感器的输出的函数，控制控制开关的大小。
7. 如权利要求1或2或6所述的装置，其中，在所述检测传感器输出的湿度或湿度差，和/或液面/液面差达到预定的第三阀值，检测所述温度传感器和/或所述时间传感器的输出，如果达到预定的第四阀值，开启所述开关。优选地，在湿度或湿度差达到预定的第四阀值，等待预定的时间后，开启所述开关。
8. 如权利要求1-7之一所述的装置，还包括阀值调整装置，耦合到所述处理器及开关装置，用于根据要求调整所述各阀值，预定规则及预定的时间。其中，所述阀值调整装置至少包括下列装置之一或其组合用于通过人工拨动机械装置而调节数值的人工机械调节器；通过输入装置输入数据的电子调节器；通过无线或有线网络的远程控制调节器。
9. 一种根据环境控制提供流体的方法，包括检测周围的环境；接收所述检测的信号，根据预定的规则控制流体的输入输出。优选地，所述控制流体的输入输出的步骤包括在所述接收的检测的信号达到第一阀值时，输入或输出流体；在所述接收的检测的信号达到第二阔值时，停止输入或输出流体。2)优选地，所述检测周围的环境包括检测下列参数之一或其组合湿度；温度；液面；时间；雨量。优选地，所述控制流体的输入输出的步骤包括，根据所述接收的检测的信号的函数，控制流体的输入输出流量的大小。优选地，还包括步骤阀值调整，用于根据要求调整所述各阀值及预定的时间。可选地，所述阀值调整至少包括下列之一或其组合人工机械调节；输入数据而电子调节；通过无线或有线网络的远程控制调节。
10. —种存储有根据环境控制提供流体的方法的处理器可读介质或网络服务器，含有控制处理器执行如权利要求9所述的方法的程序。
全文摘要
一种根据环境控制提供流体的装置和方法。装置包括流体输入口，用于连接到供给流体的装置；检测传感器，用于检测传感器周围的环境；处理器及开关装置，耦合到所述流体输入口，接收所述检测传感器的信号，根据预定的规则控制开关打开或关闭流体的输入。方法包括检测周围的环境；接收所述检测的信号，根据预定的规则控制流体的输入输出。这可以用于自动浇花的花盆，和自动换水的鱼池等。
文档编号A01G27/00GK101683063SQ20081016697
公开日2010年3月31日 申请日期2008年9月28日 优先权日2008年9月28日
发明者施佳敏 申请人:施佳敏