一种基于物联网的盆栽植物智能浇水系统

1.本实用新型涉及物联网技术领域，具体涉及一种基于物联网的盆栽植物智能浇水系统。


背景技术：

2.物联网是指将互联网的概念扩展到物理设备和日常对象之间的连接中，这些设备嵌入了电子设备、网络连接和其他形式的硬件（如传感器），可以通过网络与其他人通信和交互，并且可以远程监控。
3.随着生活水平的提高，盆栽或花卉种植已然成为许多兴趣爱好者的钟爱，但由于人们生活节奏的加快，人们往往无暇分出太多精力来照顾植物，比如工作非常忙的时候、需要加班或出差的时候等，使得种植者无法随时随刻进行观察植物的情况，以至于有时候忽略了浇水，导致植物出现缺水变焉，更严重的还可能导致植物枯萎等。


技术实现要素：

4.针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种基于物联网的盆栽植物智能浇水系统，实现线上操控与线下种养绿植联动，种植者通过使用移动终端对线上虚拟植物图像进行浇水的方式来远程操控对线下盆栽植物进行浇水，大大提高盆栽植物的生存率。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种基于物联网的盆栽植物智能浇水系统，包括盆栽主体，所述盆栽主体放置在转动底盘上，盆栽主体内设置有环境监测单元，盆栽主体的上方分别设置有喷洒单元和遮阳单元；所述转动底盘转动安装在底座上，转动底盘上还设置有供水单元，供水单元与喷洒单元相连通；所述底座内设置有控制单元和通信单元，且环境监测单元、喷洒单元、遮阳单元与、供水单元均与控制单元相连接，控制单元通过通信单元与移动终端相连接。
6.所述转动底盘为u型结构，盆栽主体和供水单元均设置在转动底盘的u型开口内，且盆栽主体位于供水单元的上方；所述底座内设置有旋转电机，所述底座内设置有旋转电机，旋转电机与控制单元相连接，且旋转电机的输出端通过轴承与转动底盘的底部中心固定连接。
7.所述环境监测单元包括温湿度传感器和光照传感器，温湿度传感器的探头设于盆栽主体的土壤内，光照传感器安装于盆栽主体的侧壁上，且温湿度传感器和光照传感器均与控制单元相连接。
8.所述遮阳单元包括水平设置的遮阳布和用于控制遮阳布伸缩的驱动组件，驱动组件安装于水平设置的u型横梁架上，u型横梁架通过四根支杆安装在转动底盘上。
9.所述驱动组件包括微型电机、卷轴和两个伸缩弹簧，其中微型电机与控制单元相连接；所述u型横梁架的底梁和两个侧梁上均设有导槽，微型电机和卷轴均安装于底梁的导槽内，卷轴的一端与微型电机的输出轴固定连接、另一端通过轴承与底梁导槽的内壁转动连接，遮阳布的一端设置在卷轴上、另一端分别连接两个伸缩弹簧；两个伸缩弹簧分别设置
在两个侧梁导槽的外端，且伸缩弹簧的一端固定连接侧梁导槽的内壁、另一端固定连接遮阳布。
10.所述u型横梁架上安装有红外摄像头，红外摄像头与控制单元相连接。
11.所述喷洒单元包括喷淋头和用于安装喷淋头的固定杆，固定杆为倒置的l型结构，喷淋头安装于固定杆水平段的外端，固定杆的竖直段固定在转动底盘上；所述的喷淋头通过水管与供水单元相连通。
12.所述供水单元包括水箱和微型水泵，水箱的上部设有注水孔、下部设有出水孔，微型水泵设置在水箱的外侧，且微型水泵的进水口与水箱的出水孔相连通，微型水泵的出水口通过水管与喷淋头相连通；所述水箱内设有液位计，微型水泵和液位计均与控制单元相连接。
13.所述通信单元包括无线传输模块和云平台，控制单元通过无线传输模块与云平台相连接，云平台与移动终端相连接；所述的无线传输模块包括wifi模块、蓝牙模块、4g模块或5g模块。
14.所述移动终端为手机、平板、电脑或智能穿戴式设备。
15.采用上述结构的本实用新型，通过在盆栽主体内设置温湿度传感器和光照传感器来检测土壤湿度、环境温度以及光照强度等信息，实现对盆栽植物生长环境的实时监测；当土壤湿度低于植物生长所需湿度时，将启动喷洒单元对盆栽植物进行浇水，同时种植者也可以通过使用移动终端app对线上虚拟植物图像进行浇水的方式来远程操控对线下盆栽植物进行浇水，大大提高盆栽植物的生存率；当光照强度较大时，将启动遮阳单元对盆栽植物进行遮阳以保护植物不过分暴晒。本实用新型整体结构简单，解决了种植者无法随时随刻进行观察植物的情况导致植物存活率低的问题。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型的整体结构示意图；
18.图2为本实用新型遮阳单元的俯视剖面图；
19.图3为本实用新型的控制框图。
20.图中：1为盆栽主体，11为温湿度传感器，12为光照传感器；2为转动底盘；3为底座，31为旋转电机；41为遮阳布，42为u型横梁架，43为支杆，44为微型电机，45为卷轴，46为伸缩弹簧；51为喷淋头，52为水管，53为固定杆，54为水箱，55为微型水泵，56为液位计；6为红外摄像头。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.实施例1，如图1所示，本实用新型提供了一种基于物联网的盆栽植物智能浇水系统，包括盆栽主体1，盆栽主体1内种植有植物花卉。所述盆栽主体1放置在转动底盘2上，优选地，所述转动底盘2为u型结构，盆栽主体1设置在转动底盘2的u型开口内，转动底盘2转动安装在底座3上。所述底座3内设置有控制单元，控制单元可采用stm32f103vb型号的单片机。底座3内设置有旋转电机31，旋转电机31与控制单元相连接，且旋转电机31的输出端通过轴承与转动底盘2的底部中心固定连接。控制单元启动旋转电机工作，旋转电机带动转动底盘转动，以避免室内阳台上照射角度单一性导致的生长素分布不均的问题。进一步地，可将旋转电机的工作时间间隔设置为24h，即每隔24h旋转电机启动一次，带动转动底盘转动180度，以此实现盆栽主体内的植物花卉受光均匀。
23.进一步地，所述盆栽主体1内设置有环境监测单元，该环境监测单元包括温湿度传感器11，温湿度传感器11与控制单元相连接。温湿度传感器11可采用sht35温湿度传感器，温湿度传感器11的探头插设于盆栽主体1的土壤内，用于实时监测盆栽主体内土壤的湿度，土壤的湿度不同，则通过探头的两个引脚的电流强弱不同，控制单元根据电流的不同，进而判断土壤湿度的程度。当土壤湿度低于植物花卉生长所需湿度时，则需要向植物花卉进行浇水。
24.所述盆栽主体1的上方设置有喷洒单元，转动底盘2上还设置有供水单元，喷洒单元与供水单元相连通。供水单元设置在转动底盘2的u型开口内，且盆栽主体1位于供水单元的上方。喷洒单元和供水单元均用于为盆栽主体1内的植物花卉补充水分以保证其生长环境适宜。
25.本实施例中，所述喷洒单元包括喷淋头51和用于安装喷淋头51的固定杆53，固定杆53为倒置的l型结构，且固定杆53的竖直段固定在转动底盘2一端的侧壁的中间处，喷淋头51安装于固定杆53水平段的外端且刚好位于盆栽主体内的植物花卉的上方。且喷淋头51通过水管52与供水单元相连通，水管52可沿着固定杆53进行布设。所述供水单元包括水箱54和微型水泵55，水箱54的上部设有注水孔、下部设有出水孔，微型水泵55设置在水箱54的外侧，且微型水泵55的进水口与水箱54的出水孔相连通，微型水泵55的出水口通过水管52与喷淋头51相连通。微型水泵55与控制单元相连接。控制单元内预设有适宜植物花卉生长的土壤湿度阈值范围，因此控制单元接收到温湿度传感器所测得的土壤湿度后将会和预设的阈值范围进行比较，以此来判断是否需要向植物花卉进行浇水。当土壤湿度低于植物花卉生长所需湿度时，控制单元启动微型水泵向上抽水，水流顺着水管流入喷淋头，最后通过喷淋头喷洒出，从而为盆栽内的植物花卉进行浇水。进一步地，所述水箱54内设有液位计56，液位计56与控制单元相连接。液位计具体可设置在水箱出水口的一侧或略高于出水口的位置，用于实时监测水箱内剩余的水量，当水箱内剩余水量的液面低于出水口时，控制单元将发送预警信号给种植者以提醒种植者及时补充水量。
26.实施例2，一种基于物联网的盆栽植物智能浇水系统，与实施例1的不同之处在于：所述环境监测单元还包括光照传感器12，光照传感器12与控制单元相连接。所述光照传感器12可采用risym光敏电阻传感器，且光照传感器12安装于盆栽主体1的侧壁上，用于实时监测光照强度并将信号传输给控制单元。当光照强度较大时，需要对盆栽主体进行遮阳。
27.所述盆栽主体1的上方还设置有遮阳单元，本实施例中，如图2所示，该遮阳单元包
括水平设置的遮阳布41和用于控制遮阳布41伸缩的驱动组件，驱动组件安装于水平设置的u型横梁架42上，u型横梁架42通过四根支杆43安装在转动底盘2上。所述驱动组件包括微型电机44、卷轴45和两个伸缩弹簧46，其中微型电机为正反转电机，且微型电机44与控制单元相连接。所述u型横梁架42包括底梁和两个侧梁，且u型横梁架42的底梁和两个侧梁上均设有导槽，微型电机44和卷轴45均安装于底梁的导槽内，卷轴45的一端与微型电机44的输出轴固定连接、另一端通过轴承与底梁导槽的内壁转动连接，遮阳布41的一端设置在卷轴45上、另一端分别连接两个伸缩弹簧46。所述的两个伸缩弹簧46分别固定在两个侧梁导槽的外端，且伸缩弹簧46的一端固定连接侧梁导槽的内壁、另一端固定连接遮阳布41。此结构实现：当光照强度正常时，微型电机工作带动卷轴沿一个方向转动使卷轴收卷，从而使遮阳布卷在卷轴上，此时伸缩弹簧被拉伸；当光照强度较大时，微型电机工作带动卷轴沿相反方向转动，卷轴放卷，遮阳布在伸缩弹簧的恢复作用下被拉伸展开。在此结构中，u型横梁架42的两个侧梁的长度至少为遮阳布的展开长度与伸缩弹簧不受外力时的正常长度之和，这样才能保证卷轴放卷后遮阳布能在伸缩弹簧的作用下伸展开并完全覆盖在整个盆栽主体上方。
28.实施例3，一种基于物联网的盆栽植物智能浇水系统，与实施例1、2的不同之处在于：所述u型横梁架42上安装有红外摄像头6，红外摄像头6与控制单元相连接，红外摄像头6用于实时获取盆栽植物生长的视频画面并传输给控制单元。
29.所述底座内还设置有通信单元，控制单元通过通信单元与移动终端相连接。所述通信单元包括无线传输模块和云平台，控制单元通过无线传输模块与云平台相连接，云平台与移动终端相连接；所述的无线传输模块包括wifi模块、蓝牙模块、4g模块或5g模块。本实施例中无线传输模块选用atk-esp8266wifi模块，atk-esp8266wifi模块是一款 uart-wifi（串口-无线 wifi）模块，性能稳定，可靠性高，内嵌wi fi通信协议与组网tcp/ip协议栈，能够实现串口与wifi的转换。通过atk-esp8266模块，传统的串口设备只需要简单的串口配置，即可通过wifi传输自己的数据。控制单元接收温湿度传感器、光照传感器、液位计、红外摄像头等传感器所采集的信号并通过通信模块上传至云平台，移动终端通过云端服务器与云平台建立通信，实现数据的获取以及远程操控功能。
30.所述移动终端为手机、平板、电脑或智能穿戴式设备，移动终端安装有盆栽植物智能浇水app，所述app的主页面为所养植物的动画式实时情况，将红外摄像头所拍摄的画面上传到云平台，经过图像识别判断此时该植物处于此类植物生长的哪一阶段，然后生成卡通式的虚拟植物图像呈现给种植者，既满足了种植者线下种植的真实感，又满足了电子养植的新鲜感。同时种植者可通过使用移动终端对线上的虚拟植物图像进行浇水的方式来远程操控对线下盆栽植物进行浇水，比如用户每次给app中的虚拟植物图像浇水，控制单元接收到相应信号，便会控制微型水泵工作，最后通过喷淋头对所养植物进行喷洒浇水。可在app的右侧设置显示区，以用于显示此时土壤的湿度、环境的温度以及水箱内剩余的水量等信息。当土壤湿度低于预设的阈值或者水箱内剩余水量不足时，app将会弹出消息提醒。app中还包含种植攻略界面和花友社区界面等，种植攻略界面有丰富的植物养殖攻略，用户可通过搜索找到自己养植的植物种类，查看如何正确呵护自己的绿植；花友社区界面用于花友分享自己的绿植状态，从而结识兴趣相同的花友，功能丰富强大。
31.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型
的保护范围之内。