便攜式物聯(lián)網(wǎng)智能植物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種物聯(lián)網(wǎng)智能植物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其是可以利用物聯(lián)網(wǎng)傳輸信息到用戶手機(jī)客戶端，進(jìn)行智能化分析題型的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)上的植物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要有以下兩種形式。其中一種以“智能花盆”的形式，在其底部裝有水分及溫度傳感裝置，在外部還有光照傳感器。當(dāng)花盆指示燈顯示紅色時(shí)，用戶需要查找宄竟是哪一項(xiàng)盆栽生活環(huán)境需要得到改善，直到人們尋找到正確的處理方式，智能花盆的指示燈才會(huì)由紅色變?yōu)榫G色。因而這種智能花盆必須要求人們?cè)诜N植盆栽前首先要了解所種植物的生活特性，并且了解如何去解決花丼生長過程中出現(xiàn)的病變問題。這給人們的種植增加了很大的難度與不便；第二種智能花盆通過濕度傳感器檢測(cè)土壤的水分變化，當(dāng)土壤水分不足時(shí)裝置自動(dòng)控制水泵實(shí)現(xiàn)智能澆水的功能。這種智能花盆雖然能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)澆水，但是卻忽略了光照以及溫度兩個(gè)重要的指標(biāo)，因此在使用上有很大的局限性。在設(shè)計(jì)上，多數(shù)產(chǎn)品均將監(jiān)測(cè)裝置置于花盆中，局限了監(jiān)測(cè)儀的便攜性和強(qiáng)適應(yīng)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型提供一個(gè)便攜式物聯(lián)網(wǎng)智能植物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在任何接入互聯(lián)網(wǎng)的地方查看植物當(dāng)前狀況和智能預(yù)警。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種便攜式物聯(lián)網(wǎng)智能植物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，整體采用單片PCB疊加電池單元的結(jié)構(gòu)，PCB主要設(shè)有單片機(jī)、大氣溫濕度傳感器、時(shí)鐘芯片、無線傳輸模塊、電源轉(zhuǎn)換模組、繼電器、土壤濕度傳感探針、溫度傳感器、光強(qiáng)度傳感器，PCB的下部采用插針式結(jié)構(gòu)，便于將裝置直立插入土壤內(nèi)工作，所述的土壤濕度傳感探針、溫度傳感器位于PCB的下部，光強(qiáng)度傳感器位于PCB的上部，所有傳感器與單片機(jī)相連，用單片機(jī)讀取傳感器的數(shù)據(jù)，并控制繼電器的通斷，進(jìn)而控制無線傳輸模塊的開關(guān)。
[0006]所述的電池單元給系統(tǒng)供電，位于PCB的背部。
[0007]所述的電池單元為可充鋰電池單元。
[0008]所述的可充鋰電池單元通過USB線充電。
[0009]所述的PCB進(jìn)一步設(shè)有狀態(tài)指示呼吸燈、系統(tǒng)電源開關(guān)。
[0010]所述的無線傳輸模塊為W1-Fi模塊。
[0011]所述的PCB進(jìn)一步預(yù)留的模塊擴(kuò)展口，可接入太陽能電池板、自動(dòng)澆水系統(tǒng)、GSM通信模塊、GPRS通信模塊中的一種或多種。
[0012]所述的單片機(jī)將讀取的傳感器的數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)平臺(tái)服務(wù)器。
[0013]所述的系統(tǒng)配套有手機(jī)應(yīng)用程序，內(nèi)置多種植物的數(shù)據(jù)庫，從物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)服務(wù)器獲取當(dāng)前和歷史的傳感器數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，對(duì)當(dāng)前植物的生長情況進(jìn)行評(píng)價(jià)或預(yù)測(cè)。
[0014]所述的系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)有外殼，設(shè)有透明頂蓋、百葉窗。
[0015]其優(yōu)點(diǎn)在于:
[0016]⑴應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；
[0017]⑵分析處理數(shù)據(jù)，評(píng)估并預(yù)測(cè)植物生長情況；
[0018]⑶通過手機(jī)客戶端遠(yuǎn)程監(jiān)控；
[0019](4)應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
[0020](5)裝置便攜小巧，適用范圍廣；
[0021](6)豐富的數(shù)據(jù)庫，滿足不同用戶需求。
[0022]當(dāng)然，不是所有的方案同時(shí)具有以上優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0024]圖1A、1B分別是本實(shí)用新型實(shí)施例的不同視角的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的外殼設(shè)計(jì)圖；
[0026]圖3是本實(shí)用新型的工作流程圖；
[0027]圖4是本實(shí)用新型所匹配的手機(jī)應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖5是本實(shí)用新型的擴(kuò)展應(yīng)用例；
[0029]圖中，狀態(tài)指示呼吸燈1、大氣溫濕度傳感器2、單片機(jī)3、時(shí)鐘芯片4、電源轉(zhuǎn)換模組5、繼電器6、無線傳輸模塊7、土壤濕度傳感探針8、溫度傳感器9、百葉窗10、電池單元11、外殼12、光強(qiáng)度傳感器13、系統(tǒng)電源開關(guān)14、透明頂蓋15。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0031]在圖1A和圖1B中，展示了植物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。整體采用單片PCB疊加鋰電池的結(jié)構(gòu)，PCB主要部分放置有單片機(jī)3、大氣溫濕度傳感器2、時(shí)鐘芯片4、無線傳輸模塊7、電源轉(zhuǎn)換模組5、繼電器6、系統(tǒng)電源開關(guān)14、狀態(tài)指示呼吸燈1，下部采用插針式的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也是土壤濕度傳感探針8和溫度傳感器9的所在地，便于將裝置直立插入土壤內(nèi)工作。所有傳感器與單片機(jī)互連，用單片機(jī)讀取傳感器的數(shù)據(jù)，連接無線傳輸模塊7 (可以為W1-Fi模塊)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。電池單元11 (可以為鋰電池)為整個(gè)裝置供應(yīng)電能，同時(shí)可以通過USB 口進(jìn)行充電。預(yù)留的模塊擴(kuò)展口可接入如太陽能電池板、自動(dòng)澆水系統(tǒng)、GSM通信模塊、GPRS通信模塊等擴(kuò)展，根據(jù)不同的需要可以靈活配置。時(shí)鐘芯片4用以給單片機(jī)3提供時(shí)鐘數(shù)據(jù)，定時(shí)喚醒系統(tǒng)進(jìn)行一次短時(shí)間的數(shù)據(jù)采樣后再進(jìn)入低功耗休眠模式。在喚醒的同時(shí)控制繼電器6的導(dǎo)通，使無線傳輸模塊7傳輸開啟，休眠后關(guān)閉其他元件，由此達(dá)到節(jié)能省電的目的，內(nèi)置電池充滿電后續(xù)航可以達(dá)到I個(gè)月以上。
[0032]圖2展示了本實(shí)用新型的外殼設(shè)計(jì)。整體為直立長方體型外殼12，透明頂蓋15便于光強(qiáng)度傳感器13采集數(shù)據(jù)，頂部附近的側(cè)壁開傾斜向下的百葉窗10，可以在保持內(nèi)外空氣流通的同時(shí)，起到防水的功效。除了百葉窗10，裝置外殼整體密閉，可以起到防水防塵防蟲的效果，瘦長型的設(shè)計(jì)，也不會(huì)對(duì)植物的生長產(chǎn)生干擾、擠占生長空間等問題，整體裝置長寬可以控制在3cmX3cm以下，高12cm以下，體現(xiàn)便攜性的特點(diǎn)。
[0033]圖3展示了本創(chuàng)新型物聯(lián)網(wǎng)智能植物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作流程。由硬件層的傳感器、單片機(jī)、無線模塊，感知植物土壤和周圍環(huán)境數(shù)據(jù)并上傳到物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)服務(wù)器中。當(dāng)然，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)服務(wù)器也可以同時(shí)接收當(dāng)?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)。應(yīng)用層上的用戶手機(jī)，通過配套的手機(jī)應(yīng)用程序，點(diǎn)擊獲取物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，并通過內(nèi)置算法給出相應(yīng)的評(píng)估與預(yù)測(cè)。值得注意的是，由于使用了物聯(lián)網(wǎng)，因此用戶在任意接入互聯(lián)網(wǎng)的地方均可以正常使用這套植物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在檢測(cè)到植物生長狀況不佳，需要提醒用戶的情況下，微信平臺(tái)會(huì)自動(dòng)推送消息提醒用戶，在微博平臺(tái)上也可以同步發(fā)布相關(guān)的提醒信息。
[0034]圖4展示了本植物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所匹配的手機(jī)應(yīng)用程序部分的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過底部的標(biāo)簽頁，可在植物生長情況數(shù)據(jù)庫、主界面、土壤溫度、大氣溫濕度、土壤水分、光照強(qiáng)度六個(gè)頁面之間切換。其中植物生長情況數(shù)據(jù)庫內(nèi)置大量植物的信息，通過這里選擇監(jiān)控對(duì)象的品種，內(nèi)置的評(píng)估模型會(huì)對(duì)這種品種進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。主界面上經(jīng)過“一鍵體檢”，便可給出當(dāng)前生長狀況的評(píng)分，以及需要注意的地方，例如光照不足等，還可以智能提醒用戶還有多久澆水。在土壤溫度、大氣溫度、土壤水分、光照強(qiáng)度這四個(gè)分界面，可以看到對(duì)應(yīng)四個(gè)傳感器的最新數(shù)值和反應(yīng)數(shù)據(jù)變化的折線圖。
[0035]圖5展示了本實(shí)用新型的一個(gè)擴(kuò)展實(shí)施例子情形。由于此實(shí)用新型可以基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，那么多個(gè)設(shè)備便可以方便的組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一管理和擴(kuò)展。例如和朋友的設(shè)備、地點(diǎn)相近的設(shè)備組成一個(gè)“好友圈子”，在圈子內(nèi)可以相互獲得對(duì)方的植物生長情況和評(píng)分，以分?jǐn)?shù)可以排名競爭等，類似于一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展應(yīng)用。對(duì)于位于戶外的裝置，可以自動(dòng)連接當(dāng)?shù)貧庀笳竞椭苓叺脑O(shè)備的傳感器數(shù)據(jù)，對(duì)自身傳感器讀數(shù)進(jìn)行參考校準(zhǔn)，以減小誤差。對(duì)于有紀(jì)念意義的植物，也可以多人同時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)植物的生長情況。
[0036]盡管以上描述了本實(shí)用新型的一個(gè)典型例子，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將很容易地意識(shí)到:在本質(zhì)上不脫離該實(shí)用新型的新穎性教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)的情況下，這些典型的實(shí)施例可以有許多變形。因此，所有這樣的變形應(yīng)當(dāng)包含在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種便攜式物聯(lián)網(wǎng)智能植物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，整體采用單片PCB疊加電池單元(11)的結(jié)構(gòu)，PCB主要設(shè)有單片機(jī)(3)、大氣溫濕度傳感器(2)、時(shí)鐘芯片(4)、無線傳輸模塊(7)、電源轉(zhuǎn)換模組(5)、繼電器(6)、土壤濕度傳感探針(8)、溫度傳感器(9)、光強(qiáng)度傳感器(13)，PCB的下部采用插針式結(jié)構(gòu)，便于將裝置直立插入土壤內(nèi)工作，所述的土壤濕度傳感探針(8)、溫度傳感器(9)位于PCB的下部，光強(qiáng)度傳感器(13)位于PCB的上部，所有傳感器與單片機(jī)(3)相連，用單片機(jī)讀取傳感器的數(shù)據(jù)，并控制繼電器(6)的通斷，進(jìn)而控制無線傳輸模塊(7)的開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的電池單元(11)給系統(tǒng)供電，位于PCB的背部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的電池單元(11)為可充鋰電池單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的可充鋰電池單元通過USB線充電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的PCB進(jìn)一步設(shè)有狀態(tài)指示呼吸燈(I)、系統(tǒng)電源開關(guān)(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的無線傳輸模塊(7)為W1-Fi模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的PCB進(jìn)一步預(yù)留的模塊擴(kuò)展口，可接入太陽能電池板、自動(dòng)澆水系統(tǒng)、GSM通信模塊、GPRS通信模塊中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的單片機(jī)(3)將讀取的傳感器的數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊(7)傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)平臺(tái)服務(wù)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的系統(tǒng)配套有手機(jī)應(yīng)用程序，內(nèi)置多種植物的數(shù)據(jù)庫，從物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)服務(wù)器獲取當(dāng)前和歷史的傳感器數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，對(duì)當(dāng)前植物的生長情況進(jìn)行評(píng)價(jià)或預(yù)測(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)有外殼(12)，設(shè)有透明頂蓋(15)、百葉窗(10)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種便攜式物聯(lián)網(wǎng)智能植物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。整體采用單片PCB疊加電池單元的結(jié)構(gòu)，PCB主要設(shè)有單片機(jī)、大氣溫濕度傳感器、時(shí)鐘芯片、無線傳輸模塊、電源轉(zhuǎn)換模組、繼電器、土壤濕度傳感探針、溫度傳感器、光強(qiáng)度傳感器，PCB的下部采用插針式結(jié)構(gòu)，便于將裝置直立插入土壤內(nèi)工作，所述的土壤濕度傳感探針、溫度傳感器位于PCB的下部，光強(qiáng)度傳感器位于PCB的上部，所有傳感器與單片機(jī)相連，用單片機(jī)讀取傳感器的數(shù)據(jù)，并控制繼電器的通斷，進(jìn)而控制無線傳輸模塊的開關(guān)。本實(shí)用新型應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，分析處理數(shù)據(jù)，評(píng)估并預(yù)測(cè)植物生長情況，裝置便攜小巧，適用范圍廣。
【IPC分類】G01D21-02
【公開號(hào)】CN204313876
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420800607
【發(fā)明人】王昊宇
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月18日