基于微信平台的植物智能灌溉系统的制作方法

本实用新型属于物联网技术，更具体地说，它涉及一种基于微信平台的植物智能灌溉系统。

背景技术：

在现实生活中，人们往往会因为出差、旅游等原因导致家中长时间无人而对植物照顾不到位，也无法得知植物的生长状况，目前有如下几种技术解决该问题：

一、杭州晶控电子有限公司的智能家居控制系统(KC868智能家居控制主机)

该系统可以在初装修的时候加入安装，也可以在已装修好的家庭中使用，控制方式全部采用无线控制，接上智能主机及传感控制设备，接入网线立刻实现工作。功能特点：

1)个性化定制:客户可以根据自己的个性化的需求灵活地选择所需要的功能模块组装自己的只能家居，只能家居控制主机可以无缝连接各功能模块，包括只能家居控制网关、网络摄像头视频监控、各种报警器设备、无线红外线转发器、温度传感器、电动窗帘等，用户可以根据自己的需求和预算DIY自己的智能家居生活。

2)超强控制功能：KC868同时兼容315MHz和433MHz无线收发功能，8路无线输入报警功能，200路无线发射控制功能，无需手动配对，KC868完全兼容2262、1527编码。

3)情景控制功能：支持20种工作场景模式，每种场景支持10路输出组合操作。可以通过电脑、手机、智能网关、遥控器很方便地管理和切换情景模式。

4)自动控制功能：KC868自带时钟，可计划实现8组自动定时控制功能，如指定时间自动打开音响、开关窗帘、打开电灯等。定时控制支持红外发送、无线控制、情景模式等多种控制方式。另一方面，智能控制主机可以结合温湿度传感器探测土壤的水分，旋转喷头可以进行自动浇花、定时打开喷头进行浇花

5)安防报警功能：KC868可以联动电话、短信、无线发射、红外发射多种报警方式，组装成灵活、个性定制化的报警系统。

6)系统可靠稳定：KC868使用了ARM嵌入式技术，抛弃了市场同类产品中使用单片机的技术方案，系统稳定性大大提高、安全更上一层楼，性能更加卓越。元器件采用工业级设计，出厂严格老化测试，完全保证设备长期稳定工作。多重密码保护，防止外人查看。系统可扩展性强，易于维护、扩充和升级。

7)远程网络控制：如果用户有固定IP地址或设置了动态域名和端口映射，可实现互联网级的远程控制，无论在世界各地，只要通过INTERNET网都可随时控制灯及电器的开关。有别于一些便宜免费网络的产品方案，新款KC868采购全球唯一的MAC网络物理层地址，保证在全球范围内使用不会有网络冲突或者故障，极有效的保证网络安全。

8)带加密功能的网络控制功能：支持局域网、宽带网、GPRS、WIFI等网络系统；支持远程TCP客户端访问和监控、支持Windows XP、Windows 7平台；支持移动手机平台客户端软件、支持安卓、苹果等手机系统；支持远程动态域名地址DDNS功能，可以固定域名访问。

二、基于微信公众平台下的智能农业管理系统

通过分析移动互联网兴起对传统农业的影响，借助微信公众平台，实现传统农业生产温室大棚中的温度、湿度、光照信息强度等信息采集、存储、发送，用户通过手持终端，可随时随地查看温室大棚内的相对应情况，做出对应的应对措施。该系统共通过安放传感器采集信息，通过无限局域网的组网方式，通过运营商将信息发送到指定服务器，用户通过关注微信公众账户便可实时监控到棚内的环境情况，提高农业大棚的管理效率。在系统设计中，主要实现利用单片机与传感器构建信息采集网络，并通过无线传输终端传输给数据控制中心，数据控制中心的数据存储及调用设计，微信公众账户的自定义菜单开发及界面实现，用户登录鉴权等关键性设计。

三、无线遥控节水灌溉自动控制系统

该系统通过太阳能电池供电，这样在阴雨天气也不需工作，大大节省了能源和劳力，从而提高了系统的效率。无线节水灌溉控制系统的工作方式采用命令应答方式，主站下达采集数据指令，子站对主站发出的地址信息进行处理，若与本机地址相符则执行命令，主站收到无线传来的数据后根据软件设计的灌溉预报模块和灌溉控制模块决策出作物需水量情况，并经过驱动电路控制电磁阀的开闭和电磁阀打开的时间。

四、农田信息检测与灌溉管理远程控制系统

该系统主要由监控中心、气象站、墒情监测站、阀门控制器、电磁阀、阀门工作状态反馈器等部分组成。

1)系统通讯：监控中心与电磁阀间的通讯采用无线通讯模式，通讯频率为433MHz或2.4GHz公用频段，通信传输距离可达3km，无网络通讯费；系统通讯端口支持GPRS/GSM无线模式；系统设计为即插即用方式，网络响应速度在1分钟以内。

2)农田墒情实时检测战具有土壤水分信息采集、显示、分析和存储功能，电磁阀时序控制及其状态反馈信息收集、显示、存储、处理、报警功能，设备供电情况实时数据显示等功能

3)灌溉远程自动控制模块由电磁阀、阀门控制器、状态反馈装置等组成。电磁阀开关状态可通过状态反馈传感器实时传送到首部控制中心；电磁阀工作时无干扰，性能稳定；阀控器支持4路脉冲式电磁阀控制，可靠动作次数大于1万次；阀控制器防水性能高，其电源采用4节5号电池供电，正常使用寿命不低于6个月。

五、远程手机无线灌溉控制系统

该系统集手机模块和采集控制器模块为一题，可通过手机以及GPRS方式，进行温室大棚、禽畜养殖、水产养殖、大田灌溉等控制设备的远程监控。系统特点：采用手机无线模块，通过SMS传输，可靠性高；无传输距离限制；全中文液晶屏显示；48路控制输出；定时自动控制功能。功能介绍：通讯方式：哟过户通过SMS方式，使用手机或计算机发送短信，就可以完成系统的操作。只要有手机信号的区域，就可实现随时随地的控制。而且用户每次发出的控制命令，都有一条信息反馈到使用的手机上，根据反馈的内容，用户便知设备的运行情况，控制输出8-48路可选；液晶显示：全中文的液晶显示可以使用户了解系统的运行情况。

综上所述，目前市面上的技术主要是通过硬件自动控制植物浇灌或者借助软件控制植物浇灌，但是，单纯使用硬件浇灌植物会导致不好的用户体验，用户只有在花盆前才能检测到该植物的生长情况，并且也只有在花盆前才能对植物进行操作，而借助软件控制植物的往往会迫使用户为了一株花盆去下载一个新的APP，也增添了诸多烦恼。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决以上提出的问题，提供一种基于微信平台的植物智能灌溉系统，通过和微信客户端的对接，直接起到微信控制硬件，微信远程接收数据，用户不用下载新APP，方便用户的控制和日常使用。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型是基于微信平台的植物智能灌溉系统，包括传感器模块、Arduino板、新浪云模块、GPRS模块、微信平台模块、灌溉设施模块；所述传感器模块和所述灌溉设施模块分别与所述Arduino板相连，所述Arduino板与所述GPRS模块相连，所述GPRS模块与所述新浪云模块相连，所述新浪云模块与所述微信平台模块相连。

即包括收集温度和湿度数据的传感器模块、接收温度和湿度数据的Arduino板、作为GPRS模块与微信平台模块之间数据中转站的新浪云模块、用于对温度和湿度数据实时监控的微信平台模块、将Arduino板接收的温度和湿度数据传送给新浪云模块或将新浪云模块收到的来自微信平台模块的控制水泵浇水的命令传送给Arduino板的GPRS模块、被Arduino板控制用于浇水的灌溉设施模块。

作为优化，所述传感器模块包括温度传感器和土壤湿度传感器。

作为优化，土壤湿度传感器采用四线制，还包括LM393芯片。

作为优化，所述Arduino板包括单片机、数字接口、模拟输入、晶振、USB接口、电源接口和重置按钮。

作为优化，所述单片机为ATmega328MCU控制器。

作为优化，所述GPRS模块为SIM800GPRS模块。

作为优化，所述微信平台模块包括装有微信的手机客户端和微信测试号。

作为优化，所述灌溉设施模块包括继电器、水泵和12V适配器。

作为优化，所述继电器的常开端连接所述12V适配器的正极导线，所述水泵的负极连接12V适配器负极导线，所述水泵正极连接所述继电器的公共端。

作为优化，所述水泵为隔膜泵。

本实用新型的有益效果如下：

1、本设计针对市面上已有的灌溉系统的缺点，结合最新的物联网概念，基于微信平台设计构建了植物智能灌溉系统。用户通过手机微信不仅可以随时随地对植物进行实时监控，了解任何时刻的植物生长状况；同时还可以根据植物的实际生长状况，通过手机微信在任何地点对灌溉装置进行远程控制，实现了家庭植物种植的智能化和互联网化，为用户提供了新型便捷的生活方式。

2、本设计的用户通过手机微信随时随地对植物进行实时监控，并根据植物实际需要进行浇水，有利于节能水资源利用，不会浪费水资源。

附图说明

图1：智能灌溉系统总体结构框图；

图2：智能灌溉系统的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行进一步详细说明：

本实施例是基于微信平台的植物智能灌溉系统，包括传感器模块、Arduino板、新浪云模块、GPRS模块、微信平台模块、灌溉设施模块；传感器模块和灌溉设施模块分别与Arduino板相连，Arduino板与GPRS模块相连，GPRS模块与新浪云模块相连，新浪云模块与微信平台模块相连。

传感器模块包括温度传感器和土壤湿度传感器，温度传感器检测空气温度，土壤湿度传感器检测土壤温度。土壤湿度传感器采用四线制，还包括LM393芯片。该土壤湿度传感器体积小，测量精度高，响应速度快，其表面采用镀镍处理，加宽感应面积，提高导电性能，可以防止接触土壤容易生锈。在使用时，尽量接触到植物根部的土壤，可实时监测土壤湿度。

温度传感器和土壤湿度传感器分别于与Arduino板相连，将相关数据传送给Arduino板分析处理。

Arduino板包括单片机、14路数字接口(其中6路可用于PWM输出)、6路模拟输入、一个晶振、一个USB接口、一个电源接口和一个重置按钮，单片机为ATmega328MCU控制器，用于数据的检测和控制。Arduino板通过数字接口与GPRS模块相连，将数据传送到GPRS模块中。

GPRS模块实现远程通信，GPRS模块为SIM800GPRS模块，支持UCS2编码数据和直接文本数据格式，通过AT指令来控制，可以直接通过电脑串口和Arduino板来启动其功能。GPRS模块优点在于1)实时性强：由于GPRS具有实时在线特性，系统无时延，无需轮巡就可以同步接收、处理所有数据采集点的数据，可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。2)远程控制：通过GPRS双向通讯方式还可实现对灌溉设备进行远程控制，进行参数调整、开关等控制作用。3)覆盖范围广：GPRS模块覆盖范围广，在无线GSM/GPRS网络的覆盖范围之内，都可以完成的控制和管理，方便对设备的扩展应用。

新浪云模块相当于用于数据中转，是由新浪公司开发和运营的开放云计算平台的核心组成部分，SIM800GPRS模块与新浪新浪云建立一个TCP连接，就可以实现双向数据传输。

微信平台模块包括装有微信的手机客户端和微信测试号，微信测试号作为中间桥梁，通过服务器地址接口并借助互联网与新浪云模块通信，实现功能设计与平台用户管理；新浪云模块通过通信网络与手机客户端联立，实现与用户对接以及功能落实。微信平台模块用于实时监控植物，手机客户端通过设置域名实现接收到新浪云模块转发的来自GPRS模块的数据，或将手机客户端设置的数据发送到新浪云，并转送到GPRS模块。

灌溉设施模块包括继电器、水泵和12V适配器，继电器的常开端连接12V适配器的正极导线，水泵的负极连接12V适配器负极导线，水泵正极连接继电器的公共端，水泵为隔膜泵，Arduino板通过控制继电器来控制水泵的打开或关闭，继电器起到开关控制作用，当Arduino板输出一个信号给继电器时，继电器常开端闭合相当于开关闭合，此时回路接通水泵开始工作完成灌溉。

工作原理：一个是由Arduino板自主控制，Arduino板根据温度传感器和土壤湿度传感器检测到的数据和用户设置在Arduino板中的数据进行比较，当土壤湿度检测器检测到的湿度低于用户设置的数值时，Arduino板会给予继电器一高电平信号，继电器获取信号后，继电器常开端闭合，开关闭合从而驱动水泵浇水。

另一个是由用户在微信界面上点击“浇水”按钮，微信平台会收到浇水命令并将其发送给新浪云，并由新浪云通过GPRS模块转发给Arduino板，Arduino板会给予继电器一高电平信号，继电器获取信号后，继电器常开端闭合，开关闭合从而驱动水泵浇水。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域中的普通技术人员来说，在不脱离本发明核心技术特征的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。