一种基于物联网的智能养花系统的制作方法

本实用新型涉及智能家居控制系统领域，特别涉及一种基于物联网的智能养花系统。

背景技术：

随着人们的生活水平的提高，人们对于生活质量要求也越来越高，花卉逐渐受到人们的青睐，目的大多数为了陶冶情操和提高室内外空气质量等。但由于工作忙或者要出差数日，家里的花卉无人管理的时候容易缺水枯萎或被大雨淋坏或者被暴晒死亡。因此，利用单片机设计一款能够节省人力的基于移动通信的智慧养花控制系统，使得人们外出或者出差的时候不影响花卉的生长，可以随时查看花卉生长环境情况并且可以远程控制浇花、避雨、防暴晒的操作，而在家的时候也可以手动护理花以享受养花的过程，或者开启智能养花模式，所以，这样的基于物联网技术的智慧浇花系统在现实生活中是非常有必要。

技术实现要素：

鉴于上述内容，有必要提供一种基于物联网的智能养花系统，该基于物联网的智能养花系统能够为花卉自动浇花、遮雨、遮阴等，并能够向用户随时反馈花卉情况，及实现用户的远程操控。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于物联网的智能养花系统，包括主控模块、雨露传感模块、冲击力传感器、电动伞和电源模块，所述主控模块分别与所述雨露传感模块、冲击力传感器、电动伞和电源模块连接；所述电源模块还与系统中其他用电模块连接；所述雨露传感器包括两雨露电极和第一电压比较器；两雨露电极间隔设置，并集成于同一电板上，所述电板设置在花盆周围，其设有两雨露电极的一侧朝上；两雨露电极分别连接所述第一电压比较器，所述第一电压比较器连接主控模块；所述冲击力传感器设置在花盆周围；所述电动伞设置在花盆正上方。

进一步地，所述基于物联网的智能养花系统还包括光强模块；所述光强模块包括光敏电阻和第二电容比较器；所述光敏电阻设置在花卉周围，并与所述第二电容比较器连接，所述第二电容比较器再连接主控模块。

进一步地，所述基于物联网的智能养花系统还包括花卉旋转装置；所述花卉旋转装置包括花卉旋转盘和旋转驱动件；所述花卉旋转盘用于放置花盆，并与所述旋转驱动件连接，且 能够在所述旋转驱动件的驱动下旋转；所述旋转驱动件连接主控模块。

进一步地，所述基于物联网的智能养花系统还包括与所述主控模块均连接的温度传感器、湿度传感器和浇花装置；所述温度传感器设置在花盆周围；所述湿度传感器包括两湿度电极和运算放大器；两湿度电极间隔插入花盆土壤中，并相互连接，且与所述运算放大器连接，所述运算放大器再与主控模块连接；

所述浇花装置包括供水管、喷头和电磁阀；所述供水管一端用以连接外部水源，另一端连通所述喷头；所述喷头设置在花盆周围，其喷口朝向花卉；所述电磁阀装设在供水管管路上，并与所述主控模块连接。

进一步地，所述基于物联网的智能养花系统还包括降温模块；所述降温模块包括风机，所述风机安装在花盆周围，并与所述主控模块连接。

进一步地，所述基于物联网的智能养花系统还包括GSM模块，所GSM模块同时连接主控模块与用户手机。

进一步地，所述基于物联网的智能养花系统还包括计时器，所述计时器连接主控模块。

进一步地，所述基于物联网的智能养花系统还包括触摸屏；所述触摸屏连接主控模块。

进一步地，所述基于物联网的智能养花系统还包括WIFI模块；所述WIFI模块同时与主控模块和用户手机连接。

进一步地，所述主控模块为单片机。

本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型提供一种基于物联网技术的智慧浇花系统，能够使养花模式多元化，即人工养花模式、智能养花模式或者远程养花模式，能够实现用户的就近养花的同时，还能够满足用户远程查看和操控的需求。

2.本实用新型设置的雨露传感模块、冲击力传感器和电动伞，能够在下暴雨或者下冰雹的时候为花卉自动遮挡，防止花卉因雨势过大或者冰雹而砸伤；同时，电动伞还能够起到遮阳效果，防止花卉因暴晒而枯萎。

3.本实用新型具有功能完善、安装方便、使用方便等优点，能够满足广大用户不同的养花要求。

【附图说明】

图1是本实用新型一种基于物联网的智能养花系统的系统框图。

图2是雨露系统的工作流程图。

图3是光强系统的工作流程图。

图4是温湿度系统的工作流程图。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

【具体实施方式】

请参阅图1，在本实用新型的一种较佳实施方式中，一种基于物联网的智能养花系统，包括主控模块和与主控模块均连接的雨露传感模块、冲击力传感器、光强模块、电动伞、花卉旋转装置、温度传感器、湿度传感器、浇花装置、降温模块、GSM模块、WIFI模块、计时器、触摸屏和电源模块，GSM模块和WIFI模块还与用户手机连接，电源模块与系统中其他用电模块连接，以提供系统所需的电力。

主控模块为所述基于物联网的智能养花系统的主控，采用型号为STC12C5A60S2的单片机，能够集中收集、处理与主控模块连接的各个模块的信号或者信息，并根据各信号或者信息驱动相应的模块运行。

雨露传感模块用于检测花卉周围环境的下雨信息，并将该下雨信息发于主控模块。雨露传感器包括两雨露电极和第一电压比较器；两雨露电极间隔设置，并集成于同一电板上，电板设置在花盆周围，其设有两雨露电极的一侧朝上，优选地，电板水平放置；两雨露电极分别连接第一电压比较器，第一电压比较器连接主控模块；两雨露电极能够与雨水形成雨露电容，并将该雨露电容信号通过第一电压比较器传至主控模块；第一电压比较器采用型号为LM339的电压比较器，能够将雨露电容信号放大，后传给主控模块，以提高雨露传感模块的检测准确性和增大主控模块对雨露电容信号的灵敏度。雨露传感模块运用雨水电解质的特性，使两雨露电极在雨水作用下形成电容，进而通过该电容检测花卉周围的下雨信息。

冲击力传感器设置在花盆周围，用于检测雨露或者冰雹下落至冲击力传感器表面的冲击力，并将该冲击力信息传至主控模块。主控模块再通过对比分析雨露电容信号和冲击力信息，进而向电动伞发出控制指令。电动伞设置在花盆正上方，能够接收主控模块发出的控制指令，并根据所接收的控制指令打开或者关闭伞面。

进一步地，主控模块内设冲击力预设值。当主控模块接收到的雨露电容信号显示花卉周围环境下雨，且所接收的冲击力信息与冲击力预设值的对比结果显示所接收的冲击力信息不小于冲击力预设值时，或者，当主控模块仅接收到冲击力信息与冲击力预设值的对比结果显示所接收的冲击力信息不小于冲击力预设值时，主控模块向电动伞发出控制指令，电动伞打开伞面，以为花卉遮雨或者遮冰雹，避免因雨势过大或者冰雹而砸伤花卉。

光强模块包括光敏电阻和第二电容比较器。光敏电阻设置在花卉周围，并与第二电容比较器连接，第二电容比较器再连接主控模块；优选地，第二电容比较器采用型号为LM339的电压比较器。光敏电阻能够检测花卉周围环境的光照强度和亮度信息，以通过光照强度和亮度的强弱检测花卉周围环境的光照情况；光敏电阻还能够将该光照强度和亮度信息通过第二电容比较器放大后传递给主控模块，主控模块再根据光照强度和亮度信息驱动电动伞打开或者关闭，以通过电动伞打开的方式为花卉遮阳，防止花卉因过度暴晒而枯萎，或者通过电动伞关闭伞面的方式促使花卉能够接触阳光，进而保证花卉得到足够的光照。

进一步地，主控模块内设光强警戒值，并将该光强警戒值与所接收的光照强度和亮度信息进行对比，当该对比结果显示光强警戒值不高于所接收的光照强度和亮度信息使，主控模块向电动伞发出控制指令，电动伞打开伞面，以为花卉遮阳。

花卉旋转装置包括花卉旋转盘和旋转驱动件。花卉旋转盘用于放置花盆，并与旋转驱动件连接，且能够在旋转驱动件的驱动下旋转；旋转驱动件包括电机和传动装置，电机通过传动装置连接花卉旋转盘的旋转轴，以为花卉旋转盘提供旋转动力。电机还连接主控模块，主控模块根据光照强度和亮度信息驱动旋转驱动件开启或者关闭，即，当主控模块检测到花卉周围环境存在光照时，主控模块驱动电机运行，电机再带动花卉旋转盘旋转，进而带动花卉旋转，以使花卉充分接受阳光的照射。

温度传感器设置在花盆周围，用以检测花卉周围环境的温度，并将该温度信号传给主控模块。

湿度传感器包括两湿度电极和运算放大器，用以检测花盆内土壤中水分的含量。两湿度电极间隔插入花盆土壤中，并相互连接，能够在土壤中水分的作用下形成闭合回路，并产生导电信号，以通过形成的导电性能检测花盆内土壤中的水分含量。运算放大器采用型号为LM358的运算放大器，能够同时连接两湿度电极和主控模块，并能够将两湿度电极产生的导电信号放大后发于主控模块；主控模块再根据温度信号或者导电信号驱动电动伞或者浇花装置运行。湿度传感器通过两湿度电极间的导电性能检测土壤中的水分含量，其中，土壤中水分越多，两湿度电极的导电能力越强，所得的导电信号越强，反之，越弱。

浇花装置包括供水管、喷头和电磁阀。供水管一端用以连接外部水源，另一端连通喷头；喷头设置在花盆周围，其喷口朝向花卉；电磁阀装设在供水管管路上，并与主控模块连接，能够在主控模块的驱动下开启或者关闭，进而控制供水管的通断。浇花装置的设置，能够在花卉缺水时提供水分，进而保证花卉水分充足，避免因缺水而枯萎。

进一步地，主控模块内设浇花温度警戒值和湿度警戒值，并能够将该浇花温度警戒值和 湿度警戒值与所接收的温度信号和导电信号进行相应的对比分析。当该对比结果显示，所接收的温度信号低于浇花温度警戒值，且导电信号低于湿度警戒值时，主控模块向电磁阀发出控制指令，电磁阀开启，供水管接通，喷头向花卉浇水。当该对比结果显示，所接收的温度信号不低于浇花温度警戒值，而导电信号低于湿度警戒值时，或者，所接收的温度信号低于浇花温度警戒值，但导电信号不低于湿度警戒值时，或者，所接收的温度信号不低于浇花温度警戒值，且导电信号不低于湿度警戒值时，主控模块驱动电磁阀关闭，供水管截断，喷头不喷水。

温度传感器、湿度传感器和浇花装置的设置，能够实时监测花卉所处环境的温度及湿度，并根据监测情况适时为花卉浇水，而浇花温度警戒值和湿度警戒值的设置则能够避免所述基于物联网的智能养花系统在高温环境下给花卉浇水而造成花卉枯萎。

进一步地，当主控模块所接收的冲击力信息与冲击力预设值的对比结果显示所接收的冲击力信息小于冲击力预设值，而接收到的雨露电容信号显示花卉周围环境下雨，但接收的导电信号低于湿度警戒值时，主控模块向电动伞发出控制指令，电动伞关闭伞面，以使雨水落在花卉上，并通过雨水为花卉补充所需的水分。当主控模块所接收的冲击力信息与冲击力预设值的对比结果显示所接收的冲击力信息小于冲击力预设值，而接收到的雨露电容信号显示花卉周围环境下雨，但接收的导电信号不低于湿度警戒值时，主控模块驱动电动伞打开伞面，电动伞为花卉遮雨，以避免花盆中的水分过多。

降温模块包括风机，风机安装在花盆周围，并与主控模块连接；主控模块根据温度信号驱动风机开启或者关闭。进一步地，主控模块内设降温温值，并能够将该降温温值与温度传感器所测的温度进行对比分析，当该对比分析结果显示该降温温值不大于温度传感器所测的温度时，主控模块向风机发出控制信号，风机运行，以通过风机的作用为花卉自动降温，避免花卉的水分因温度过高而快速蒸发，使花卉因水分得不到补给而枯萎。

GSM模块为SIM900A，用于实现用户手机与主控模块之间的相互通信。主控模块能够将所接收的各信号或者信息通过GSM模块发送至用户手机中，便于用户通过用户手机实时查看花卉情况；同时，主控模块也能够通过GSM模块接收用户手机发送的控制指令，并根据该控制指令驱动电动伞或者电磁阀或者风机运行，以使用户通过用户手机实现实时操控系统，并能够针对所接收的花卉情况对花卉的管理采取相应的措施。主控模块还能够将根据所接收的温度信号或者导电信号判断并作出的预控制指令发于用户手机，用户接收该预控制指令后，再通过用户手机向主控模块发出主控制指令，主控模块根据所接收的主控制指令驱动相关模块运行；预控制指令为主控模块根据所接收的温度信号或者导电信号做出的措施建议，用户可 根据该措施建议发出相应的控制指令，使得主控模块驱动相应的部件运行，其中，用户发出的控制指令即为主控制指令。

计时器在主控模块将预控制指令发于用户手机的同时被驱动运行的，计时器计时的同时，还将该计时信息发于主控模块；主控模块预先设定一时间值，并能够将该时间值与计时信息进行对比分析，当主控模块对比分析该计时信息不小于时间值，且该计时期间未接收到用户手机发送的主控制指令时，主控模块驱动相关模块运行，即，当计时信息超过时间值后，主控模块仍收不到用户发出的主控制指令时，主控模块根据预控制指令驱动相关模块运行，以避免因得到不用户的回应而错过对花卉采取的及时措施。

WIFI模块用于实现用户手机与主控模块之间的相互通信，其型号为ESP8226，能够将用户手机发送的控制指令传至主控模块，同时也能够将主控模块所接收的各信号或者信息传给用户手机。

触摸屏能够接收并显示主控模块向触摸屏传递主控模块所接收的各信号或者信息发送，且还能够输入控制指令，并将该控制指令发于主控模块，主控模块再根据控制指令驱动相关模块运行。

进一步地，所述基于物联网的智能养花系统还包括A/D转换模块。A/D转换模块同时连接光强模块的第二电容比较器、温度传感器、湿度传感器的运算放大器和主控模块，以将光强模块、温度传感器和湿度传感器采集到的模拟量转化为数字量，后传至主控模块中，便于主控模块后期的对比分析。

请参阅图2至4，所述基于物联网的智能养花系统包括雨露系统、光强系统和温湿度系统，其中，雨露系统还与湿度结合，以共同控制电动伞的运行。以上各系统的工作流程如下：

1)雨露系统(请参阅图2)

S1.主控模块预先设置冲击力预设值和湿度警戒值；

S2.雨露传感模块检测花卉周围环境的下雨信息，并生成雨露电容信号；冲击力传感器检测雨露或者冰雹下落的冲击力，并生成冲击力信息；湿度传感器检测花盆土壤中的水分含量，并生成导电信号；

S3.将雨露电容信号、冲击力信息和导电信号发于主控模块；

S4.主控模块将冲击力预设值与冲击力信息进行对比分析，当对比分析结果显示冲击力预设值不大于冲击力信息时，主控模块驱动电动伞打开伞面，并返回步骤S2，否则进入步骤S5；

S5.主控模块将雨露电容信号进行分析，当分析结果显示雨露电容信号大于零时，进入步骤S6，否则返回步骤S2；

S6.主控模块将湿度警戒值与导电信号进行对比分析，当对比分析结果显示湿度警戒值不大于导电信号时，主控模块驱动电动伞打开伞面，并返回步骤S2，否则，主控模块驱动电动伞关闭伞面，并返回步骤S2。

进一步地，在步骤S1中，可通过触摸屏或者用户手机设置冲击力预设值和湿度警戒值。

进一步地，步骤S2中，雨露传感模块生成的雨露电容信号先经过第一电压比较器放大、再经A/D转换模块转换成数字量后传给主控模块；湿度传感器生成的导电信号先经运算放大器放大、再经A/D转换模块转换成数字量后传给主控模块。

进一步地，步骤S6中，主控模块驱动电动伞运行前，先将驱动电动伞运行的预控制指令通过GSM模块发于用户手机，同时驱动计时器运行，计时器开设计时并将计时信息发于主控模块，主控模块将计时信息与时间值对比分析，当计时信息不小于时间值，且在时间值内未收到主控制指令时，主控模块根据预控制指令驱动电动伞运行，否则，主控模块根据用户手机发出的主控制指令驱动电动伞运行。

雨露系统的设置，能够在下暴雨或者下冰雹的时候为花卉自动遮挡，防止花卉因雨势过大或者冰雹而砸伤，同时，能够在下雨时，根据花盆中土壤含水量确定是否需要为花卉遮雨，以避免出现花盆内土壤含量过多的现象，或者在花盆内土壤含水量过少时通过雨水为花卉进行水量的补给，以充分利用天然的水资源。

2)光强系统(请参阅图3)

S1.主控模块预先设置光强警戒值；

S2.光强模块检测花卉周围环境的光照情况，并生成光照强度和亮度信息；

S3.将光照强度和亮度信息发于主控模块；

S4.主控模块将光照强度和亮度信息进行分析，当分析出光照强度和亮度信息大于零时，主控模块驱动花卉旋转装置运行，并进入步骤S5，否则返回步骤S2；

S5.主控模块将光照强度和亮度信息与光强警戒值进行对比分析，当分析结果显示光照强度和亮度信息不小于光强警戒值时，主控模块驱动电动伞打开伞面，并返回步骤S2，否则，主控模块驱动电动伞关闭伞面，并返回步骤S2。

进一步地，在步骤S1中，可通过触摸屏或者用户手机设置光强警戒值。

进一步地，步骤S2中，光强模块生成的光照强度和亮度信息先经过第二电容比较器放大、再经A/D转换模块转换成数字量后传给主控模块。

进一步地，步骤S5中，主控模块驱动电动伞运行前，先将驱动电动伞运行的预控制指令通过GSM模块发于用户手机，同时驱动计时器运行，计时器开设计时并将计时信息发于主控 模块，主控模块将计时信息与时间值对比分析，当计时信息不小于时间值，且在时间值内未收到主控制指令时，主控模块根据预控制指令驱动电动伞运行，否则，主控模块根据用户手机发出的主控制指令驱动电动伞运行。

光强系统的设置，能够使花卉在存在光照情况下自动旋转，以使花卉获得均匀的光照，并进行充分的光合作用，同时，当光照过强时，又能够驱动电动伞打开，以为花卉遮阳，防止花卉因过度暴晒而枯萎。

3)温湿度系统(请参阅图4)

S1.主控模块预先设置浇花温度警戒值、温度警戒值和湿度警戒值；

S2.温度传感器检测花卉周围环境的温度，并生成温度信号；湿度传感器检测花盆土壤中的水分含量，并生成导电信号；

S3.将温度信号和导电信号发于主控模块；

S4.主控模块将湿度警戒值与导电信号进行对比分析，当对比分析结果显示湿度警戒值大于导电信号时，进入步骤S5，否则返回步骤S2；

S5.主控模块将浇花温度警戒值与温度信号进行对比分析，当对比分析结果显示浇花温度警戒值大于温度信号时，主控模块驱动电磁阀打开，喷头喷水，并返回步骤S2，否则主控模块驱动电磁阀关闭，并进入步骤S6；

S6.主控模块将温度警戒值与温度信号进行对比分析，当对比分析结果显示温度警戒值大于温度信号时，主控模块驱动风机关闭，并返回步骤S2，否则主控模块驱动风机打开，并返回步骤S2。

进一步地，在步骤S1中，可通过触摸屏或者用户手机设置浇花温度警戒值、温度警戒值和湿度警戒值。

进一步地，步骤S2中，湿度传感器生成的导电信号先经运算放大器放大、再经A/D转换模块转换成数字量后传给主控模块。

进一步地，步骤S5和S6中，主控模块驱动电磁阀或者风机运行前，先将驱动电磁阀或者风机运行的预控制指令通过GSM模块发于用户手机，同时驱动计时器运行，计时器开设计时并将计时信息发于主控模块，主控模块将计时信息与时间值对比分析，当计时信息不小于时间值，且在时间值内未收到主控制指令时，主控模块根据预控制指令驱动电动伞运行，否则，主控模块根据用户手机发出的主控制指令驱动电磁阀或者风机运行。

温湿度系统的设置，能够使花盆中含水量较少时自动为花卉浇水，且能够避免在高温环境下浇花，以防止浇花时因环境温度过高而造成花卉快速枯萎；同时，当花卉所处环境温度 过高时，又能够为花卉自动降温，以使花卉处于一个较好的生长环境。

本实用新型提供一种基于物联网技术的智慧浇花系统，能够使养花模式多元化，即人工养花模式、智能养花模式或者远程养花模式，其中，人工养花模式可便于用户在家中享受养花乐趣；智能养花模式，能够根据用户的预先设置的警戒值，并由主控模块自主控制，实现花卉的自动遮阴、避雨、防冰雹、防暴晒及浇花等动作；远程养花模式，能够使用户随时查看花卉的相关情况，并根据所查看的情况发出控制指令，再由主控模块协助控制，以实现远程操控花卉的遮阴、避雨、防冰雹、防暴晒及浇花等动作，满足用户远程养花的需求。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。