智能盆栽装置的制作方法

本实用新型涉及是一种智能浇水装置，尤其涉及一种智能盆栽装置。

背景技术：

市面上有关智能花盆的设计方案很多，仅具有提示浇水功能的花盆售价就在200元左右，而功能相对齐全，如具有自动浇水、循环用水功能的花盆售价则更高。比如一款售价400元左右的花盆，它采用STM32F103作为主控芯片，将采集到的温度传感器（测量土壤温度）DS18B20和湿度传感器（测量土壤湿度）DHT11的数据与设置的给定值做差，进而利用PID算法控制步进电机的转速，从而达到控制水泵出水量大小的目的，实现自动浇水功能。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种智能盆栽装置，本智能盆栽装置

结构简单、紧凑、合理、体积小型化，降低了成本和功耗，充分利用单片机的定时功能，能够实现盆栽装置的定时浇水、延时浇水、延时禁止浇水等功能。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：智能盆栽装置，包括蓄水池、水泵控制模块、液位传感器、湿度传感器、喷洒口和用于放置花盆的花盆架；所述水泵的进水口与蓄水池连通，出水口通过水管与喷洒口的进水口连通；喷洒口的出水口通过水管与蓄水池连通；所述喷洒口位于花盆架上方，用于给放置在花盆架上的花盆浇水；

所述控制模块包括单片机、继电器、AD模块；液位传感器和湿度传感器用于采集蓄水池内的水位信息并送给AD模块，湿度传感器用于采集花盆内的湿度信息并送给AD模块； AD模块同时内置光敏电阻R11和热敏电阻R12，光敏电阻R11用于实现花盆内亮度的信息采集，热敏电阻R12用于实现花盆内温度的信息采集；

单片机用于采集液位传感器、湿度传感器、光敏电阻R11和热敏电阻R12四路传感器的信号并将信号与阈值进行比较，以输出控制信号控制继电器的通/断，从而实现对水泵的控制：

当储水池中的水量在设定范围内时，单片机根据输入的指令启动定时浇水、延时浇水、延时禁止浇水或者持续浇水功能。

当湿度传感器检测到土壤湿度过低，单片机启动继电器，使水泵工作，实现自动浇水，浇水的时长由单片机根据土壤湿度决定；

当热敏电阻R12和/或光敏电阻R11检测到的温度值和/或光线的亮度值过高时，单片机启动继电器，使水泵工作，实现自动浇水；热敏电阻R12、光敏电阻R11分别为温度传感器、光线传感器。

当液位传感器检测到储水池液位过低时，单片机启动报警信号，提醒用户向蓄水池补水。

进一步的，单片机为51单片机，所述51单片机含外围键盘和发光二极管；外围键盘用于供用户选择是否启用定时浇水、延时浇水、延时禁止浇水或者持续浇水功能。

进一步的，喷洒口为环形喷洒口。

进一步的，水管为白色软管。

进一步的，所述控制模块号包括用于显示液位传感器、湿度传感器、光敏电阻R11和/或热敏电阻R12的监测信号的LED显示屏。

本实用新型的有益技术效果：

(1) 控制简单，可靠性高、寿命长：如图3所示，单片机采集四路传感器信号，只做简单的比较运算，而不做较为复杂的PID算法，单片机输出高低电平，直接通过继电器控制水泵的开启与断开，而不频繁的控制水泵的转速。由于没有频繁的启用水泵、继电器，因此无论是从器件寿命还是功耗来看，这款装置都有较高的性价比；

(2)软管设计巧妙：选用的水泵的出水量较大，但为提高性价比，不采用通过控制水泵的转速来调整出水量，而通过合理地绕制软管，来达到降低出水速度的问题，可实现缓慢浇水的目的；

(3)选用性价比高的器件：智能盆栽装置实现储水液位、土壤湿度、温度、光强的测量，除液位、湿度采用价格合理的传感器实现外，温度、光强的检测则采用光敏电阻和热敏电阻完成，不仅价格低廉，而且减少了AD环节，有利于系统小型化和功耗的降低；

(4)体积小巧：如图3所示的控制区所示，将AD、单片机、继电器、电池通过合理的PCB布局紧凑地设置在一块小板上，有效地减小体积；

(5)更智能化：充分发掘51单片机的内在资源，开发出液位下限报警功能、定时浇水、延时浇水等功能。

总之，本实用新型在同等功能的条件下，通过合理选择器件和控制方案，降低成本和功耗；合理设置盆栽装置的结构，使得装置结构紧凑，体积小型化；充分利用单片机的定时功能，开发盆栽装置的定时浇水、延时浇水、延时禁止浇水等功能。

说明书附图

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为控制模块的结构示意图。

图3为AD模块的内置光敏和热敏电阻电路示意图。

具体实施方式

实施例1，参见图1、图2和图3，本智能盆栽装置，包括蓄水池1、水泵2、控制模块7、液位传感器5、湿度传感器6、喷洒口3和用于放置花盆的花盆架4；所述水泵2的进水口与蓄水池1连通，出水口通过水管与喷洒口3的进水口连通；喷洒口3的出水口通过水管与蓄水池1连通；所述喷洒口3位于花盆架4上方，用于给放置在花盆架4上的花盆浇水；所述控制模块7包括单片机、继电器、AD模块，还可以包括电池；液位传感器5和湿度传感器6用于采集蓄水池1内的水位信息并送给AD模块，湿度传感器6用于采集花盆内的湿度信息并送给AD模块； AD模块同时内置光敏电阻R11和热敏电阻R12，光敏电阻R11用于实现花盆内亮度的信息采集，热敏电阻R12用于实现花盆内温度的信息采集；单片机用于采集液位传感器5、湿度传感器6、光敏电阻R11和热敏电阻R12四路传感器的信号并将信号与阈值进行比较，以输出控制信号控制继电器的通/断，从而实现对水泵的控制：

当储水池1中的水量在设定范围内时，单片机根据输入的指令启动定时浇水、延时浇水、延时禁止浇水或者持续浇水功能；

当湿度传感器6检测到土壤湿度过低，单片机启动继电器，使水泵工作，实现自动浇水，浇水的时长由单片机根据土壤湿度决定；

当热敏电阻R12和/或光敏电阻R11检测到的温度值和/或光线的亮度值过高时，单片机启动继电器，使水泵工作，实现自动浇水；

当液位传感器检测到储水池液位过低时，单片机启动报警信号，提醒用户向蓄水池补水。

进一步的，单片机为51单片机，所述51单片机含外围键盘和发光二极管；外围键盘用于供用户选择是否启用定时浇水、延时浇水、延时禁止浇水或者持续浇水功能；喷洒口3为环形喷洒口；水管为白色软管；所述控制模块号包括用于显示液位传感器、湿度传感器、光敏电阻R11和/或热敏电阻R12的监测信号的LED显示屏。

控制模块的内部结构如图2所示，由51单片机（含外围键盘、发光二极管）、继电器、AD模块构成四部分构成，还可以包含电池。液位传感器、湿度传感器采集的信号送至型号为PCF8591的AD模块，AD模块同时内置光敏电阻R11和热敏电阻R12,如图3所示，实现花盆内亮度和温度的采集。51单片机采集四路传感器的信号与阈值进行比较，输出信号控制继电器的通、断，从而实现对水泵的控制。由单片机控制的继电器采用性价比高的JQC-3FF-S-Z的5VDC继电器，同时为减小体积和提高实用性，电池模块采用5V的电源适配器。与此同时，开发了51单片机内部的定时功能，用户可通过设置51单片机的外围键盘实现如启动定时浇水、延时浇水、延时禁止浇水、持续浇水等功能。

液位/湿度传感器由同一型号的湿度传感元件+LM393电压比较器构成，工作电压为5V，由电源适配器供电，传感元件表面采用镀镍处理，感应表面尺寸为6.16cm*1.95cm。当储备液面下降到极限时，单片机输出高电平，报警灯亮，实现提示用户要加水的功能。

采用的水泵尺寸：长4.36cm，宽2.88cm，高2.80cm，出水口内径5.0mm，工作电压为5V，功率最大为1.8W，最大扬程110cm，最大流量150L/H。

进水回路、水回收回路的水管都采用白色软管完成设计,如图1所示。

在储水池中存储一定量的水,接通电源, 在水位设定的范围内，智能盆栽装置即可正常工作，当液位传感器检测到储水池液位过低时，单片机启动报警信号，提醒用户向蓄水池补充水；当湿度传感器检测到土壤湿度过低，单片机启动继电器，水泵工作，实现自动浇水，浇水的时长由土壤湿度决定；当温度、光线传感器的值过高时，单片机也会启动继电器，实现自动浇水；51单片机的外围键盘还可供用户选择是否启用定时、延时浇水等功能。