一种盆栽自动浇水设备和方法与流程

本发明属于自动化技术领域，具体涉及一种盆栽自动浇水设备，较为精确的测量家庭盆栽中土壤的相对湿度，控制微型水泵实现按需自动浇水。

背景技术：

如今人们的生活讲究雅致情调，多会在生活区和工作区种上些许盆栽，比如盆景、多肉、水培等。然而现实却是多数人喜欢养花但又经常出差旅游或出远门出国，又或者是比较忙又没多少时间照顾花，于是便催生了许多民间自动浇花设备，利用简单的物理原理或是借助定时器浇水，尽管能起到替代人浇水的作用，却不能智能地响应植物的需求。

技术实现要素：
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为了克服上述背景技术的缺陷，本发明提供一种盆栽自动浇水设备，能够智能的进行盆栽浇水，且成本低廉，实用性强。

为了解决上述技术问题本发明的所采用的技术方案为：

一种盆栽自动浇水设备，包括盆栽容器、水桶和水泵，盆栽容器通过水管与水泵的出水口连接，水桶通过水管与水泵的出水口连接；在盆栽容器内设有湿度传感器，湿度传感器的信号输出端连接控制器的信号输入端，控制器的信号输出端连接水泵的控制开关。

较佳地，水管设置在盆栽容器的一端为环状水管，环状水管与盆栽容器同轴设置，环状水管靠近盆栽容器底面的一侧设有多个喷水孔，多个喷水孔在环装水管上间隔均布设置。

较佳地，还包括为控制器、水泵和温度传感器供电的供电模块，供电模块包括太阳能充电板，在太阳能充电板输出端依次连接的光伏控制器、蓄电池和升压稳压电路；升压稳压电路包括一个5v的输出端和一个3.3v的输出端。

较佳地，控制器包括单片机，单片机通过水泵控制电路连接水泵的控制端，水泵控制电路包括一端连接于单片机的电阻r，电阻r的另一端连接三极管q的基极，三极管q的集电极连接继电器线圈的一端，继电器线圈的另一端连接电源，继电器的开闭端连接水泵的控制端；继电器并联有二极管d，二极管d的正极连接三极管q的基极，二极管d的负极连接电源。

较佳地，控制器的信号输出端还连接有显示屏，显示屏设置在水泵上。

较佳地，二极管d的型号为in4148，湿度传感器的型号为hdt11。

较佳地，控制器包括单片机，以及连接于单片机的复位开关和时钟电路，单片机的型号包括stc12c5a60s2；

复位开关连接于单片机的reset引脚，控制单片机的复位；

时钟电路包括振荡电路，振荡电路包括晶振器和电容。

较佳地，在盆栽容器中的设置数多个湿度传感器。

本发明还提供一种利用上述设备进行盆栽自动浇水的方法：

湿度传感器获取盆栽容器中泥土的湿度，将湿度值信号输送到控制器，将湿度值与预存的设定阈值进行比较，若低于设定阈值的最低限制，则控制器的单片机输出高电平，使继电器线圈通电，驱动水泵工作，抽取水桶中的水通过水管浇灌到盆栽容器中；当达到设定阈值的高限制时，单片机输出低电平，使继电器线圈断电，水泵停止工作。

较佳地，通过设置在盆栽容器中的数个湿度传感器获取数个位置的湿度值，将数个湿度值的平均值或总和与设定阈值进行比较。

本发明的有益效果在于：本发明以土壤湿度值作为依据，既可起到自动浇水的作用，又可防止雨天过度浇灌，同时基于设计的先进性，不需要接水龙头和交流电源，减少安全隐患，滴水均匀，有较强的实用性，基于此背景，简易家用盆栽浇水设备得以产生。

基于廉价、实用性强两方面的考虑，本发明采用常见的电子器件与模块，通过对家用盆栽土壤的相对湿度进行测量，借助单片机的信息处理，控制继电器开关，从而控制水泵实现无人控制地自动浇水，十分适合如今快速的生活节奏。

本发明成本低廉，结构小巧，适合家庭盆栽护养，比起虹吸渗透原理供水和定时供水，更能响应植物的实际需求；同时可在无人看管或者照看疏忽的情况下对植物进行合理灌溉，以及防止雨天过度灌溉，具有较强的科学性和实用性。

附图说明

图1为本发明实施例一所述设备的结构示意图；

图2为本发明实施例一所述电源模块的结构示意图；

图3为本发明实施例一所述水泵控制端说连接电路的结构示意图；

图4为本发明实施例一所述湿度传感器与控制器的连接结构示意图；

图5为本发明实施例二的控制原理图。

图中：

1-水桶，2-水管，3-控制开关，4-水泵，5-显示屏，6-湿度传感器导线，7-环状水管，8-湿度传感器，9-盆栽容器，10-控制器，11-太阳能充电板，12-光伏控制器，13-蓄电池，14-升压稳压电路，15-5v输出端，16-3.3v输出端，17-继电器，18-供电模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

实施例一

一种盆栽自动浇水设备，包括盆栽容器9、水桶1和水泵4，盆栽容器9通过水管2与水泵4的出水口连接，水桶1通过水管2与水泵4的出水口连接；在盆栽容器9内设有湿度传感器8，湿度传感器8的信号输出端通过湿度传感器导线6连接控制器10的信号输入端，控制器10的信号输出端连接水泵4的控制开关3。还包括为控制器10、水泵4和温度传感器供电的供电模块18，供电模块18包括太阳能充电板11，在太阳能充电板11输出端依次连接的光伏控制器12、蓄电池13和升压稳压电路14；升压稳压电路14包括一个5v输出端15和一个3.3v输出端16。

作为一种优选的方案，在盆栽容器9中的设置数多个湿度传感器8。

作为一种优选的方案，水管2设置在盆栽容器9的一端为环状水管7，环状水管7与盆栽容器9同轴设置，环状水管7靠近盆栽容器9底面的一侧设有多个喷水孔，多个喷水孔在环装水管2上间隔均布设置。

控制器10包括单片机，单片机通过水泵4控制电路连接水泵4的控制端，水泵4控制电路包括一端连接于单片机的电阻r，电阻r的另一端连接三极管q的基极，三极管q的集电极连接继电器17线圈的一端，继电器17线圈的另一端连接电源，继电器17的开闭端连接水泵4的控制端；继电器17并联有二极管d，二极管d的正极连接三极管q的基极，二极管d的负极连接电源。二极管d用于吸收释放继电器17线圈断电时产生的反向电动势，防止反向电势击穿三极管及干扰其他电路；r1与发光二极管组成继电器17状态指示电路，便于直观的看到继电器17的工作状态，即当继电器17常开触点吸合时，led点亮。在检测到湿度低于设定值时，水泵4工作一段时间，此时传感器受屏蔽30分钟，待充分浇水之后传感器可继续工作。

控制器10的信号输出端还连接有显示屏5，显示屏5设置在水泵4上。二极管d的型号为in4148，湿度传感器8的型号为hdt11。控制器10包括单片机，以及连接于单片机的复位开关和时钟电路，单片机的型号包括stc12c5a60s2；复位开关连接于单片机的reset引脚，控制单片机的复位；时钟电路包括振荡电路，振荡电路包括晶振器和电容。

本发明的用途在于较为精确的测量家庭盆栽中土壤的相对湿度，控制微型水泵4实现按需自动浇水。

控制器10包括单片机电路，具体包括单片机复位开关、时钟电路和stc12c5a60s2单片机，单片机复位开关与reset引脚相连，控制stc12c5a60s2单片机的复位，11.0592mhz晶振和电容组成的振荡电路用于构成系统时钟。stc12c5a60s2单片机属于低端51内核单片机，成本低廉，但足够完成所需要的控制；通过相应i/o口与各个模块进行信息交换与处理，控制整个系统的正常运行。

电源模块包括太阳能电板和蓄电池13，其中用18650锂电池(3.7-4.2v)并联供电，借助稳压器输出3.3v和5v电压为继电器17、显示屏5和水泵4供电。

本实施例包括一个湿度传感器8hdt11为主的测量电路，将测量信息直接发送给包括单片机在内的控制器10进行处理。可以检测周围环境的湿度和温度，其湿度测量范围在20％-95％，误差约±5％；温度测量范围在0℃-50℃，误差约±2度，以数字形式输出。显示屏5采用0.96寸oled显示屏5，结构小巧，屏幕可显示信息丰富。

将土壤湿度传感器8插入盆栽土壤后，检测土壤湿度值传送到单片机中，由液晶显示屏5显示；另外，单片机根据所测湿度值与设定值进行比较，湿度过低时，单片机输出高电平，使继电器17线圈通电，指示灯亮，驱动水泵4，实现土壤湿度自动控制浇水；当达到阈值时，单片机输出低电平，使继电器17线圈断电，停止浇水。

所述的水泵4控制电路的原理图，三极管q的基极连接到单片机的p1.2引脚，发射极与继电器17线圈的一端相连，继电器17另一端接到电源+5v上；继电器17线圈两端并联一个in4148二极管d，用于吸收释放继电器17线圈断电时产生的反向电动势，防止反向电势击穿三极管及干扰其他电路；r与发光二极管d组成继电器17状态指示电路，便于直观的看到继电器17的工作状态，即当继电器17常开触点吸合时，led点亮。在检测到湿度低于设定值时，水泵4工作一段时间，此时传感器受屏蔽30分钟，待充分浇水之后传感器可继续工作。

实施例二

一种利用实施例一所述设备进行盆栽自动浇水的方法：

湿度传感器8获取盆栽容器9中泥土的湿度，将湿度值信号输送到控制器10，将湿度值与预存的设定阈值进行比较，若低于设定阈值的最低限制，则控制器10的单片机输出高电平，使继电器17线圈通电，驱动水泵4工作，抽取水桶1中的水通过水管2浇灌到盆栽容器9中；当达到设定阈值的高限制时，单片机输出低电平，使继电器17线圈断电，水泵4停止工作。

通过设置在盆栽容器9中的数个湿度传感器8获取数个位置的湿度值，将数个湿度值的平均值或总和与设定阈值进行比较。

本发明提供的上述简易家用盆栽浇水设备和方法，其用途是：较为精确的测量家庭盆栽中土壤的相对湿度，控制微型水泵4实现按需自动浇水。

将土壤湿度传感器8插入盆栽土壤后，检测土壤湿度值并传送到单片机中，由液晶屏显示；另外，单片机根据所测湿度值与设定阈值进行比较，湿度过低时，单片机输出高电平，使继电器17线圈通电，指示灯亮，驱动水泵4，实现土壤湿度自动控制浇水；当达到阈值时，单片机输出低电平，使继电器17线圈断电，停止浇水。浇水由输水软管实现，软管围绕花盆一周，滴孔分布均匀，输水软管也可替换成喷头或是旋转喷头，应用于更大的浇水范围。只需将水泵4与水桶1水管2连接好，启动开关，即可实现功能。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。