基于信息技术的智能水培箱及其设计方法技术

本发明专利技术公开了信息技术领域的基于信息技术的智能水培箱及其设计方法包括利用阈值设置将闭环系统转化为根据环境参数执行不同指令的人机交互系统，其中人机交互系统将若干采集的数值转化为电信号，当电信号大于对应的阈值时控制系统对执行件发出指令，对培养环境进行植物生长要素的补足，本系统搭载的传感器有空气温湿度传感器、光照强度传感器、EC值传感器、雨滴传感器，对系统环境参数进行实时采集，并于设定值进行比较，调整环境参数。为了方便用户查看水培箱内部的环境，通过OLED显示屏幕对各种数据显示。其中雨滴传感器搭配卷帘系统，雨滴传感器监测降雨量，控制卷帘的收回和展开。展开。展开。

【技术实现步骤摘要】
基于信息技术的智能水培箱及其设计方法


[0001]本专利技术属于信息
，具体是基于信息技术的智能水培箱及其设计方法。

技术介绍

[0002]心血管疾病,高血脂、高血压、高血糖及几乎所有中老年心脑血管疾病有预防和治疗功能，特别是苦荞苗菜中的芦丁和黄酮素。
[0003]现代信息技术中，农作物能否正常生长和实现高产取决于温度、湿度、光照、二氧化碳浓度。市面上有智能信息技术机，能监测作物生长的湿度、温度和光照等；但系统部分为闭环系统，不能完全对环境的变化作出相应的动作，难以维持作物的适宜的生长环境。因此亟待针对该问题设计一种智能荞麦水培箱。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于信息技术的智能水培箱，以解决闭环系统中不能适应环境变化的缺陷。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：基于信息技术的智能水培箱的设计方法包括利用阈值设置将闭环系统转化为根据环境参数执行不同指令的人机交互系统，其中人机交互系统将若干采集的数值转化为电信号，当电信号大于对应的阈值时控制系统对执行件发出指令，对培养环境进行植物生长要素的补足。
[0006]进一步，还包括以下步骤：
[0007]S1,核心处理系统的构建，在水培箱中搭载单片机，单片机用于对环境参数进行实时循环监测，且单片机对反馈回的数据进行数据处理；
[0008]S2，阈值系统的构建，利用传感器对水培箱中的环境参数进行收集，并且在每个传感器与单片机信号连接处设置阈值阀；
[0009]S3,执行件的构建，围绕植物生长的五大要素对执行件进行构建，其中执行件与阈值阀一一对应；
[0010]S4，输入系统的构建，配置输入设备对阈值参数进行输入；
[0011]S5，报警系统的构建，对阈值进行监测，当实际测得的参数值大于设定阈值时报警系统产生警报；
[0012]S6,电源电路的构建，设置变压电路、全桥整流电路、滤波电路、输出回路和不同传感器的独立电路；
[0013]S7输出系统的构建，设有对单片机接收的环境参数进行显示的显示屏。
[0014]进一步，传感器包括空气温湿度传感器、土壤湿度传感器、光照传感器和土壤EC值传感器。
[0015]进一步，执行件包括对应空气温湿度阈值阀的轴流风扇、对应土壤湿度传感器的卷帘、对应光照传感器的补光灯、对于土壤EC值传感器的水泵。
[0016]进一步，全桥整流电路包括若干相互电连接的整流二极管，滤波电路包括电解电
容和电容。
[0017]采用上述方案后实现了以下有益效果：
[0018](1)系统搭载的传感器有空气温湿度传感器、光照强度传感器、EC值传感器、雨滴传感器，对系统环境参数进行实时采集，并于设定值进行比较，调整环境参数。为了方便用户查看水培箱内部的环境，通过OLED显示屏幕对各种数据显示。其中雨滴传感器搭配卷帘系统，雨滴传感器监测降雨量，控制卷帘的收回和展开。
[0019](2)系统设有卷帘系统、通风降温系统、补光系统等自动控制系统，完成对水培箱内部环境的控制，使系统运行在设定范围内，为荞麦的生长提供适宜的环境。
[0020](3)系统配备了独立键盘，可设置荞麦的生长环境阈值，当环境参数高于或低于设定的阈值时，系统发出报警，并作出相应的动作维持荞麦生长环境的稳定。
[0021]进一步，包括矩形的集水槽，集水槽的四个定点处设有竖向的支撑柱，支撑柱搭载有若干层水培槽，每层水培槽的表面设有独立的信息技术槽，信息技术槽的内部带有逐渐隆起的放置台，放置台沿顶部至底部逐渐扩张，且放置台的顶部带有圆形的凹槽，凹槽内装有圆球状的吸水性树脂。
[0022]进一步，所述支撑柱的顶部设置卷帘，卷帘连接有步进电机。
[0023]进一步，支撑柱的径向一侧设有操作台，操作台的上方放置单片机，且操作台表面放置键盘，键盘位于单片机的前方，单片机的上方装载显示屏。
[0024]进一步，凹槽的直径大于干瘪状态的吸水性树脂，凹槽的直径小于膨胀后的吸水性树脂。
[0025]有益效果：本技术方案使用时，鉴于土壤EC值传感器只能测量土壤的营养程度，因此对于植株的吸收功能无法测量，当植株的根系吸收能力弱时，土壤EC值传感器反而会误判土壤为肥沃土壤，对植株的成长不利，因此本技术方案中引入吸水性树脂测量荞麦根系的吸收状况，此时当荞麦根系吸收量不足时，大量水份埋藏土壤中，从而使吸水性树脂膨胀，由于凹槽的直径小于膨胀后的吸水性树脂，所以吸水性树脂膨胀后会先将植株顶起，随后吸水性树脂逐渐膨胀过程中，在培养土和植株的压迫下，圆球状的吸水性树脂产生不均匀受力，因此吸水性树脂产生滚动现象。
[0026]由于放置台沿顶部至底部逐渐扩张，当吸水性树脂超过凹槽直径后，吸水性树脂根据受力沿放置台滚落，滚落过程的吸水性树脂根据最小能耗原理，会滚动至放置台的最低处，在滚动过程中吸水性树脂将土壤松动，降低土壤过于紧密后影响根系的呼吸和吸收作用，改善植物根系的生长环境。
[0027]当吸水树脂滚落后，植株的水平高度会变矮，而信息技术人员可以根据信息技术槽表面植株的高矮程度肉眼判断植株根系的吸收情况，进行补救措施。
附图说明
[0028]图1为实施例一中的系统结构图；
[0029]图2为220V
‑
12V电路图；
[0030]图3为12V
‑
5V电路图；
[0031]图4为12V
‑
3.3V电路图；
[0032]图5为RS485转TTL电路图；
[0033]图6为BH1750FVI原理图；
[0034]图7为L298N驱动电路图；
[0035]图8为温湿度采集系统流程图；
[0036]图9为光照强度采集流程图；
[0037]图10为EC值采集流程图；
[0038]图11为湿度信号的仿真模拟图；
[0039]图12为光照信号的仿真模拟图；
[0040]图13为水培箱的结构图；
[0041]图14为图13中信息技术槽的内部结构图。
具体实施方式
[0042]下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0043]说明书附图中的附图标记包括：集水槽1、支撑柱2、信息技术槽3、放置台4、凹槽5、吸水性树脂6、卷帘7、操作台8、单片机9、键盘10、补光灯11、显示屏12。
[0044]实施例一
[0045]实施例基本如附图1所示：基于单片机9的智能水培箱的设计方法包括利用阈值设置将闭环系统转化为根据环境参数执行不同指令的人机交互系统，其中人机交互系统将若干采集的数值转化为电信号，当电信号大于对应的阈值时控制系统对执行件发出指令，对培养环境进行植物生长要素的补足。
[0046]还包括以下步骤：
[0047]S1,核心处理系统的构建，在水培箱中搭载单片机9，单片机9为STM32F103ZET6F103ZET6 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于信息技术的智能水培箱的设计方法，其特征在于：包括利用阈值设置将闭环系统转化为根据环境参数执行不同指令的人机交互系统，其中人机交互系统将若干采集的数值转化为电信号，当电信号大于对应的阈值时控制系统对执行件发出指令，对培养环境进行植物生长要素的补足。2.根据权利要求1所述的基于信息技术的智能水培箱的设计方法，其特征在于：还包括以下步骤：S1,核心处理系统的构建，在水培箱中搭载单片机，单片机用于对环境参数进行实时循环监测，且单片机对反馈回的数据进行数据处理；S2，阈值系统的构建，利用传感器对水培箱中的环境参数进行收集，并且在每个传感器与单片机信号连接处设置阈值阀；S3,执行件的构建，围绕植物生长的五大要素对执行件进行构建，其中执行件与阈值阀一一对应；S4，输入系统的构建，配置输入设备对阈值参数进行输入；S5，报警系统的构建，对阈值进行监测，当实际测得的参数值大于设定阈值时报警系统产生警报；S6,电源电路的构建，设置变压电路、全桥整流电路、滤波电路、输出回路和不同传感器的独立电路；S7输出系统的构建，设有对单片机接收的环境参数进行显示的显示屏。3.根据权利要求2所述的基于信息技术的智能水培箱的设计方法，其特征在于：传感器包括空气温湿度传感器、土壤湿度传感器、光照传感器和土壤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚，黄敏，刘丹，褚晓锐，郭秋滟，杨中宝，王光权，
申请(专利权)人：西昌学院，
类型：发明
国别省市：