一种智慧盆栽养殖系统的制作方法

本发明涉及盆栽养殖技术领域，特别涉及一种智慧盆栽养殖系统。

背景技术：

随着人们生活水平的不断提高，生活节奏也不断加快，休闲养花成为人们工作之余的休闲活动。但是往往一开始激情满怀，辛辛苦苦培育一盆盆生机盎然的鲜花花卉盆栽，并且享受绿色植物带来的愉悦。但是几个月之后由于人们对于家用花卉盆栽培育缺乏科学性，不能对花卉盆栽生长所需的最佳湿度及光照缺少科学的分析和判断，造成花卉盆栽不能正常生长。此外，由于人们外出或者出差等客观原因无暇顾及花卉盆栽的浇水及光照事宜，这给人们带来了极大的不便，同时花卉盆栽也无法正常生长。长期会造成花卉盆栽死亡。

因此，急需提供一种智慧盆栽系统，能够对花卉盆栽的湿度及光照进行自由判断及控制，方便了人们养殖花卉盆栽。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种智慧盆栽养殖系统，能够对盆栽的土壤湿度及光照强度进行自由判断及控制，方便了盆栽的养殖，可以通过按键单元对土壤湿度阈值、光照强度阈值以及水泵出水值进行设置，能够适用于不同花卉盆栽的养殖。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种智慧盆栽养殖系统，其包括：土壤湿度传感器、光照强度传感器、按键单元、单片机、水泵驱动单元以及调光单元，其中，

所述土壤湿度传感器与所述单片机相连，所述土壤湿度传感器用于感应土壤湿度，并将所述土壤湿度传输给所述单片机；

所述光照强度传感器与所述单片机相连，所述光照强度传感器用于感应光照强度，并将所述光照强度传输给所述单片机；

所述按键单元与所述单片机相连，所述按键单元用于设置土壤湿度阈值、光照强度阈值以及水泵出水值；

所述单片机与所述水泵驱动单元相连，所述单片机用于根据所述土壤湿度、所述土壤湿度阈值以及所述水泵出水值控制所述水泵驱动单元的工作状态；

所述单片机与所述调光单元相连，所述单片机用于根据所述光照强度以及所述光照强度阈值控制所述调光单元的工作状态。

较佳地，所述按键单元包括：第一按键、第二按键、第三按键以及第四按键，其中，

所述第一按键与所述单片机相连，所述第一按键用于设置所述土壤湿度阈值的加减趋势；

所述第二按键与所述单片机相连，所述第二按键用于设置所述光照强度阈值的加减趋势；

所述第三按键与所述单片机相连，所述第三按键用于设置所述水泵出水值的加减趋势；

所述第四按键与所述单片机相连，所述第四按键用于设置所述土壤湿度阈值的加减、所述光照强度的加减以及所述水泵出水值的加减。

较佳地，智慧盆栽养殖系统还包括：wifi通信单元，所述wifi通信单元与所述单片机相连，所述wifi通信单元用于将所述单片机与移动终端相连，以通过所述移动终端控制所述单片机，进而控制所述调光单元以及所述水泵驱动单元的工作。

较佳地，智慧盆栽养殖系统还包括；供电单元，所述供电单元与所述wifi通信单元相连，所述供电单元用于为所述wifi通信单元供电。

较佳地，智慧盆栽养殖系统还包括：在线烧录单元，所述在线烧录单元与所述单片机相连，所述在线烧录单元用于对单片机进行在线烧录。

较佳地，智慧盆栽养殖系统还包括：显示单元，所述显示单元与所述单片机相连，所述显示单元用于显示当前的土壤湿度、光照强度以及水泵出水值。

较佳地，所述调光单元为pwm调光单元。

较佳地，智慧盆栽养殖系统还包括：eeprom单元，所述eeprom单元与所述单片机相连。

较佳地，所述光照强度传感器与所述单片机之间设置有电压转换单元。

较佳地，所述电压转换单元包括：sn74lvc2t45dctr电压变换器。

相较于现有技术，本发明具有以下优点：

(1)本发明提供的智慧盆栽养殖系统，能够对盆栽的土壤湿度及光照强度进行自由判断及控制，方便了盆栽的养殖，可以通过按键单元对土壤湿度阈值、光照强度阈值以及水泵出水值进行设置，能够适用于不同花卉盆栽的养殖；

(2)本发明的智慧盆栽养殖系统，按键单元设置了四个按键，可以快速方便的对土壤湿度阈值、光照强度阈值以及水泵出水值进行详细设置，电路简单，操作方便；

(3)本发明的智慧盆栽养殖系统，还可以设置wifi通信单元，可以在移动终端查看养殖系统的实时状态，并且可以对养殖系统进行手动实时控制，更加方便了用户对盆栽的养殖。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：

图1为本发明的实施例的智慧盆栽养殖系统的结构示意图；

图2为本发明的实施例的单片机的电路原理图；

图3为本发明的实施例的第一按键的电路原理图；

图4为本发明的实施例的第二按键的电路原理图；

图5为本发明的实施例的第三按键的电路原理图；

图6为本发明的实施例的第四按键的电路原理图；

图7a、7b为本发明的实施例的土壤湿度传感器的电路原理图；

图8为本发明的实施例的ad/da转换单元的电路原理图；

图9为本发明的实施例的水泵驱动单元的电路原理图；

图10为本发明的实施例的光照强度传感器的电路原理图；

图11为本发明的实施例的电压转换单元的额电路原理图；

图12为本发明的实施例的pwm调光单元的电路原理图；

图13为本发明的实施例的wifi通信单元的电路原理图；

图14为本发明的实施例的供电单元的电路原理图；

图15为本发明的实施例的在线烧录单元的电路原理图；

图16为本发明的实施例的显示单元的电路原理图；

图17为本发明的实施例的eeprom单元的电路原理图。

标号说明：1-土壤湿度传感器，2-光照强度传感器，3-按键单元，4-单片机，5-水泵驱动单元，6-调光单元。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

结合图1，对本发明的智慧盆栽养殖系统进行详细描述，其结构示意图如图1所示，其包括：土壤湿度传感器1、光照强度传感器2、按键单元3、单片机4、水泵驱动单元5以及调光单元6，其中，土壤湿度传感器与所述单片机相连，所述土壤湿度传感器用于感应土壤湿度，并将土壤湿度传输给单片机；光照强度传感器与单片机相连，光照强度传感器用于感应光照强度，并将所述光照强度传输给单片机；按键单元与单片机相连，按键单元用于设置土壤湿度阈值、光照强度阈值以及水泵出水值；单片机与水泵驱动单元相连，单片机用于根据土壤湿度、土壤湿度阈值以及水泵出水值控制水泵驱动单元的工作状态，具体为：当检测到的土壤湿度低于土壤湿度阈值时，控制水泵驱动单元工作，为盆栽浇水，当检测到的土壤湿度高于土壤湿度阈值时，控制水泵驱动单元停止工作，停止为盆栽浇水；单片机与调光单元相连，单片机用于根据光照强度以及光照强度阈值控制调光单元的工作状态，具体为：当光照强度高于光照强度阈值时，控制调光单元工作，为盆栽提供光照，当光照强度低于光照强度阈值时，控制调光单元停止工作，停止为盆栽提供光照。

上述实施例中，土壤湿度阈值可以为一个定值，较佳地，也可以为一个范围，包括：土壤湿度阈值上限和土壤湿度阈值下限，当实时检测的土壤湿度低于土壤湿度阈值下限时，单片机控制水泵驱动单元工作，为盆栽浇水，当实时检测的土壤湿度高于土壤湿度阈值上限时，单片机控制水泵驱动单元停止工作，停止为盆栽浇水，这样能够保证浇水充分，短时间内不会缺水。同样地，光照强度阈值可以为一个定值，较佳地，也可以为一个范围，包括：光照强度阈值上限和光照强度阈值下限，当实时检测的光照强度低于光照强度阈值下限时，单片机控制调光单元工作，为盆栽提供光照，当实时检测到的光照强度高于光照强度阈值上限时，单片机控制调光单元停止工作，停止为盆栽提供光照，这样能够保证光照充分，短时间内不会缺少光照。

较佳实施例中，按键单元包括四个按键，分别为：第一按键sw1、第二按键sw2、第三按键sw3以及第四按键sw4，第一按键、第二按键、第三按键以及第四按键分别与单片机相连。第一按键用于设置土壤湿度阈值的加减趋势，当土壤湿度阈值为一范围，即包括阈值上限和阈值下限时，第一按键按一下，进行阈值上限增加设定，按第二下，进行阈值上限减少设定；按第三下，进行阈值下限增加设定，按第四下，进行阈值下限减少设定；按第五下，返回主界面，如此循环。第二按键用于设定光照强度阈值的加减趋势，其原理与第一按键的原理类似。第三按键用于设置水泵出水值的加减趋势，其原理也与第一按键的原理类似，不过此处水泵出水值是一个定值，不存在上下限，可以设置为按第一下，进行水泵出水值增加设定，按第二下，进行水泵出水值减少设定，按第三下，返回主界面，如此循环。第四按键用于设置土壤湿度阈值的加减、光照强度的加减以及水泵出水值的加减，如第四按键用于设置土壤湿度阈值的加减可以为：第一按键按一下，第四按键按一下，阈值上限值加1，第四按键连按，则阈值上限连加；当第一按键按第二下，第四按键按一下，阈值上限值减1，第四按键连按，阈值上限值连减；当第一按键按第三下，第四按键按一下，阈值下限值加1，第四按键连按，则阈值下限连加；当第一按键按第四下，第四按键按一下，阈值下限值减1，第四按键连按，则阈值下限连减。第四按键用于光照强度的加减以及水泵出水值的加减与土壤湿度阈值的加减原理类似，此处不再赘述。

较佳实施例中，单片机的型号为stc89le54rd，其电路原理图如图2所示，第一按键sw1、第二按键sw2、第三按键sw3以及第四按键sw4与单片机的连接原理图分别如图2、4、5、6所示。

较佳实施例中，土壤湿度传感器1为yl69土壤湿度传感器，且其输出信号通过ad/da转换单元转换后再发送给单片机，yl69土壤湿度传感器主要由lm393比较器电路、指示灯电路组成，其电路原理图如图7a、7b所示，ad/da转换单元的电路原理图如图8所示。p4为yl69土壤湿度传感器接入端口，p5的4脚与单片机的vin(5v)相连，3脚接gnd，2脚为模拟量与数字量的比较阀值端口，输出0或1信号，1脚(ac)为模拟量的输出端，连入ad/da转换单元的1脚(aino)，进行ad处理后发送给单片机端。

较佳实施例中，水泵驱动单元5为385水泵驱动单元，其主要由光耦合芯片6n137/9013及tip31复合管电路、水泵以及外接直流12v电源组成，其电路原理图如图9所示。

较佳实施例中，光照强度传感器2为bh1750fvi光照强度传感器，其是基于iic总线的控制电路，主要由bh1750fvi光照强度传感器芯片、场效应管irlml2502、肖特基二极管in5822、上拉电阻以及下拉电阻等组成，其电路原理图如图10所示。addr、scl是抬高电压的输入信号，sda是输出信号，需注意的是，dvi不能持续低于低电平，否则芯片会停止工作。较佳地，光照强度传感器2与单片机4之间连接有电压转换单元，电压转换单元以sn74lvc2t45dctr电压变换器芯片为核心，单片机p24、p25分别输入电平信号，经变换器芯片后抬高电压输出到2脚、3脚，再通过网络标号addr、scl，连接到bh1750fvi光照强度传感器电路，其电路原理图如图11所示，sda是光照强度传感器的双向数据输入端。

较佳实施例中，调光单元6为pwm调光单元，其主要由光耦芯片6n137、9013及tip31复合管电路、全光耦光照仪、外接bt2交流220v电源组成，其电路原理图如图12所示。当单片机p06端口有数据输入时，经6n137光耦芯片处理，以及9013、tip31复合管的电流放大后，tip31又作开关量进行全光谱光照仪的驱动控制，需注意的是全光谱光照仪要外接220v交流电源才能驱动成功。

较佳实施例中，养殖系统还可以包括：wifi通信单元，wifi通信单元与单片机相连，用于与一移动终端相连，用户可以方便及时地在移动终端实时查看系统的盆栽的养殖现状及系统的工作状态，同时还可以手动控制系统的工作，实现浇水和光照等，其电路原理图如图13所示。较佳地，可以采用单独的供电单元为wifi通信单元进行供电，这样可以避免对单片机主电源的干扰，其电路原理图如图14所示，5v电压vin经滤波电容及稳压芯片后，输出3.3v的vcc_wifi电压，单独为wifi通信单元供电。

较佳实施例中，养殖系统还可以包括：在线烧录单元，可以通过在线烧录单元对单片机中程序进行在线烧录，修改方便，其主要由usb接口母座、滤波电路、指示灯dp3以及usb转串口芯片cp2102构成，其电路原理图如图15所示。j4为usb-b型方口母座，连入usb数据线，可以将编译好的hex文件通过cp2102转串口芯片烧录到单片机。指示灯dp3在芯片正常工作时亮绿色，反之不亮。cp2102芯片的6脚vdd经一个4.7k电阻后与9脚rst相连，使之始终处于工作状态。cp2102芯片的25脚(rxd接受数据端)与单片机的p31(txd发送数据端)相连，芯片的26脚(txd)与单片机的p30(rxd)相连，两者进行数据通信。r17，r18为上拉电阻，拉高电压，降低输出电流。

较佳实施例中，养殖系统还可以包括：显示单元，显示单元与单片机相连，显示单元用于显示当前的土壤湿度、光照强度以及水泵出水值，另外可以显示当前的土壤湿度阈值以及光照强度阈值。较佳地，为液晶显示单元，其电路原理图如图16所示，只需要将使能端rs、rw、en端分别与单片机的p00、p01、p02端口相连，数据端dtaa0-dtaa7分别接入单片机的p10-p17，进行数据处理。需注意，lcd1602的1脚、16脚都接地，2脚、15脚接+5v电源，2脚与3脚之间由一个滑动变阻器连接，可进行lcd1602的背光亮度控制。

较佳实施例中，养殖系统还可以包括：eeprom单元，eeprom单元与单片机相连，其电路原理图如图17所示，其是基于iic总线控制的电路，连接比较简单，需注意的是5脚和6脚要接上拉电阻后再与单片机的p03、p04相连。

此处公开的仅为本发明的优选实施例，本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，并不是对本发明的限定。任何本领域技术人员在说明书范围内所做的修改和变化，均应落在本发明所保护的范围内。