專利名稱：智能澆花裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種智能澆花裝置，特別是一種針對不同花的品種采取不同供水模式的智能澆花裝置。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的不斷提高，人們的精神生活發(fā)生了很大的變化，其中很大ー部分人把養(yǎng)花作為他們的精神寄托，花草可以陶冶情操、浄化空氣。但是，當人們出差、旅游或有事長時間外出時，家中的花草會因為長時間無人澆水而干枯或死亡，給養(yǎng)花愛好者帶來一定煩惱。于是，澆花裝置便應(yīng)運而生。授權(quán)公告號為CN 202085562 U的實用新型專利提出ー種自動澆花裝置，包括ー個蓄水罐,ー個液體滲出裝置,ー個錐形插入裝置。其中液體滲出裝置為ー個空心軟木管。儲水罐中的水通過滲出裝置實現(xiàn)對花卉的澆灌，但是該裝置無法控制澆水時間和出水量。授權(quán)公告號為CN 202035354 U的實用新型專利提出ー種自動澆花裝置，改善了前述專利的不足，其部件由電磁閥、控制板、控制模塊、出水ロ、進出ロ、時間調(diào)節(jié)按鈕、出水量調(diào)節(jié)按鈕組成。通過調(diào)節(jié)噴水量的大小和電磁閥導(dǎo)通時間的長短，實現(xiàn)調(diào)節(jié)出水ロ的出水量和出水時間的功能。專利號為ZL 200320123898. 9的實用新型專利提出ー種全自動智能澆花裝置，包括水量限制開關(guān)、出水噴頭及管路，還包括帶有電磁水閥的主機控制器。該實用新型專利可以實現(xiàn)O 24小時定時控制，自動完成澆水。但是這類專利公布的自動澆水裝置只能自動定時澆水，無法根據(jù)土壤的干濕度進行自動控制澆水。授權(quán)公告號為CN 201839672 U的實用新型專利提出ー種自動澆花裝置，包含電源變壓器、濕度檢測器、花盆、水泵、蓄水盆和電源。該實用新型專利不僅可以實現(xiàn)自動澆水，還利用通過濕度檢測器根據(jù)土壤的干濕度控制澆水，該自動澆花裝置性能更加優(yōu)化。授權(quán)公告號為CN 202005185 U的實用新型專利提出ー種智能澆花控制系統(tǒng)，包括設(shè)置有儲水槽的車體、出水噴頭、設(shè)置于花草間的用于標注花草位置和土壌濕度的光源標注裝置、設(shè)置在車體上的智能控制裝置和紅外遙控器。該實用新型專利可以自動定點識別花草位置并對花草定量灌溉，使用方便，更加智能化、人性化。但是，目前在花賁種植業(yè)中，由于不同的花卉品種所需的澆水方案不同，過多的或者過少的水分都會不利于花的生長，這給花賁的管理和栽培帶來了困難。尤其是對個體養(yǎng)花愛好者而言，養(yǎng)的品種較多，并且沒有時間和精力管理，致使許多名貴的花由于澆水不當很快凋謝。但是當前市場上的自動澆花器只能在土壤干時，予以澆灌，只能避免花賁枯萎，不能夠針對不同花卉的品種采取不同的供水模式以使其健康的生長。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明設(shè)計了ー種帶有專家系統(tǒng)的新型的智能澆花裝置，該智能澆花裝置針對不同花卉的品種采取不同的澆灌措施，保證每個品種的花都能得到各自適宜的水分。從而保證了花賁在主人工作忙、出差或長假旅游期間花卉無人照管的情況下仍能得到適宜的水分供給，得到良好的生長。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供ー種智能澆花裝置，包含電磁閥、濕度探針、電源、滴管、ARM7核心控制單元、鍵盤、IXD液晶顯示器、輸入端電路和輸出端電路。ARM7核心控制単元分別與鍵盤、LCD液晶顯示器、輸入端電路和輸出端電路相連，進行對整個系統(tǒng)的核心控制。優(yōu)選的是輸入端電路由5 V電源，濕度探針，LM324電壓比較器，電阻Rl、R2、R4和變阻器R3組成。5 V電源與Rl和濕度探針相連。同時5 V電源也與R2、R4和變阻器R3相連。濕度探針插入花盆土壌，電阻R4接地。LM324電壓比較器的同相端連接在電阻R2與變阻器R3之間，LM324電壓比較器的反相端連接在電阻Rl與濕度探針之間。優(yōu)選的是智能澆花裝置的輸入端電路提供對探測花盆土壌信號的輸入。當土壌處于干燥狀態(tài)時探針之間的電阻非常大，此時接入LM324電壓比較器反相端電壓高于同相 端電壓，進入電壓比較器后輸出為負電壓；當土壌濕潤時，探針之間的電阻相對較小，接入LM324電壓比較器反相端電壓低于同相端電壓，進入電壓比較器后輸出為正電壓。通過調(diào)整電位器R3的值可以設(shè)定不同濕度的門限值，R4為保護電阻。優(yōu)選的是ARM7核心控制單元型號為S3C44B0X。使用S3C44B0X的GPC4 GPC15(101 108引腳和111 114引腳)和GPE4 GPE7 (69 72引腳)作為輸入接ロ。GPD0 GPD7 (91 98引腳)和GPAl GPA8 ( 140 147引腳)作為輸出接ロ。輸入端ロ6 (4 6 (15和GPE4 GPE7對應(yīng)輸出端ロ GPD0 GPD7和GPA1 GPA8。使用GPC1 GPC3(115 117引腳)接LCD。使用GPG4 GPG7 (38 40引腳)接鍵盤。優(yōu)選的是當ARM7輸入端ロ檢測到負電壓時(土壌濕度低于濕度設(shè)定的門限值)，ARM7微控制器將其對應(yīng)的輸出端ロ置于高電平，使電磁閥導(dǎo)通；當ARM7的輸入端ロ檢測到正電壓時(土壌濕度高于濕度設(shè)定的門限值)，ARM7微控制器將其對應(yīng)的輸出端ロ置于低電平，使電磁閥截止。優(yōu)選的是輸出端電路由12 V電源、電磁閥、滴管、74HC244、電阻、ニ極管和三極管組成。其中74HC244和電阻串聯(lián)在三極管基極位置上，電磁閥和ニ極管并聯(lián)在12 V電源和三極管集電極之間，三極管發(fā)射極接地，滴管的一端與電磁閥相連，另一端放到花盆中。優(yōu)選的是輸出端電路接收來自ARM7輸出端ロ的輸出信號。當輸出信號為低電平時，三極管無法導(dǎo)通，電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)；當輸出信號為高電平5 V時，三極管導(dǎo)通，此時電磁閥兩端的電壓為12 V，達到門限電壓，電磁閥閥門打開，水經(jīng)電磁閥流出。優(yōu)選的是智能澆花裝置可以同時對16盆花卉進行澆水。優(yōu)選的是通過IXD液晶顯示屏和鍵盤來為每個花盆選擇供水模式，每種花可以從對應(yīng)的5種供水模式中選擇。優(yōu)選的是5種供水模式分別為
Cl)非常喜濕每I天對花盆土壤探測I次，電磁閥毎次流水時間為5秒，相鄰兩次延遲15秒；
(2)喜濕每3天對花盆土壤探測I次，電磁閥毎次流水時間為5秒，相鄰兩次延遲15
秒；
(3)正常每5天對花盆土壤探測I次，電磁閥毎次流水時間為6秒，相鄰兩次延遲15秒；
(4)喜干每7天對花盆土壤探測I次，電磁閥毎次流水時間為6秒，相鄰兩次延遲15
秒；
(5)非常喜干每10天對花盆土壤探測I次，電磁閥毎次流水時間為6秒，相鄰兩次延遲15秒。該智能澆花裝置的使用方法為首先，將各個端ロ的濕度探針插到對應(yīng)的花盆土壤中，將電磁閥伸出來的滴管放到花盆中；其次，根據(jù)花卉品種的不同調(diào)整花盆內(nèi)土壌濕度門限值。設(shè)置濕度門限值較高有利于非常喜濕和喜濕的花卉(減小電位器的電阻值)，設(shè)置濕度門限值較低有利于非常喜干和喜干的花卉(増大電位器的電阻值)。然后開啟裝置電源，系統(tǒng)開始初始化。系統(tǒng)啟動后，通過鍵盤上的數(shù)字或數(shù)字組合來選擇端口號，根據(jù)端ロ對應(yīng)的花卉品種，在鍵盤上選擇相應(yīng)的澆水模式。在這個過程中系統(tǒng)檢測是否有鍵盤輸入， 如果檢測到有鍵盤輸入，則轉(zhuǎn)入到鍵盤輸入端ロ處理模塊處理。同時定時器開始計吋，IXD屏上顯示狀態(tài)。操作者可對照現(xiàn)實設(shè)定相應(yīng)端ロ的澆水工作模式，并按確認鍵退出鍵盤設(shè)定狀態(tài)。若鍵盤輸入超過10分鐘后，仍然沒有得到確認，那么將跳出鍵盤輸入處理，去執(zhí)行各個端ロ的澆水模式流程。選好澆水模式后，輸入端電路中的濕度探針開始探測土壤的干濕度。當土壤處于干燥狀態(tài)時探針之間的電阻非常大，接入LM324電壓比較器反相端電壓高于同相端電壓，進入電壓比較器后輸出為負電壓。ARM7在輸入端ロ檢測到負電壓，將其對應(yīng)的輸出端ロ置于高電平。輸出端電路接收來自ARM7輸出端ロ的高電平輸出信號，三極管導(dǎo)通，此時電磁閥兩端的電壓為12 V，達到門限電壓，電磁閥閥門打開，水經(jīng)電磁閥流出。相應(yīng)的當土壌濕度高于對應(yīng)端ロ花卉設(shè)定的濕度門限值吋，進入電壓比較器后輸出為正電壓。ARM7在輸入端ロ檢測到該正電壓，將其對應(yīng)的輸出端ロ置于低電平。輸出信號為低電平時，三極管無法導(dǎo)通，電磁閥關(guān)閉，停止?jié)菜?。在系統(tǒng)運行過程中，系統(tǒng)會不斷地刷新端ロ的狀態(tài)并在IXD顯示器上顯示。在此期間用戶可以修改各個端ロ的供水模式，并且可以啟用空閑端ロ來為空閑的端ロ選擇供水模式。本發(fā)明智能澆花裝置不僅可以在人們出差、長假旅游等無人照管的條件下實現(xiàn)對花卉的自動澆水，還可以針對不同花的品種，采取不同的澆灌模式，保證各個品種的花都能得到各自適宜的水分。另外本發(fā)明可以同時實現(xiàn)對16盆花卉同時澆水。
圖I是按照本發(fā)明的智能澆花裝置優(yōu)選實施例的總體框圖。圖2是圖I所述智能澆花裝置優(yōu)選實施例的輸入端電路圖。圖3是圖I所述智能澆花裝置優(yōu)選實施例的ARM7核心控制單元。圖4是圖I所述智能澆花裝置優(yōu)選實施例的輸出端電路圖。圖5是圖I所述智能澆花裝置優(yōu)選實施例的五種供水模式流程圖。圖6是圖I所述智能澆花裝置優(yōu)選實施例的總體流程圖。圖中，I.濕度探針、2.滴管、3.變阻器R3、4. IXD顯示屏、5.鍵盤、6.澆水模式、7.IXD顯示屏顯示的各個端ロ設(shè)置好的供水模式。
具體實施方式
參照圖I所示，智能澆花裝置，包括ARM7核心控制單元、鍵盤5、IXD液晶顯示器4、輸入端電路和輸出端電路。ARM7核心控制單元分別與鍵盤、IXD液晶顯示器、輸入端電路和輸出端電路相連，進行對整個系統(tǒng)的核心控制。輸入端電路由5 V電源，濕度探針1，LM324電壓比較器，電阻R1、R2、R4和變阻器R3組成。5 V電源與R1、濕度探針I(yè)相連。同時5 V電源也與R2、R4和變阻器R3相連。濕度探針I(yè)插入花盆土壌，電阻R4接地。LM324電壓比較器的同相端連接在電阻R2與變阻器R3之間，LM324電壓比較器的反相端連接在電阻Rl與濕度探針之間。ARM7核心控制單元型號為S3C44B0X。使用S3C44B0X的GPC4 GPC15(101 108引腳和111 114引腳)和GPE4 GPE7 (69 72引腳)作為輸入接ロ。GPD0 GPD7 (91 98引腳)和GPAl GPA8 ( 140 147引腳)作為輸出接ロ。輸入端ロ6 (4 6 (15和GPE4 GPE7對應(yīng)輸出端ロ GPD0 GPD7和GPA1 GPA8。使用GPC1 GPC3(115 117引腳)接LCD顯示器。使用GPG4 GPG7 (38 40引腳)接鍵盤。輸出端電路由12 V電源、電磁閥、滴管、74HC244、電阻、ニ極管和三極管組成。其中74HC244和電阻串聯(lián)在三極管基極位置上，電磁閥和ニ極管并聯(lián)在12 V電源和三極管集電極之間，三極管發(fā)射極接地，滴管的一端與電磁閥相連，另一端放到花盆中。 首先，將各個端ロ的濕度探針I(yè)插入到對應(yīng)的花盆土壤中，將電磁閥伸出來的滴管2放到花盆中；
其次，根據(jù)花卉品種的不同調(diào)整花盆內(nèi)土壌濕度門限值。設(shè)置濕度門限值較高有利于非常喜濕和喜濕的花卉(減小電位器的電阻值)；設(shè)置濕度門限值較低有利于非常喜干和喜干的花卉(増大電位器的電阻值)。然后開啟裝置電源，系統(tǒng)開始初始化。系統(tǒng)啟動后，通過鍵盤5上的數(shù)字或數(shù)字組合來選擇端口號，根據(jù)端ロ對應(yīng)的花卉品種，在鍵盤5上選擇相應(yīng)的澆水模式。系統(tǒng)檢測是否有鍵盤輸入，如果檢測到有鍵盤輸入，則轉(zhuǎn)入到鍵盤輸入端ロ處理模塊處理。同時定時器開始計時，各個端ロ的狀態(tài)在IXD顯示器4上顯示。操作者可對照現(xiàn)實設(shè)定相應(yīng)端ロ的澆水工作模式，并按確認鍵退出鍵盤設(shè)定狀態(tài)。若鍵盤輸入超過10分鐘后，仍然沒有得到確認，那么將跳出鍵盤輸入處理，去執(zhí)行各個端ロ的澆水模式流程。選好澆水模式后，輸入端電路中的濕度探針I(yè)開始探測土壤的干濕度。當土壤處于干燥狀態(tài)時探針之間的電阻非常大，接入LM324電壓比較器反相端電壓高于同相端電壓，進入電壓比較器后輸出為負電壓。ARM7在輸入端ロ檢測到負電壓，將其對應(yīng)的輸出端ロ置于高電平。輸出端電路接收來自ARM7輸出端ロ的高電平輸出信號，三極管導(dǎo)通，此時電磁閥兩端的電壓為12 V，達到門限電壓，電磁閥閥門打開，水經(jīng)電磁閥流出。相應(yīng)的當土壌濕度高于對應(yīng)端ロ花卉設(shè)定的濕度門限值吋，進入電壓比較器后輸出為正電壓，ARM7在輸入端ロ檢測到正電壓后將其對應(yīng)的輸出端ロ置于低電平，輸出信號為低電平時，三極管無法導(dǎo)通，電磁閥關(guān)閉，停止?jié)菜?。在系統(tǒng)運行過程中，系統(tǒng)會不斷地刷新端ロ的狀態(tài)并在LCD顯示屏4上顯示。在此期間用戶可以修改各個端ロ的供水模式，并且可以啟用空閑端ロ為空閑的端ロ選擇供水模式。本發(fā)明的智能澆花裝置的技術(shù)方案包括以上所述各項特征的任意組合。
權(quán)利要求
1.一種智能澆花裝置，包含電磁閥、濕度探針、電源、滴管，其特征在于還包含ARM7核心控制單元、鍵盤、IXD顯示器、輸入端電路和輸出端電路，ARM7核心控制單元分別與鍵盤、IXD液晶顯示器、輸入端電路和輸出端電路相連。
2.如權(quán)利要求I所述的智能澆花裝置，其特征在于所述輸入端電路由5V電源，濕度探針，LM324電壓比較器，電阻Rl、R2、R4和變阻器R3組成，5 V電源與R1、濕度探針相連，同時也與R2、R4和變阻器R3相連，濕度探針插入土壤，電阻R4接地，LM324電壓比較器的同相端連接在電阻R2與變阻器R3之間，LM324電壓比較器的反相端連接在電阻Rl與濕度探針之間。
3.如權(quán)利要求2所述的智能澆花裝置，其特征在于所述輸入端電路，提供對探測花盆土壤信號的輸入。
4.如權(quán)利要求I或2所述的智能澆花裝置，其特征在于所述ARM7核心控制單元型號為S3C44B0X, S3C44B0X 的 GPC4 GPC15 (101 108 引腳和 111 114 引腳)和 GPE4 GPE7(69 72引腳)作為輸入接口，GPD0 GPD7 ( 91 98引腳)和GPA1 GPA8 ( 140 147引腳)作為輸出接口，輸入端口 GPC4 GPC15和GPE4 GPE7對應(yīng)輸出端口 GPD0 GPD7和GPAl GPA8，使用GPC1 GPC3 (115 117引腳)接LCD，使用GPG4 GPG7 (38 40引腳)接鍵盤。
5.如權(quán)利要求4所述的智能澆花裝置，其特征在于所述ARM7核心控制單元對整個系統(tǒng)進行核心控制。
6.如權(quán)利要求I或2所述的智能澆花裝置，其特征在于所述輸出端電路由12V電源、電磁閥、滴管、74HC244、電阻、二極管和三極管組成，其中74HC244和電阻連接在三極管基極位置上，電磁閥和二極管并聯(lián)在12 V電源和三極管集電極之間，三極管發(fā)射極接地，滴管一端與電磁閥相連，另一端放到花盆中。
7.如權(quán)利要求6所述的智能澆花裝置，其特征在于所述輸出端電路，接收來自ARM7輸出端口的輸出信號，控制電磁閥的開關(guān)。
8.如權(quán)利要求I或2所述的智能澆花裝置，其特征在于通過鍵盤選擇端口號及相應(yīng)端口號的澆水模式，每種花的澆灌模式從供水模式中選擇。
9.如權(quán)利要求8所述的智能澆花裝置，其特征在于所述供水模式包括 非常喜濕每I天對花盆土壤探測I次，電磁閥每次流水時間為5秒，相鄰兩次延遲15秒； 喜濕每3天對花盆土壤探測I次，電磁閥每次流水時間為5秒，相鄰兩次延遲15秒 正常每5天對花盆土壤探測I次，電磁閥每次流水時間為6秒，相鄰兩次延遲15秒； 喜干每7天對花盆土壤探測I次，電磁閥每次流水時間為6秒，相鄰兩次延遲15秒； 非常喜干每10天對花盆土壤探測I次，電磁閥每次流水時間為6秒，相鄰兩次延遲15秒。
10.如權(quán)利要求I或2所述的智能澆花裝置的使用方法，其中采用濕度探針和滴管，其特征在于將各個端口的濕度探針I(yè)插入到對應(yīng)的花盆土壤中，將電磁閥伸出來的滴管2放到花盆中。
11.如權(quán)利要求10所述的智能澆花裝置的使用方法，其特征在于根據(jù)花卉品種的不同調(diào)整花盆內(nèi)土壤濕度門限值，設(shè)置濕度門限值較高有利于非常喜濕和喜濕的花卉(減小電位器的電阻值)，設(shè)置濕度門限值較低有利于非常喜干和喜干的花卉(增大電位器的電阻值)。
12.如權(quán)利要求11所述的智能澆花裝置的使用方法，其特征在于通過鍵盤5上的數(shù)字或數(shù)字組合來選擇端口號，根據(jù)端口對應(yīng)的花卉品種，在鍵盤5上選擇相應(yīng)的澆水模式。
13.如權(quán)利要求12所述的智能澆花裝置的使用方法，其特征在于系統(tǒng)不斷檢測是否有鍵盤輸入，如果檢測到有鍵盤輸入，則轉(zhuǎn)入到鍵盤輸入端口處理模塊處理，同時定時器開始計時，若鍵盤輸入超過10分鐘后，仍然沒有得到確認，那么將跳出鍵盤輸入處理，去執(zhí)行各個端口的澆水模式流程。
14.如權(quán)利要求13所述的智能澆花裝置的使用方法，其特征在于當土壤處于干燥狀態(tài)時探針之間的電阻非常大，接入LM324電壓比較器反相端電壓高于同相端電壓，進入電壓比較器后輸出為負電壓；當土壤濕潤時，探針之間的電阻相對較小，接入LM324電壓比較器反相端電壓低于同相端電壓，進入電壓比較器后輸出為正電壓。
15.如權(quán)利要求14所述的智能澆花裝置的使用方法，其特征在于當ARM7輸入端口檢測到負電壓時(土壤濕度低于濕度設(shè)定的門限值)，ARM7核心控制單元將其對應(yīng)的輸出端口置于高電平；當ARM7的輸入端口檢測到正電壓時(土壤濕度高于濕度設(shè)定的門限值)，ARM7微控制器將其對應(yīng)的輸出端口置于低電平。
16.如權(quán)利要求15所述的智能澆花裝置的使用方法，其特征在于輸出端電路接收來自ARM7輸出端口的輸出信號，當輸出信號為低電平時，三極管無法導(dǎo)通，電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)；當輸出信號為高電平5 V時，三極管導(dǎo)通，此時電磁閥兩端的電壓為12 V，達到門限電壓，電磁閥閥門打開,水經(jīng)電磁閥流出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種智能澆花裝置，包括ARM7核心控制單元、鍵盤、LCD液晶顯示器、輸入端電路和輸出端電路。ARM7核心控制單元分別與鍵盤、LCD液晶顯示器、輸入端電路和輸出端電路相連，進行對整個系統(tǒng)的核心控制。輸入端電路采用濕度探針提供對探測花盆土壤信號的輸入。輸出端電路接收來自ARM7輸出端口的對應(yīng)土壤信號的輸出信號，控制電磁閥的開關(guān)狀態(tài)。通過LCD液晶顯示屏和鍵盤來為每個花盆選擇供水模式，每種花可以從對應(yīng)的5種供水模式中選擇。本發(fā)明智能澆花裝置不僅可以在人們出差、長假旅游等無人照管的條件下實現(xiàn)對花卉的自動澆水，還可以針對不同花的品種，采取不同的澆灌模式，保證各個品種的花都能得到各自適宜的水分。
文檔編號A01G27/00GK102657064SQ20121014507
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者張振彬, 李冬冬, 李建, 杜身星, 田景文, 程序, 章志成, 韓云鵬, 高美娟 申請人:北京聯(lián)合大學(xué)