一种家庭菜园智能控制系统及其控制方法_2

文档序号:8411889阅读:来源:国知局
到控制信息,并将控制信息输出至控制模块和显示与管理模块,对植物的生长环境进行实时控制,用户通过显示与管理模块对植物的生长环境进行实时查看和人工控制。本发明可以同时收集多个参数信息的功能,提高了对植物的数据分析和培育的全面性,采用大数据服务器增大了数据存储量和数据处理速度,同时根据给出的控制信息进行智能控制,不需要人工辅助,实现了完全智能、自动化检测与管理的效果;此外,对检测到的数据进行智能化管理和分析,给用户提供更合理的管理建议,提高了植物的存活率和控制系统的可靠性;本发明实现了节能减排,低碳环保的目的,以较低的经济投入实现对家庭菜园的智能化管理,同时提供良好的用户体验,切实满足了用户的需求。
【附图说明】
[0028]图1是本发明家庭菜园智能控制系统的结构示意图;
[0029]图2a_2b分别是本发明本地培育模块一实施例的主视图和右视图;
[0030]图3是本发明水槽一实施例的结构示意图;
[0031]图4是本发明数据采集与通信模块的结构示意图;
[0032]图5是本发明数据数据处理模块和显示与管理模块的结构示意图;
[0033]图6是本发明家庭菜园智能控制系统控制方法的流程图。
[0034]图中所示:1、本地培育模块;11、培养槽;12、培养管道;13、水槽;14、育苗槽;15、滴灌单元;151、滴灌软管;16、传感器单元;161、温湿度传感器;162、光照传感器;163、水位传感器;17、照明单元;2、数据采集与通信模块;21、数据采集单元;22、第一通信单元;211、图像采集模块;212、ESP8266最小系统;3、数据处理模块;31、大数据服务器;311、第二通信单元;312、中央处理单元;312、存储单元;4、控制模块;5、显示与管理模块;51、显示单元;52、人工管理单元。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图对本发明作详细描述:
[0036]如图1所示,本发明提供一种家庭菜园智能控制系统,包括本地培育模块1、数据采集与通信模块2、数据处理模块3、控制模块4和显示与管理模块5,数据采集与通信模块2和控制模块4均与本地培育模块I连接以及与数据处理模块3无线连接,数据处理模块3分别和控制模块4以及显示与管理模块5连接,数据处理模块3包括大数据服务器31。
[0037]如图2a、2b所示,本地培育模块I由上至下设有若干培养层和育苗层,本实施例中设2个培养层,每个培养层包括培养槽11和设于培养槽11上的培养管道12,育苗层包括水槽13和育苗槽14 ;培养层和育苗层还包括滴灌单元15、传感器单元16和照明单元17,滴灌单元15设于培养槽11和育苗槽14内,照明单元17设于培养槽11和育苗槽14上方;滴灌单元15与水槽13连接,控制模块4设于育苗槽14后方,且分别与滴灌单元15和照明单元17连接,数据采集与通信模块2与传感器单元16连接。优选的,照明单元17为LED照明灯管;传感器单元16包括温湿度传感器161、光照传感器162和水位传感器163,当然可根据需要增加其他传感器,如二氧化碳浓度传感器等;具体的,培养管道12为PVC水管,作为种植容器,PVC水管一侧开洞供幼苗植入,洞与洞之间留有合理的间距,培养基选用珍珠岩;水槽13、育苗槽14及本地培育模块I外壳采用“亚克力板”制成,美观大方,易粘合密封性好;滴灌单元15包括第一水泵、继电器、电磁阀、灌溉喷头(图中均未标出)和设于培养槽11和育苗槽14内部的滴灌软管151,用于对植物进行滴灌;培养槽11和育苗槽14底部均开有密集的小孔,下方设有水回收盒,滴灌后多余的水流出至下层的余水回收盒子,最终回到水槽13。如图3所示,水槽13按2:1比例分装水和营养液,配有顶盖,减少水的蒸发,滴灌单元15根据需要对培养槽11和育苗槽14内的植物进行清水滴灌或营养液滴灌。温温度传感器161为DHTll温湿度传感器,设于培养槽11和育苗槽14内部,用于检测培养槽11和育苗槽14内的温度和湿度,光照传感器163为BH1750FVI光强传感器,设于培养槽11和育苗槽14上方,用于检测周围的光照强度,水位传感器144设于水槽13上部,用于检测水槽13的水位,水槽13连接第二水泵,当水位过低时,系统会自动通过第二水泵(图中未标出)给水槽13加水或营养液。
[0038]如图4所示,数据采集与通信模块2包括数据采集单元21和第一通信单元22,数据采集单元21包括图像采集模块211和ESP8266最小系统212,用于采集本地培育模块I的数据信息;具体的,图像采集模块211通常为视频监控器或相机,设于本地培育系统I上方,用于对本地培育系统I内植物的生长状态进行实时监控,并定时拍摄照片,反映植物的生长状态。第一通信单元22为ESP8266无线模块,用于将图像采集模块211和ESP8266最小系统212采集到的数据信息上传至数据处理模块3,具体的,ESP8266最小系统212与传感器单元16连接,实时接收传感器单元16检测到的温湿度、光强以及水位信息,并通过ESP8266无线模块通过本地无线网上传到大数据服务器31进行数据处理,ESP8266最小系统为可扩展系统,因此,可根据需要增加传感器单元16内的传感器的数量,采集更全面的环境参数信息。
[0039]如图5所示,大数据服务器31包括第二通信单元311、中央处理单元312和存储单元313,第二通信单元311分别和数据采集与通信模块2、控制模块4以及显示与管理模块5连接,中央处理单元312分别与第二通信单元311和存储单元313连接,具体的,第二通信单元311接收第一通信单元22上传的本地培育模块I的数据信息,并将该数据发送至中央处理单元312,中央处理单元312对接收的数据信息进行解析,得到各个环境参数的状态数据,具体包括温湿度、光强等植物生长状态信息以及水槽13的水位信息,并将状态数据与系统内设定的相应参考值进行比较,给出控制信息,同时,对存储单元313内存储的数据进行管理和分析,更新状态数据的参考值,并将控制信息和更新后的参考值输出至存储单元313和第二通信单元311 ;需要说明的是,该控制信息包括植物当前的状态数据和经过中央处理单元312对状态数据解析对比之后给出的用于控制模块4对滴灌单元15和照明单元17连接进行相应操作的操作信息;第二通信单元311分别将控制信息发送至控制模块4以及显示与管理模块5,通过控制模块4对本地培育模块I内植物的生长环境进行控制,同时通过显示与管理模块5对该控制信息进行动态显示。
[0040]请继续参照图5,显示与管理模块5包括数据显示单元51和人工管理单元52,其中显示单元51包括手机显示端和电脑显示端,对接收的控制信息进行实时动态显示,同时,用户通过人工管理单元52对本地培育模块I内植物生长环境进行人工控制。
[0041]本发明还提供了一种家庭菜园智能控制系统的控制方法,如图6所示,包括以下步骤:
[0042]S1:数据采集与通信模块2实时采集本地培育模块I内植物生长环境的数据信息,并将数据信息上传至数据处理模块3中的大数据服务器31,具体的,本地培育模块I内的温湿度传感器161、光照传感器162和水位传感器163分别检测植物的生长环境参数和水槽13的水位信息,ESP8266最小系统212收集上述数据信息,同时图像采集模块211对本地培育系统I内植物的生长状态进行实时监控,并定时拍摄照片,形成图像数据信息,接着ESP8266无线模块将图像采集模块211和ESP8266最小系统212采集到的数据信息上传至数据处理模块3中的大数据服务器31。
[0043]S2:大数据服务器31对接收的数据信息进行处理得到控制信息,将控制信息分别发送至控制模块4和显示与管理模块5 ;具体的,包括以下步骤:
[0044]S
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