智能盆栽控制器.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102742492 A (43)申请公布日 2012.10.24 CN 102742492 A *CN102742492A* (21)申请号 201210248113.4 (22)申请日 2012.07.18 A01G 27/00(2006.01) (71)申请人 常州市睿新园艺科技有限公司 地址 213022 江苏省常州市新北区高新科技 园创新科技楼 15 号楼北区 317 室 (72)发明人 郇战 柳铭 沈清 毛方强 丁恩华 蒋菁菁 沈逸帆 (74)专利代理机构 常州市天龙专利事务所有限 公司 32105 代理人 周建观 (54) 发明名称 智能盆栽控制器 (57。

2、) 摘要 本发明公开一种智能盆栽控制器， 包括水位 传感电路、 湿度传感电路、 数据采集转换电路、 温 度传感器、 信息存取器、 微处理器电路、 电源电路、 功率驱动电路和水泵， 所述水位传感电路的输出 端和湿度传感电路的输出端分别与数据采集转换 电路相应的输入端电连接， 所述数据采集转换电 路和信息存取器分别与微处理器电路相应的连接 端通信连接， 温度传感器的输出端与微处理器电 路相应的输入端电连接， 微处理器电路的第一输 出端与功率驱动电路的输入端电连接， 功率驱动 电路的输出端与水泵电连接， 所述电源电路为剩 余各个部分电路以及水泵供电。本发明具有不仅 能够适用于多品种， 而且集成化的智。

3、能培育管理 等优点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 3 页 1/2 页 2 1. 一种智能盆栽控制器， 其特征在于 ： 包括水位传感电路 （1） 、 湿度传感电路 （2） 、 数据 采集转换电路 （3） 、 温度传感器 （4） 、 信息存取器 （5） 、 微处理器电路 （6） 、 电源电路 （7） 、 功率 驱动电路 （8） 和水泵 （11） ， 所述水位传感电路 （1） 的输出端和湿度传感电路 （2） 的输出端分 别与数据采集转换电路 （3） 相应。

4、的输入端电连接， 所述数据采集转换电路 （3） 和信息存取 器 （5） 分别与微处理器电路 （6） 相应的连接端通信连接， 温度传感器 （4） 的输出端与微处理 器电路 （6） 相应的输入端电连接， 微处理器电路 （6） 的第一输出端与功率驱动电路 （8） 的输 入端电连接， 功率驱动电路 （8） 的输出端与水泵 （11） 电连接， 所述电源电路 （7） 分别为水位 传感电路 （1） 、 湿度传感电路 （2） 、 数据采集转换电路 （3） 、 温度传感器 （4） 、 信息存取器 （5） 、 微处理器电路 （6） 、 功率驱动电路 （8） 和水泵 （11） 供电。 2.根据权利要求1所述的智能盆。

5、栽控制器， 其特征在于 ： 还包括状态显示电路 （10） ， 所 述微处理器电路 （6） 的第二输出端与状态显示电路 （10） 的输入端电连接， 且电源电路 （7） 为状态显示电路 （10） 供电。 3. 根据权利要求 1 所述的智能盆栽控制器， 其特征在于 ： 还包括电源电压采集电路 （9） ， 所述电源电压采集电路 （9） 的输出端与微处理器电路 （6） 相应的输入端电连接， 且电 源电路 （7） 与电源电压采集电路 （9） 电连接。 4.根据权利要求1所述的智能盆栽控制器， 其特征在于 ： 所述水位传感电路 （1） 由可变 电容 C3 构成 ； 湿度传感电路 （2） 由可变电容 C4 构。

6、成， 所述可变电容 C3 的两端和可变电容 C4 的两端分别与数据采集转换电路 （3） 相应的连接端电连接。 5.根据权利要求1所述的智能盆栽控制器， 其特征在于 ： 所述数据采集转换电路 （3） 包 括电容数字转化集成芯片 U1， 所述电容数字转化集成芯片 U1 的数据端和控制信号端分别 与微处理器电路 （6） 相应的连接端电连接， 且电容数字转化集成芯片 U1 的数据端和控制信 号端还分别通过电阻与电源电路 （7） 的输出端电连接。 6.根据权利要求1所述的智能盆栽控制器， 其特征在于 ： 所述微处理器电路 （6） 包括单 片机 （6-1） 、 晶振电路 （6-2） 和 JTAG 接口模块。

7、 （6-3） ， 所述晶振电路 （6-2） 和 JTAG 接口模块 （6-3） 分别与单片机 （6-1） 相应的接口电连接。 7. 根据权利要求 1 所述的智能盆栽控制器， 其特征在于 ： 所述功率驱动电路 （8） 包括 三极管 Q1、 Q2、 二极管 D4 和电阻 R13， 所述三极管 Q1 的基极通过电阻 R13 与微处理器电路 （6） 相应的连接端电连接， 三极管 Q1 的集电极同时与三极管 Q2 的集电极以及二极管 D4 的 正极电连接， 且二极管D4的负极与电源电路 （7） 电连接， 三极管Q1的发射极与三极管Q2的 基极电连接， 所述三极管 Q2 的发射极接地， 三极管 Q2 发射。

8、极还与水泵 （11） 电连接。 8. 根据权利要求 2 所述的智能盆栽控制器， 其特征在于 ： 所述状态显示电路 （10） 包括 三组由发光二级管与电阻串联构成的电路， 每组发光二级管与电阻串联构成的电路的一端 与电源电路 （7） 电连接， 且其另一端与微处理器电路 （6） 的第二输出端相应接口电连接。 9.根据权利要求2所述的智能盆栽控制器， 其特征在于 ： 所述电源电压采集电路 （9） 包 括由电阻 R11、 R12 构成的电阻分压式电路， 所述电阻 R11 的一端与电源电路 （7） 电连接， 且 其另一端与电阻 R12 的一端以及与微处理器电路 （6） 相应的输入端电连接， 电阻 R12。

9、 的另 一端接地。 10. 根据权利要求 1 所述的智能盆栽控制器， 其特征在于 ： 所述温度传感器 （4） 是型号 为 DS18B20 的温度传感器 ； 信息存取器 （5） 是型号为 24C02 的 I2C 总线的 E2PROM 集成芯片 ； 权 利 要 求 书 CN 102742492 A 2 2/2 页 3 所述电容数字转化集成芯片 U1 是型号为 AD7150 的电容数字转化集成芯片 ； 所述电源电路 （7） 包括型号为 AS1360-33-T 的集成稳压器 U2。 权 利 要 求 书 CN 102742492 A 3 1/4 页 4 智能盆栽控制器 技术领域 0001 本发明涉及一种。

10、控制器， 具体涉及一种智能盆栽控制器。 背景技术 0002 随着人们生活水平的不断提高， 生活节奏也不断加快， 为此， 人们习惯购买或者种 植一些观赏性的花卉盆栽装饰、 布置在家庭阳台或者办公室内， 作为工作之余的休闲活动。 但往往是一开始激情满怀， 辛辛苦苦培育一盆盆生机盎然的鲜活花卉盆栽， 并且享受绿色 带来的愉悦。然而几个月后由于人们对家用花卉盆栽培育缺乏科学性， 即不能对花卉盆栽 生长所需的最佳湿度缺少科学的分析和判断， 造成花卉盆栽不能正常生长。 此外， 由于人们 外出或者出差等客观原因无暇对花卉盆栽进行浇水， 这也给人们带来了极大的不便。长期 会造成花卉盆栽死亡。 发明内容 000。

11、3 本发明的目的是 ： 提供一种不仅能够适用于多品种， 而且集成化的智能培育管理 的智能盆栽控制器。 0004 为了达到上述目的， 本发明的技术方案是 ： 一种智能盆栽控制器， 包括水位传感电 路、 湿度传感电路、 数据采集转换电路、 温度传感器、 信息存取器、 微处理器电路、 电源电路、 功率驱动电路和水泵， 所述水位传感电路的输出端和湿度传感电路的输出端分别与数据采 集转换电路相应的输入端电连接， 所述数据采集转换电路和信息存取器分别与微处理器电 路相应的连接端通信连接， 温度传感器的输出端与微处理器电路相应的输入端电连接， 微 处理器电路的第一输出端与功率驱动电路的输入端电连接， 功率驱。

12、动电路的输出端与水泵 电连接， 所述电源电路分别为水位传感电路、 湿度传感电路、 数据采集转换电路、 温度传感 器、 信息存取器、 微处理器电路、 功率驱动电路和水泵供电。 0005 在上述技术方案中， 还包括状态显示电路， 所述微处理器电路的第二输出端与状 态显示电路的输入端电连接， 且电源电路为状态显示电路供电。 0006 在上述技术方案中， 还包括电源电压采集电路， 所述电源电压采集电路的输出端 与微处理器电路相应的输入端电连接， 且电源电路与电源电压采集电路电连接。 0007 在上述技术方案中， 所述水位传感电路由可变电容 C3 构成 ； 湿度传感电路由可变 电容 C4 构成， 所述可。

13、变电容 C3 的两端和可变电容 C4 的两端分别与数据采集转换电路相应 的连接端电连接。 0008 在上述技术方案中， 所述数据采集转换电路包括电容数字转化集成芯片 U1， 所述 电容数字转化集成芯片 U1 的数据端和控制信号端分别与微处理器电路相应的连接端电连 接， 且电容数字转化集成芯片 U1 的数据端和控制信号端还分别通过电阻与电源电路的输 出端电连接。 0009 在上述技术方案中， 所述微处理器电路包括单片机、 晶振电路和 JTAG 接口模块， 所述晶振电路和 JTAG 接口模块分别与单片机相应的接口电连接。 说 明 书 CN 102742492 A 4 2/4 页 5 0010 在上。

14、述技术方案中， 所述功率驱动电路包括三极管 Q1、 Q2、 二极管 D4 和电阻 R13， 所述三极管 Q1 的基极通过电阻 R13 与微处理器电路相应的连接端电连接， 三极管 Q1 的集 电极同时与三极管 Q2 的集电极以及二极管 D4 的正极电连接， 且二极管 D4 的负极与电源电 路电连接， 三极管 Q1 的发射极与三极管 Q2 的基极电连接， 所述三极管 Q2 的发射极接地， 三 极管 Q2 发射极还与水泵电连接。 0011 在上述技术方案中， 所述状态显示电路包括三组由发光二级管与电阻串联构成的 电路， 每组发光二级管与电阻串联构成的电路的一端与电源电路电连接， 且其另一端与微 处理。

15、器电路的第二输出端相应接口电连接。 0012 在上述技术方案中， 所述电源电压采集电路包括由电阻 R11、 R12 构成的电阻分压 式电路， 所述电阻R11的一端与电源电路电连接， 且其另一端与电阻R12的一端以及与微处 理器电路相应的输入端电连接， 电阻 R12 的另一端接地。 0013 在上述技术方案中， 所述温度传感器是型号为 DS18B20 的温度传感器 ； 信息存取 器是型号为 24C02 的 I2C 总线的 E2PROM 集成芯片 ； 所述电容数字转化集成芯片 U1 是型号 为AD7150的电容数字转化集成芯片 ； 所述电源电路包括型号为AS1360-33-T的集成稳压器 U2。 。

16、0014 在上述技术方案中， 所述单片机是型号为 MSP430F20XX 的单片机。 0015 本发明所具有的积极效果是 ： 采用了上述本发明的结构后， 使用时， 将水泵放置于 花卉盆栽所包括的水箱内， 并且保证水箱内水的充足， 所述信息存取器存有不同花卉的属 性以及生长状态信息， 并且根据实际的花卉品种确定适合的生长环境， 所述水位传感电路、 湿度传感电路分别检测此时花卉盆栽水位和湿度情况， 并且通过数据采集转换电路送至微 处理器电路， 微处理器电路并且根据接收到温度传感器的温度信号确定花卉的最佳控制湿 度， 若花卉盆栽中土壤的湿度小于位处理器电路中设定的规定值时， 通过功率驱动电路驱 动水。

17、泵运作， 对花卉盆栽进行浇灌， 实现了花卉盆栽的集成化的智能型管理， 若是更换不同 的花卉品种培育时， 本发明根据不同的花卉品种确定不同的培育方式， 使得花卉盆栽良好 的生长。此外， 由于本发明采用的是超低功耗的电路设计， 大大节约了电能和水资源。 附图说明 0016 图 1 为本发明具体一种实施例的原理方框示意图 ； 图 2 为图 1 的电路原理图 ； 图 3 为本发明的控制流程图。 具体实施方式 0017 以下结合附图及给出的实施例， 对本发明作进一步的说明， 但不局限于此。 0018 如图 1、 2、 3 所示， 一种智能盆栽控制器， 包括水位传感电路 1、 湿度传感电路 2、 数 据采。

18、集转换电路3、 温度传感器4、 信息存取器5、 微处理器电路6、 电源电路7、 功率驱动电路 8 和水泵 11， 所述水位传感电路 1 的输出端和湿度传感电路 2 的输出端分别与数据采集转 换电路 3 相应的输入端电连接， 所述数据采集转换电路 3 和信息存取器 5 分别与微处理器 电路 6 相应的连接端通信连接， 温度传感器 4 的输出端与微处理器电路 6 相应的输入端电 连接， 微处理器电路 6 的第一输出端与功率驱动电路 8 的输入端电连接， 功率驱动电路 8 的 说 明 书 CN 102742492 A 5 3/4 页 6 输出端与水泵 11 电连接， 所述电源电路 7 分别为水位传感。

19、电路 1、 湿度传感电路 2、 数据采 集转换电路 3、 温度传感器 4、 信息存取器 5、 微处理器电路 6、 功率驱动电路 8 和水泵 11 供 电。 0019 如图 1、 2 所示， 为了能够及时显现花卉或盆栽作物的生长状况， 本发明还包括状 态显示电路 10， 所述微处理器电路 6 的第二输出端与状态显示电路 10 的输入端电连接， 且 电源电路 7 为状态显示电路 10 供电。 0020 如图1、 2所示， 为了能够及时获知电源电路7存有的电压信息， 本发明还包括电源 电压采集电路 9， 所述电源电压采集电路 9 的输出端与微处理器电路 6 相应的输入端电连 接， 且电源电路 7 与。

20、电源电压采集电路 9 电连接。 0021 如图 2 所示， 本发明所述水位传感电路 1 由可变电容 C3 构成 ； 湿度传感电路 2 由 可变电容 C4 构成， 所述可变电容 C3 的两端和可变电容 C4 的两端分别与数据采集转换电路 3 相应的连接端电连接。 0022 如图2所示， 所述数据采集转换电路3包括电容数字转化集成芯片U1， 所述电容数 字转化集成芯片U1的数据端和控制信号端分别与微处理器电路6相应的连接端电连接， 且 电容数字转化集成芯片 U1 的数据端和控制信号端还分别通过电阻与电源电路 7 的输出端 电连接。 0023 如图2所示， 所述微处理器电路6包括单片机6-1、 晶振。

21、电路6-2和JTAG接口模块 6-3， 所述晶振电路 6-2 和 JTAG 接口模块 6-3 分别与单片机 6-1 相应的接口电连接。 0024 如图 2 所示， 所述功率驱动电路 8 包括三极管 Q1、 Q2、 二极管 D4 和电阻 R13， 所述 三极管 Q1 的基极通过电阻 R13 与微处理器电路 6 相应的连接端电连接， 三极管 Q1 的集电 极同时与三极管 Q2 的集电极以及二极管 D4 的正极电连接， 且二极管 D4 的负极与电源电路 7 电连接， 三极管 Q1 的发射极与三极管 Q2 的基极电连接， 所述三极管 Q2 的发射极接地， 三 极管 Q2 发射极还与水泵 11 电连接。。

22、 0025 如图 2 所示， 所述状态显示电路 10 包括三组由发光二级管与电阻串联构成的电 路， 每组发光二级管与电阻串联构成的电路的一端与电源电路 7 电连接， 且其另一端与微 处理器电路 6 的第二输出端相应接口电连接。 0026 如图 2 所示， 所述电源电压采集电路 9 包括由电阻 R11、 R12 构成的电阻分压式电 路， 所述电阻 R11 的一端与电源电路 7 电连接， 且其另一端与电阻 R12 的一端以及与微处理 器电路 6 相应的输入端电连接， 电阻 R12 的另一端接地。 0027 本发明所述温度传感器 4 是型号为 DS18B20 的温度传感器 ； 信息存取器 5 是型号。

23、 为 24C02 的 I2C 总线的 E2PROM 集成芯片 ； 所述电容数字转化集成芯片 U1 是型号为 AD7150 的电容数字转化集成芯片 ； 所述电源电路 7 包括型号为 AS1360-33-T 的集成稳压器 U2。所 述单片机 6-1 是型号为 MSP430F20XX 的单片机。 0028 本发明所述水泵可采用抽水泵， 也可以采用潜水泵。 0029 本发明的工作原理 ： 本发明的信息存取器 5 存有实际种植的花卉或盆栽作物的属 性以及生长状态信息， 并且根据实际的花卉品种确定适合的生长环境， 所述数据采集转换 电路 3 将水位传感电路 1、 湿度传感电路 2 检测到的模拟电容值分别转。

24、换为数字式的水位 和湿度信号， 以及温度传感器 4 检测到当前的温度信息， 所述微处理器电路 6 通过 I2C 数据 线读取当前所检测到的水位、 湿度、 花卉生长状态信息以及温度情况， 本发明能够自动确定 说 明 书 CN 102742492 A 6 4/4 页 7 对应的最佳控制湿度要求， 即当花卉或盆栽作物土壤中的湿度小于微处理器电路 6 所设置 的规定值时， 此时， 通过功率驱动电路 8， 驱动水泵 11 动作， 对花卉或盆栽作物进行自给浇 灌 ； 反之， 当花卉或盆栽作物土壤中的湿度大于微处理器电路 6 所设置的规定值时， 则不需 对花卉或盆栽作物灌溉 ； 本发明的微处理器电路 6 通。

25、过自身的 A/D 转换以及电源电压采集 电路9检测电池 （电源） 是否为充足状态， 当电池供电不足， 则状态显示电路10予以警示 ； 当 本发明检测到花卉或盆栽作物水箱内的水位过低时， 状态显示电路 10 也予以警示 ； 当电源 供电不足、 水箱水位过低以及需要给花卉或盆栽作物灌溉时， 状态显示电路 10 显示不同的 警示状态 ； 不同的花卉或盆栽作物品种分别有其所对应的信息存取器。 0030 本发明的状态显示电路 10 并不局限于使用发光二极管显示， 也可以采用报警方 式进行状态显示， 例如， 蜂鸣器、 语音报警等。 0031 本发明在各个不同电路中所采用的芯片是极低功耗芯片， 电源电路 7 中包括采用 普通干电池供电， 电池更换频率在 3 至 6 个月以上 （不同电池有所差异） 。本发明不仅节能、 环保， 而且管理极为方便， 特别适合于办公室、 家庭等场所。 说 明 书 CN 102742492 A 7 1/3 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 102742492 A 8 2/3 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 102742492 A 9 3/3 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 102742492 A 10 。