一种智能花卉培育系统

1.本实用新型属于种植用具技术领域，涉及一种智能花卉培育系统。

背景技术：

2.目前，市面上的智能花盆缺乏智能化自我护理能力，使盆栽养殖还是以人工为主，每天都需要人们手动浇水、在有太阳时还要把花盆移到有阳光处，费时费力，并且有时人们因为工作关系而无法及时照顾这些盆栽，导致花草枯萎。
3.随着科技的发展，智能花盆已经渐渐进入人们的视野，被人们所接受与推崇，更便捷更经济的智能花盆成为人们迫不及待的需求。然而现有的智能花盆多数缺少完整的自动种植功能，有的智能花盆通过传感器探测土壤的湿度，在植物需要水分时提醒用户，有的智能花盆只有补光功能。总而言之，现有的智能花盆的智能化水平仍较低。
4.因此，通过研究该智能花卉培养系统系统，不仅可以节省人们护理盆栽的时间，还可以帮助人们对盆栽的生长状况进行实时监测，从而达到在无人工培育的情况下，实现植物的智能化培育，提高盆栽的存活率。
5.现有技术中，公开日期为2020年4月14日、授权公告号为cn210298671u的中国实用新型专利《用于室内的智能花盆》通过自吸水组件能够自动保证土壤内部的湿度，设置安装沿和安装槽，便于安装和拆除喷雾组件和补光组件，解决了现有的智能花盆安装喷雾组件和补光组件造成空间过度浪费的问题。但是该实用新型专利技术方案的缺点在于不能实时显示植物生长环境数据。公开日期为2018年3月2日、授权公告号为cn207054211u的中国实用新型专利《一种基于潮汐灌溉系统的智能花盆》公开了一种基于潮汐灌溉系统的智能花盆，包括智能花盆结构壳体，所述智能花盆结构壳体内设有：信号采集单元；花盆智能控制中心模块，根据信号采集单元采集的数据与智能花盆结构壳体内的植物生长需要的环境因素进行数据化分析和判断，并生成一控制信号；执行单元，用于根据花盆智能控制中心模块的控制指令，调节介质的特征值发生变化以及对智能花盆结构壳体内的植物的环境因素进行定量调节，使信号采集单元采集的数据处于花盆智能控制中心模块的预设范围；以及与花盆智能控制中心模块连接的供电电源模块，本实用新型可以储存定量补充控制，并解决了植物或水体长期使用而滋生细菌的自动消毒模块，减少植物生病。但是该实用新型专利技术方案的缺点在于：操作复杂，且空间过度浪费。公开日期为2020年8月7日、授权公告号为cn211185076u的中国实用新型专利《一种智能花盆》可以自动检测温度和湿度，并自动浇水，智能调节花盆内土壤温度和湿度，使之符合花卉生长的基本规律；智能花盆还可以进行高温杀菌和智能保温育种。但是该实用新型专利技术方案的缺点在于：不能对植物进行补光操作。

技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于：针对现有技术中的缺点，提出一种智能花卉培育系统设计方案，使其能够智能化管控保障植物健康生长，解决现有的智能花盆的功能单一的问题。
7.本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
8.一种智能花卉培育系统，包括：用于种植花卉的智能花盆结构壳体，所述智能花盆结构壳体内设有：主控模块、检测模块、执行模块、显示模块、按键控制电路、电源模块、预留串口电路；所述的主控模块的主控单片机芯片(u1)的型号为stm32
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core系列单片机；所述的检测模块包括：湿度检测电路、温度检测电路、光照强度检测电路；所述的执行模块包括：智能浇水电路、智能补光电路、智能降温电路；所述的按键控制电路、预留串口电路以及显示模块分别与主控单片机芯片(u1)连接，所述的预留串口电路以及显示模块分别与电源模块连接；所述的湿度检测电路、温度检测电路、光照强度检测电路分别与主控单片机芯片(u1)以及电源模块连接；所述的智能浇水电路、智能补光电路、智能降温电路分别与主控单片机芯片(u1)以及电源模块连接。
9.作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的湿度检测电路包括：土壤湿度传感器(u4)、电阻r7、电阻r8；所述的电阻r7与电阻r8串联后、电阻r8的非串联端接地、电阻r7的非串联端连接到土壤湿度传感器(u4)的1#引脚，电阻r7与电阻r8的串联公共点连接到主控单片机芯片(u1)的6#引脚；所述的土壤湿度传感器(u4)的2#引脚悬空，土壤湿度传感器(u4)的3#引脚接地，土壤湿度传感器(u4)的4#引脚接电源模块。
10.作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的温度检测电路包括：温度传感器(u3)、电阻r4；所述的温度传感器(u3)的1#引脚接地，温度传感器(u3)的2#引脚与主控单片机芯片(u1)的5#引脚连接，温度传感器(u3)的3#引脚接电源模块；所述的电阻r4串接在温度传感器(u3)的2#引脚与3#引脚之间。
11.作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的光照强度检测电路包括：光敏电阻rg1、电阻r5；所述的光敏电阻rg1与电阻r5串联后，光敏电阻rg1与电阻r5的串联公共点与主控单片机芯片(u1)的4#引脚连接，电阻r5的非串联端接电源模块，光敏电阻rg1的非串联端接地。
12.作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的智能浇水电路包括：电阻r2、电阻r3、三极管q2、发光二极管led1、继电器rl1、接线端子j1；三极管q2的基极与电阻r3的一端连接、电阻r3的另一端与主控单片机芯片(u1)的11#引脚连接，三极管q2的集电极与发光二极管led1的阴极连接、发光二极管led1的阳极与电阻r2的一端连接、电阻r2的另一端接接电源模块，三极管q2的发射极接地；所述的继电器rl1的型号为：srd
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05vdc
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sl
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c；继电器rl1的1#引脚、2#引脚、3#引脚分别与接线端子j1的2#引脚、1#引脚、3#引脚对应连接，继电器rl1的4#引脚接电源模块，继电器rl1的5#引脚接在三极管q2的集电极。
13.作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的智能补光电路包括：电阻r6、发光二极管led2；电阻r6的一端接电源模块，另一端与发光二极管led2的阳极连接，发光二极管led2的阴极接主控单片机芯片(u1)的9#引脚。
14.作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的智能降温电路包括：电阻r1、三极管q1、风扇接口p1；所述的三极管q1基极与电阻r1的一端连接、电阻r1的另一端与主控单片机芯片(u1)的10#引脚连接，三极管q1的集电极与风扇接口p1的1#引脚连接、风扇接口p1的2#引脚接电源模块，三极管q1的发射极接地。
15.作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的显示模块包括：液晶显示器lcd1、变阻器pr1；所述的液晶显示器lcd1的型号为lcd1602，液晶显示器lcd1的1#引脚接地，液晶
显示器lcd1的2#引脚和15#引脚连接后再接电源模块，液晶显示器lcd1的16#引脚接地，液晶显示器lcd1的4#引脚、5#引脚、6#引脚、7#引脚、8#引脚、9#引脚、10#引脚、11#引脚、12#引脚、13#引脚、14#引脚分别与主控单片机芯片(u1)的29#引脚、30#引脚、31#引脚、32#引脚、33#引脚、34#引脚、35#引脚、36#引脚、37#引脚、38#引脚、39#引脚连接，液晶显示器lcd1的3#引脚与变阻器pr1的3#引脚连接、变阻器pr1的1#引脚接地。
16.作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的按键控制电路包括：按键开关s1、按键开关s2、按键开关s3；按键开关s1、按键开关s2、按键开关s3的一端连接在一起后接地，按键开关s1的另一端与主控单片机芯片(u1)的1#引脚连接、按键开关s2的另一端与主控单片机芯片(u1)的2#引脚连接、按键开关s3的另一端与主控单片机芯片(u1)的3#引脚连接。
17.作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的预留串口电路包括：串口(u2)，所述的串口(u2)的1#引脚、2#引脚分别与主控单片机芯片(u1)的13#引脚、14#引脚连接，串口(u2)的3#引脚接地，串口(u2)的4#引脚接电源模块。
18.本实用新型的优点在于：
19.(1)本实用新型可以节省用户护理盆栽的时间，有效防止花木在上述情况下的枯死，实现在无人工培育的情况下，植物的智能化培育，提高盆栽的存活率。
20.(2)本实用新型通过增加按键控制模块不仅实现了对浇水、补光和降温的智能化操作，而且还实现了对不同植物在不同气候条件下的保护，使植物可以一直生活在一个适宜的生长环境。并且这个按键式的设计方便人们的操作，人们只需在气候发生剧变时，给植物设置一个合适的阈值就可以让植物在接下来的一段时间内无人照料也可以茁壮成长。
21.(3)本实用新型并且还具有结构简单、设计优良、性能优越、节能环保的优点。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例的智能花卉培育系统的结构图；
23.图2是本实用新型实施例的智能花卉培育系统的主控模块的电路原理图；
24.图3是本实用新型实施例的智能花卉培育系统的湿度检测电路原理图；
25.图4是本实用新型实施例的智能花卉培育系统的温度检测电路原理图；
26.图5是本实用新型实施例的智能花卉培育系统的光照强度检测电路原理图；
27.图6是本实用新型实施例的智能花卉培育系统的智能浇水电路原理图；
28.图7是本实用新型实施例的智能花卉培育系统的智能补光电路原理图；
29.图8是本实用新型实施例的智能花卉培育系统的智能降温电路原理图；
30.图9是本实用新型实施例的智能花卉培育系统的显示模块的电路原理图；
31.图10是本实用新型实施例的智能花卉培育系统的按键控制电路原理图；
32.图11是本实用新型实施例的智能花卉培育系统的预留串口电路原理图。
具体实施方式
33.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，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作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。
34.下面结合说明书附图以及具体的实施例对本实用新型的技术方案作进一步描述：
35.实施例一
36.如图1所示，一种智能花卉培育系统包括：用于种植花卉的智能花盆结构壳体，所述智能花盆结构壳体内设有：主控模块、检测模块、执行模块、显示模块、按键控制电路、电源模块。
37.主控模块分别与检测模块、按键控制电路、执行模块相连接，根据检测模块采集到的实时环境参数和通过按键控制电路设定的智能花盆结构壳体内植物生长的环境阈值作比较，进行数据化分析和判断后，生成不同的控制信号。
38.检测模块用于采集智能花盆结构壳体内植物的环境因素、实时采集数据并生成采集数据信号；所述检测模块包括用于采集盆体内的土壤湿度的湿度检测电路、用于采集盆体内的空气的温度的温度检测电路以及用于采集盆体内的光照强度的光照强度检测电路。
39.执行模块与主控模块连接，根据主控模块的不同控制指令，控制不同的执行器件，对智能花盆结构壳体内的植物的环境参数进行定性定量调节，使检测模块采集的环境数据始终处于通过按键控制模块设定的阈值范围内；所述执行模块包括智能浇水电路、智能补光电路和智能降温电路。
40.显示模块与主控模块相连接，检测模块将实时采集到的环境参数传输到主控模块，按键控制电路为植物生长设定合适的环境数据阈值，主控模块对上述数据进行转换并在显示屏上显示出来。
41.电源模块分别与主控模块和执行模块连接，用于给整个智能花盆内部电子器件提供电能。
42.智能浇水电路由水泵和继电器组成，主控模块根据检测模块采集到的实时数据与通过预先设定的湿度阈值相比，根据结果生成不同的控制信号，然后通过该信号控制继电器的开通与关断，继而控制水泵的开关，实现智能化浇水的操作。
43.智能补光电路由光源构成，设置在盆体上方；将光源与主控模块连接，当盆体所处环境的光照强度小于预设的阈值时，主控模块发出控制信号控制光源打开，当盆体所处环境的光照强度大于或等于预设的阈值时，主控模块控制光源关闭。
44.智能降温电路由三极管和风扇组成，由于主控模块无法直接驱动风扇，故选择三极管来实现对风扇的控制，电阻为限流电阻，限流作用，以保护三极管。温度检测电路采集温度数据并传送到主控模块，主控模块对数据进行分析处理并生成不同的控制信号，从而控制风扇的开关。
45.系统的工作原理如下：
46.智能花卉培育系统的主控模块会收集所有设备上的传感器(温度传感器、土壤湿度传感器、光照强度传感器)数据，用户植物生长需要的环境、生长周期和植物种类然后通过按键控制模块为植物设定合适的阈值根据传感器检测数据，主控模块对上述两种数据进行分析和判断，生成不同的控制信号，然后把控制信号传输给储存与执行的各个模块(浇水模块，降温模块，补光模块)，进行定性定量调节、开关控制，从而达到植物生长需求，使植物一直生活在一个适宜的生长环境。
47.如图2所示，所述的主控模块包括：主控单片机芯片u1，所述的主控单片机芯片u1
的型号为stm32
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core系列单片机。
48.所述的检测模块包括：湿度检测电路、温度检测电路、光照强度检测电路。
49.如图3所示，湿度检测电路包括：土壤湿度传感器u4、电阻r7、电阻r8；所述的电阻r7与电阻r8串联后、电阻r8的非串联端接地、电阻r7的非串联端连接到土壤湿度传感器u4的1#引脚，电阻r7与电阻r8的串联公共点连接到主控单片机芯片u1的6#引脚；所述的土壤湿度传感器u4的2#引脚悬空，土壤湿度传感器u4的3#引脚接地，土壤湿度传感器u4的4#引脚接vcc5v电源。
50.如图4所示，温度检测电路包括：温度传感器u3、电阻r4；所述的温度传感器u3的1#引脚接地，温度传感器u3的2#引脚与主控单片机芯片u1的5#引脚连接，温度传感器u3的3#引脚接vcc5v电源；所述的电阻r4串接在温度传感器u3的2#引脚与3#引脚之间。
51.如图5所示，光照强度检测电路包括：光敏电阻rg1、电阻r5；所述的光敏电阻rg1与电阻r5串联后，光敏电阻rg1与电阻r5的串联公共点与主控单片机芯片u1的4#引脚连接，电阻r5的非串联端接vcc3.3v电源，光敏电阻rg1的非串联端接地。
52.所述的执行模块包括：智能浇水电路、智能补光电路和智能降温电路。
53.如图6所示，所述的智能浇水电路包括：电阻r2、电阻r3、三极管q2、发光二极管led1、继电器rl1、接线端子j1；三极管q2的基极与电阻r3的一端连接、电阻r3的另一端与主控单片机芯片u1的11#引脚连接，三极管q2的集电极与发光二极管led1的阴极连接、发光二极管led1的阳极与电阻r2的一端连接、电阻r2的另一端接接vcc5v电源，三极管q2的发射极接地；所述的继电器rl1的型号为：srd
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05vdc
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c；继电器rl1的1#引脚、2#引脚、3#引脚分别与接线端子j1的2#引脚、1#引脚、3#引脚对应连接，继电器rl1的4#引脚接vcc5v电源，继电器rl1的5#引脚接在三极管q2的集电极。
54.如图7所示，智能补光电路包括：电阻r6、发光二极管led2；电阻r6的一端接vcc3.3v电源，另一端与发光二极管led2的阳极连接，发光二极管led2的阴极接主控单片机芯片u1的9#引脚。
55.如图8所示，所述的智能降温电路包括：电阻r1、三极管q1、风扇接口p1；所述的三极管q1基极与电阻r1的一端连接、电阻r1的另一端与主控单片机芯片u1的10#引脚连接，三极管q1的集电极与风扇接口p1的1#引脚连接、风扇接口p1的2#引脚接vcc5v电源，三极管q1的发射极接地。
56.如图9所示，显示模块包括：液晶显示器lcd1、变阻器pr1；所述的液晶显示器lcd1的型号为lcd1602，液晶显示器lcd1的1#引脚接地，液晶显示器lcd1的2#引脚和15#引脚连接后再接vcc5v电源，液晶显示器lcd1的16#引脚接地，液晶显示器lcd1的4#引脚、5#引脚、6#引脚、7#引脚、8#引脚、9#引脚、10#引脚、11#引脚、12#引脚、13#引脚、14#引脚分别与主控单片机芯片u1的29#引脚、30#引脚、31#引脚、32#引脚、33#引脚、34#引脚、35#引脚、36#引脚、37#引脚、38#引脚、39#引脚连接，液晶显示器lcd1的3#引脚与变阻器pr1的3#引脚连接、变阻器pr1的1#引脚接地。
57.如图10所示，按键控制电路包括：按键开关s1、按键开关s2、按键开关s3；按键开关s1、按键开关s2、按键开关s3的一端连接在一起后接地，按键开关s1的另一端与主控单片机芯片u1的1#引脚连接、按键开关s2的另一端与主控单片机芯片u1的2#引脚连接、按键开关s3的另一端与主控单片机芯片u1的3#引脚连接。
58.如图11所示，预留串口电路包括：串口u2，所述的串口u2的1#引脚、2#引脚分别与主控单片机芯片u1的13#引脚、14#引脚连接，串口u2的3#引脚接地，串口u2的4#引脚接vcc5v电源。
59.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

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