一种基于湿度的自动预警花盆制造技术

本实用新型专利技术涉及植物生长监测领域，公开了一种基于湿度的自动预警花盆。预警花盆由花盆、土壤湿度监测仪和土壤湿度传感器组成。土壤湿度监测仪以单片主控电路为控制核心，与各电路电连接，进行湿度数据采集、转换，将湿度值在显示屏上实时显示；并通过数据对比，当湿度值小于或大于湿度阈值时，启动报警电路，进行声光报警，提醒用户进行护理操作。本实用新型专利技术能实现土壤水分的快速、准确测量，实时显示，智能预警，并且电路结构简单，实用性强，性价比高，在保证植物成活率的同时，增添了植物与用户间的互动性，给用户带来了更好的种植体验。

【技术实现步骤摘要】
一种基于湿度的自动预警花盆
本技术涉及植物生长监测领域，具体的，涉及一种基于湿度的自动预警花盆。
技术介绍
现在社会中随着人们生活质量的提高和环保意识的增强，人们常常在室内种植盆栽用来净化空气和陶冶情操。科学家们发现，常青的双子叶植物以及绿色开花植物中，很多都有清除建筑物内有毒化学物质的作用。然而如何合理的培育并保持植物的生命力是一件较费心费力的事情。特别的，现代人生活节奏加快，工作繁忙，种植的盆栽也变得无人管理。并且，传统的花盆不能监测花盆内土壤的湿度，人们只能通过观察、触摸等方式判断花盆内是否缺水，并选择性的进行浇水，这种浇水方式通常会造成浇水过多或浇水不及时，从而影响植物的生长，严重的还会造成植物死亡。如果能够设置植物所需水分的界限值，并对土壤湿度进行实时预警以提醒用户进行浇水。这不仅能让盆栽生长得更好，也更符合我们贴近自然，智能生活的理念。为了对传统花盆进行改进，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种智能花盆[申请号：CN201720224681.9]，包含有盆体、加热膜、抽水泵、水箱、显示屏、继电器、单片机、温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、报警模块、蜂鸣器、指示灯，其虽可以监测土壤的湿度、温度、光照，但结构复杂，须在花盆外额外添加多种结构，影响美观；另有一种基于单片机控制的新型智能花盆[申请号：CN201820193433.7]，包含有盆体、控制盒、CO浓度传感器、蜂鸣器、显示屏、太阳能电池板、土壤pH传感器、土壤湿度传感器、电源外接口、蓄电池、单片机、漏水管和电源开关，外观新颖，可很好的实时监测土壤湿度，并进行报警，但也同样存在着结构复杂，成本较高的缺点。正是考虑到当前的智能花盆存在着结构复杂，操作繁琐，需在花盆外额外添加多种结构影响美观和价格昂贵的缺点，我们设计了一种基于湿度的自动预警花盆。对于普通家庭种植盆栽而言，过于复杂的应用和多功能是不必要的，反而可能会存在一定的安全隐患。
技术实现思路
针对现有技术的问题，本技术提供了一种自动化程度高、精确耐用、系统稳定且操作简单、性价比高的基于湿度的自动预警花盆，目的在于实时监测盆栽所需要的生长条件，并及时预警，提醒用户进行浇水，提高盆栽的存活率。通过软硬件相互结合的方式，将原本既不会说话也不会表达自身情感的植物与用户相互联结起来，增添了植物与用户之间的互动性，给用户带来更好的种植体验。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于湿度的自动预警花盆，其特征在于，包括花盆、土壤湿度监测仪、土壤湿度传感器，其中，所述土壤湿度监测仪包括单片主控电路、电源电路、模拟信号转换电路、显示电路、报警电路、湿度阈值设置电路和固定连接各元器件的印刷电路板；所述单片主控电路主要元器件为单片机，单片机与湿度阈值设置电路电连接，通过湿度阈值设置电路来设定不同植物的湿度上下限阈值；土壤湿度传感器通过模拟信号转换电路与单片机电连接，土壤湿度传感器将采集到的湿度模拟信号通过模拟信号转换电路转换为湿度数字信号后传送给单片机；单片机与显示电路电连接，通过数据处理，显示电路将土壤湿度传感器测得的湿度值实时显示在显示屏上，同时，单片机将土壤湿度传感器测得的湿度值与设定的湿度上下限阈值进行大小比较，并快速做出响应，当土壤湿度传感器测得的湿度值高于湿度阈值设置电路设定的湿度上限时，报警电路工作，蜂鸣器不响，信号灯长亮；当土壤湿度传感器测得的湿度值处于湿度阈值设置电路设定的湿度上下限范围内时，报警电路停止工作；当土壤湿度传感器测得的湿度值低于湿度阈值设置电路设定的湿度下限时，报警电路工作，蜂鸣器响，信号灯长亮，以提醒用户实施相应的护理操作。优选的，花盆材料为聚丙烯树脂，在不改变普通花盆外观的情况下，在花盆外侧壁设置凹槽和插槽分别用于安装土壤湿度监测仪和土壤湿度传感器；花盆底端设有漏水孔用于排水。优选的，土壤湿度传感器为电容式土壤湿度传感器，通过插槽固定放置于花盆的内腔中用于监测土壤的湿度；通过模拟信号转换电路与单片主控电路电连接以将土壤湿度值实时传送给单片机。优选的，单片主控电路中的单片机型号为STC89C52RC，作为主控制器分别与各电路电连接，将模拟信号转换电路的输出信号及湿度阈值设置电路的输入信号转化为相应的执行命令输出给显示电路和报警电路，并最终实现智能预警。优选的，电源电路采用集成的直流稳压电源，供电电压为3.3-5V，能够给整个系统提供稳定的电源，从而使系统稳定运行；可以采用电池盒、移动电源或手机充电器供电，通用性和实用性更强。优选的，模拟信号转换电路中采用型号为ADC0832的8位分辨率、双通道A/D转换芯片，可以适应一般的模拟量转换要求；A/D转换芯片分别与土壤湿度传感器的输出端及单片主控电路的输入端电连接，从而将土壤湿度传感器输出的模拟电压通过A/D转换芯片转换为数字信号输入到单片机中。优选的，显示屏型号为LCD1602，通过显示电路与单片主控电路电连接，将湿度阈值设置电路设定的湿度上下限阈值和土壤湿度传感器测得的湿度值进行实时显示。优选的，报警电路由蜂鸣器和信号灯组成，与单片主控电路输出端电连接；并根据单片主控电路发出的指令进行声光预警，提醒用户进行适应的护理操作。优选的，湿度阈值设置电路与单片主控电路电连接，由三个按键组成，分别执行功能切换、调大数值和调小数值的功能，并将数值实时显示在显示屏上。优选的，土壤湿度监测仪的正常运行除了需要合理的电路设计作为基础，还需要正确的软件设计，为了提高程序的可读性，软件设计部分采用C语言进行编写，执行效率高，易于设计和维护。与现有技术相比，本技术一种基于湿度的自动预警花盆的优点在于：土壤湿度传感器采集数据，通过A/D转换模块和单片机将模拟信号转换为数字信号，在显示屏上实时显示，并与设定的湿度上下限阈值进行对比，进行实时预警，提醒用户进行适当的护理操作。以单片机为控制核心，系统更加精确耐用、稳定、自动化程度高，新颖实用，简单易操作，性价比更高，方便升级改造；可以有效的解决用户因为缺少专业种植知识而无法对所种植盆栽进行合理养护的问题，同时也让用户参与到盆栽的生长过程中，增加了用户在种植过程中的互动和乐趣；该土壤湿度监测仪也可以应用到其他智能灌溉系统的采集与设计中，为相关的设计研究奠定了基础。附图说明下面结合附图进一步描述本技术的技术方案：图1是本技术提供的一种基于湿度的自动预警花盆的硬件结构示意图；图2是本技术提供的一种基于湿度的自动预警花盆的剖面图；图3是本技术提供的一种基于湿度的自动预警花盆的工作流程图；图4是本技术提供的一种基于湿度的自动预警花盆的土壤湿度监测仪的电路图；图5是本技术提供的一种基于湿度的自动预警花盆的土壤湿度监测仪的系统原理图；上述附图中：1-花盆本体；2-土壤湿度监测仪；21-单片主控电路；22-电源电路；23-模拟信号转换电路；24-显示电路；25-报警本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于湿度的自动预警花盆，其特征在于，包括花盆(1)、土壤湿度监测仪(2)、土壤湿度传感器(3)，其中，所述土壤湿度监测仪(2)包括单片主控电路(21)、电源电路(22)、模拟信号转换电路(23)、显示电路(24)、报警电路(25)、湿度阈值设置电路(26)和固定连接各元器件的印刷电路板；/n所述单片主控电路(21)主要元器件为单片机(U1)，单片机(U1)与湿度阈值设置电路(26)电连接，通过湿度阈值设置电路(26)来设定不同植物的湿度上下限阈值；土壤湿度传感器(3)通过模拟信号转换电路(23)与单片机(U1)电连接，土壤湿度传感器(3)将采集到的湿度模拟信号通过模拟信号转换电路(23)转换为湿度数字信号后传送给单片机(U1)；单片机(U1)与显示电路(24)电连接，通过数据处理，显示电路(24)将土壤湿度传感器(3)测得的湿度值实时显示在显示屏LCD1602上，同时，单片机(U1)将土壤湿度传感器(3)测得的湿度值与设定的湿度上下限阈值进行大小比较，并快速做出响应，当土壤湿度传感器(3)测得的湿度值高于湿度阈值设置电路(26)设定的湿度上限时，报警电路(25)工作，蜂鸣器(B1)不响，信号灯(D1)长亮；当土壤湿度传感器(3)测得的湿度值处于湿度阈值设置电路(26)设定的湿度上下限范围内时，报警电路(25)停止工作；当土壤湿度传感器(3)测得的湿度值低于湿度阈值设置电路(26)设定的湿度下限时，报警电路(25)工作，蜂鸣器(B1)响，信号灯(D1)长亮，以提醒主人实施相应的护理操作。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于湿度的自动预警花盆，其特征在于，包括花盆(1)、土壤湿度监测仪(2)、土壤湿度传感器(3)，其中，所述土壤湿度监测仪(2)包括单片主控电路(21)、电源电路(22)、模拟信号转换电路(23)、显示电路(24)、报警电路(25)、湿度阈值设置电路(26)和固定连接各元器件的印刷电路板；
所述单片主控电路(21)主要元器件为单片机(U1)，单片机(U1)与湿度阈值设置电路(26)电连接，通过湿度阈值设置电路(26)来设定不同植物的湿度上下限阈值；土壤湿度传感器(3)通过模拟信号转换电路(23)与单片机(U1)电连接，土壤湿度传感器(3)将采集到的湿度模拟信号通过模拟信号转换电路(23)转换为湿度数字信号后传送给单片机(U1)；单片机(U1)与显示电路(24)电连接，通过数据处理，显示电路(24)将土壤湿度传感器(3)测得的湿度值实时显示在显示屏LCD1602上，同时，单片机(U1)将土壤湿度传感器(3)测得的湿度值与设定的湿度上下限阈值进行大小比较，并快速做出响应，当土壤湿度传感器(3)测得的湿度值高于湿度阈值设置电路(26)设定的湿度上限时，报警电路(25)工作，蜂鸣器(B1)不响，信号灯(D1)长亮；当土壤湿度传感器(3)测得的湿度值处于湿度阈值设置电路(26)设定的湿度上下限范围内时，报警电路(25)停止工作；当土壤湿度传感器(3)测得的湿度值低于湿度阈值设置电路(26)设定的湿度下限时，报警电路(25)工作，蜂鸣器(B1)响，信号灯(D1)长亮，以提醒主人实施相应的护理操作。


2.根据权利要求1所述的一种基于湿度的自动预警花盆，其特征在于：所述的花盆(1)材料为聚丙烯树脂，在不改变普通花盆外观的情况下，在花盆外侧壁设置凹槽(5)和插槽(4)分别用于安装土壤湿度监测仪(2)和土壤湿度传感器(3)；花盆(1)底端设有漏水孔(6)用于排水。


3.根据权利要求1所述的一种基于湿度的自动预警花盆，其特征在于：所述的土壤湿度传感器(3)为电容式土壤湿度传感器，通过插槽(4)固定放置于花盆(1)的内腔中用于监测土壤的湿度；通过模拟信号转换电路(23)与单片主控电路(21)电连接以将土壤湿度值实时传送给单片机(U1)。

【专利技术属性】
技术研发人员：田兴军，万鹏伟，叶如梦，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32