專利名稱：一種盆栽澆灌裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種盆栽植物的澆灌裝置，特別是一種盆栽澆灌裝置。
背景技術：
種植盆栽也是一門不小的學問，單說怎么給植物澆水，就十分講究。科學合理的澆 水方式，不但節(jié)約用水，而且還能保護植物第一，根據(jù)植物對水分的需要多少，分為喜干和 喜濕兩種。喜干植物澆水不宜過多過勤，喜濕植物澆水則不宜太少。第二，給植物澆水的時 間，一年四季也不一樣。冬季適合中午澆水，中午氣溫較高，澆水有利于保持土溫；夏季通常 選擇晚上澆水，一方面水溫同土溫比較接近，同時也有利于盆土降溫和植物散發(fā)熱量及植 物的生長，補水以上午十時以前為宜；而春秋兩季一般都在上下午氣溫較適中的時間澆水， 最利于植物的生長。第三，澆水的水溫對花卉的根系生理活動有直接影響，尤其是在盛夏或 寒冬季節(jié)。如果水溫與土壤溫度相差懸殊(超過5°C )，澆水后會引起土溫驟變而傷害根系， 反而影響根系對水分的吸收，產生生理干旱。因此，讓澆水的水溫與土壤溫度盡量接近，可 以避免水溫對植物造成過度刺激而危害。夏季應避免在烈日暴曬下和中午高溫時澆灌。冬 季澆水則最好使水溫提高到15 20°C，再行澆灌。此外，中國人過年過節(jié)有外出旅游、走親 訪友的習俗。有時候需要離開平時生活的地方到外地一段時間。對于那些養(yǎng)花愛花的人們 來說，在這段時間里怎么照顧好家里的植物，放心的出游，就顯得十分重要了。

實用新型內容本實用新型的目的就是針對以上問題，根據(jù)盆栽植物和環(huán)境、季節(jié)等各種情況，以 及植物的生長習性，提供一種盆栽澆灌裝置。本實用新型的裝置包括檢測機構、加熱機構、澆灌機構、控制機構。檢測機構由土壤濕度傳感器、土壤溫度傳感器、水溫傳感器組成，加熱機構由繼電 器、電熱器組成，澆灌機構由導管、澆灌水箱、水泵、繼電器、補水水箱、電磁閥、滴水管、電極 組成?？刂茩C構由微控制器、電源、按鍵、顯示屏、ROM(即Read-Only Memory只讀存儲器)、 RAM(即Random Access Memory隨機存取存儲器)、蜂鳴器、時鐘組成。土壤溫度傳感器埋在盆栽的土壤中，水溫傳感器和加熱器放置在澆灌水箱里，水 泵通過導管連通澆灌水箱和補水水箱，滴水管一端通過電磁閥與澆灌水箱連接，另一端放 置在盆栽的土壤表面。滴水管與澆灌水箱的連通和斷開由電磁閥控制，水泵的啟動和停止 由一個繼電器控制，加熱器的啟動和停止由另一個繼電器控制。整個裝置的工作由控制機 構實現(xiàn)控制。智能盆栽澆灌裝置工作時，土壤濕度傳感器和土壤溫度傳感器埋在盆栽的土壤 中，微控制器控制土壤濕度傳感器、土壤溫度傳感器實時或者定時檢測土壤濕度、溫度，檢 測的土壤濕度、溫度數(shù)據(jù)交給微控制器，微控制器根據(jù)預先設定的參考值判斷是否需要澆 水。當土壤濕度小于等于參考值時，微控制器通過繼電器控制水泵把水從補水水箱抽到澆 灌水箱，澆灌水箱的水溫傳感器測量澆灌水箱里的水溫，如果水溫與土壤溫度傳感器檢測的土壤溫度相比較，兩者溫度差小于5攝氏度，則微控制器控制電磁閥打開，澆灌水箱里的 水進入滴水管對盆栽進行澆灌；若水溫與土壤溫度傳感器檢測的土壤溫度相比較，兩者溫 度差大于5攝氏度(通常水溫不會高于土壤溫度)，則微控制器通過繼電器控制電熱器給澆 灌水箱里的水加熱，直到水溫和土壤溫度差符合澆灌要求時停止加熱，然后微控制器通過 電磁閥控制滴水管打開，澆灌水箱里的水進入滴水管對盆栽進行澆灌。滴水管可以采用市面已有的滴灌管，加熱器可以采用市面已有的小功率電熱裝 置。補水水箱底部設置有兩個電極，用于判斷補水水箱內是否有水，當水箱內有水，電 極的兩極通過水的導電作用連通；當水箱內水位低于電極，電極的兩極不相連，此時，微控 制器控制蜂鳴器響起，提醒需要往水箱內加水。電源為控制機構供電，按鍵用于設定澆灌模式，設定啟動澆灌的土壤濕度參考值， 顯示屏用于顯示系統(tǒng)狀態(tài)，ROM用于存儲澆灌系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，蜂鳴器用于提示補水水箱加水。 微控制器用于接受按鍵指令，控制顯示屏顯示數(shù)據(jù)，與ROM、RAM交換數(shù)據(jù)，控制蜂鳴器鳴 響，控制繼電器、電磁閥動作，實現(xiàn)控制水泵、電熱器等的啟動和停止。本實用新型的裝置可以根據(jù)土壤的溫濕度、環(huán)境季節(jié)等情況以及種植物的習性， 設定澆灌的時間、方式和澆水量，科學合理的給植物澆水，解決了盆栽澆灌不及時，尤其是 澆灌時間、方式不當以及無人看管時的澆灌等問題。采用本實用新型的裝置進行澆灌，養(yǎng)護 了植物，保證澆灌效果，同時也充分節(jié)約了水資源。

圖1是本實用新型實施例的整體結構圖。圖2是本實用新型實施例的整體電路部分的原理結構設計圖。圖3為本實用新型實施例的微控制器、時鐘、ROM、顯示屏、電極的電路設計圖。圖4為本實用新型實施例的一號繼電器、二號繼電器、電磁閥、蜂鳴器、土壤溫濕 度一體傳感器、水溫傳感器的電路設計圖。圖5為本實用新型實施例的按鍵、串口的電路設計圖。圖6為本實用新型實施例的電源的電路設計圖。圖中標記1、盆栽；2、電磁閥；3、澆灌水箱；4、水泵；5、補水水箱；6、滴灌管；7、土 壤濕度傳感器；8、土壤溫度傳感器；9、電熱器；10、水溫傳感器；11、導管；12、電極；13、電 源；14、按鍵；15、顯示屏；16、ROM； 17, RAM ；18、蜂鳴器；19、時鐘；20、通信接口 ；21、一號繼 電器；22、二號繼電器；23、微控制器。
具體實施方式
實施例本實施例的裝置包括檢測機構、加熱機構、澆灌機構、控制機構。如圖1所示，檢測機構由土壤濕度傳感器7、土壤溫度傳感器8、水溫傳感器10組 成，加熱機構二號繼電器22、電熱器9組成，澆灌機構由導管11、澆灌水箱3、水泵4、一號繼 電器21、補水水箱5、電磁閥2、滴水管6、電極12組成，控制機構由微控制器23、電源13、按 鍵14、顯示屏15、ROM 16、RAM 17、蜂鳴器18、時鐘19、通信接口 20組成。[0022]土壤濕度傳感器7、土壤溫度傳感器8埋在盆栽1的土壤中，水溫傳感器10和加熱 器9放置在澆灌水箱3里，水泵4通過導管11連通澆灌水箱3和補水水箱5，滴水管6 —端 通過電磁閥2與澆灌水箱3連接，另一端放置在盆栽1的土壤表面。滴水管6與澆灌水箱3 的連通和斷開由電磁閥2控制，水泵4的啟動和停止由一號繼電器21控制，加熱器9的啟 動和停止由二號繼電器22控制。裝置的工作由控制機構實現(xiàn)控制。裝置工作時，土壤濕度傳感器7、土壤溫度傳感器8埋在盆栽1的土壤中，微控制 器23控制土壤濕度傳感器7、土壤溫度傳感器8實時或者定時檢測土壤濕度、溫度，檢測的 土壤濕度、溫度數(shù)據(jù)交給微控制器23，微控制器23根據(jù)預先設定的參考值判斷是否需要澆 水。當土壤濕度小于等于參考值時，微控制器23通過一號繼電器21控制水泵4把水從補水 水箱5抽到澆灌水箱3，澆灌水箱3的水溫傳感器10測量澆灌水箱3里的水溫，如果水溫與 土壤溫度傳感器8檢測的土壤溫度相比較，兩者溫度差小于5攝氏度，則微控制器23控制 電磁閥2打開，澆灌水箱3里的水進入滴水管6對盆栽1進行澆灌；若水溫與土壤溫度傳感 器8檢測的土壤溫度相比較，兩者溫度差大于5攝氏度(通常水溫不會高于土壤溫度)，則 微控制器23通過二號繼電器22控制電熱器9給澆灌水箱3里的水加熱，直到水溫和土壤 溫度差符合澆灌要求時停止加熱，然后再由微控制器23通過電磁閥2控制滴水管6打開， 澆灌水箱3里的水進入滴水管6對盆栽1進行澆灌。補水水箱5底部設置有電極12，電極12直接接入微控制器23的1/0，用于判斷補 水水箱5內是否有水，當補水水箱5內有水時，電極12的兩極通過水的導電作用連通；當補 水水箱5內水位低于電極12，電極12的兩極不相連，此時，微控制器23控制蜂鳴器18響 起，提醒需要往補水水箱5加水。圖2是本實用新型裝置實施例的整體電路部分的原理結構設計圖；圖3為本實用 新型實施例的微控制器23、時鐘19、ROM 16、顯示屏15、電極12的電路設計圖。微控制器23采用STC89C52RC單片機，是本裝置的控制核心，片內集成了有8K的 ROM和512字節(jié)的RAM，32個通用1/0，微控制器23的晶振采用11. 0592MHz的無源晶振。顯 示屏15采用液晶1602模塊，用于裝置工作狀態(tài)的顯示。裝置ROM 16采用ATMC02，該芯片 與STC89C52RC通信，遵從IIC協(xié)議。時鐘19采用DS1302芯片，DS1302是一種高性能、低 功耗的實時時鐘電路，可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，還具有閏年補償功能，工作 電壓為2. 5V 5. 5V。DS1302采用三線接口與STC89C52RC進行同步通信。DS1302采用的 是32. 768kHz的無源晶振。電極12直接接入微控制器23。圖4為本實用新型實施例的一號繼電器21、二號繼電器22、電磁閥2、蜂鳴器18、 土壤溫濕度一體傳感器(土壤濕度傳感器7和土壤溫度傳感器幻、水溫傳感器10的電路設 計圖。蜂鳴器18用于在補水水箱5缺水時，提示加水。水溫傳感器10采用DS18B20， DS18B20是單總線數(shù)字化溫度傳感器，可以用于測量水溫，并可以直接輸出溫度的數(shù)字信號 到控制機構；傳感器在-10-+85°C范圍內，精度為士0.5°C。土壤溫濕度一體傳感器(土壤濕度傳感器7和土壤溫度傳感器8)采用帶有耐溫、 耐壓、耐損金屬防護罩的SHT11，防護罩在不影響STHll檢測效果的前提下，對土壤溫濕度 一體傳感器提供了很好的保護，SHTll是IIC總線接口的單片全校準數(shù)字式相對濕度和溫 度傳感器?？梢酝瑫r實現(xiàn)土壤濕度和土壤溫度的測量，并可以直接輸出溫濕度的數(shù)字信號給控制機構。微控制器23通過一號繼電器21實現(xiàn)控制水泵4的啟動和停止；通過二號繼電器 22實現(xiàn)控制電熱器9的啟動和停止。微控制器23通過控制電磁閥2實現(xiàn)滴水管6與澆灌 水箱3的連通和斷開，以控制澆灌的進行、停止。圖5為本實用新型實施例的按鍵14、通信接口 20的電路設計圖。裝置設置了六個按鍵，按鍵RST用于對STC89C52RC復位，按鍵DS-RST用于時鐘 芯片DS1302的復位。Si、S2、S3、S4四個按鍵用于系統(tǒng)功能以及參數(shù)的設置。MAX232是 RS-232芯片，在本裝置里，主要用于系統(tǒng)編程，以及與上位機的實現(xiàn)串行通信。圖6為本實用新型實施例的電源13的電路設計圖。電源部分采用7805穩(wěn)壓芯片， 用于給裝置提供5V的輸入電壓。
權利要求1. 一種盆栽澆灌裝置，其特征在于包括檢測機構、加熱機構、澆灌機構、控制機構；檢 測機構由土壤濕度傳感器、土壤溫度傳感器、水溫傳感器組成，加熱機構由繼電器、電熱器 組成，澆灌機構由導管、澆灌水箱、水泵、繼電器、補水水箱、電磁閥、滴水管、電極組成；控制 機構由微控制器、電源、按鍵、顯示屏、ROM即Read-only Memory只讀存儲器、RAM即Random Access Memory隨機存取存儲器、蜂鳴器和時鐘組成；土壤溫度傳感器埋在盆栽的土壤中， 水溫傳感器和加熱器放置在澆灌水箱里，水泵通過導管連通澆灌水箱和補水水箱，滴水管 一端通過電磁閥與澆灌水箱連接，另一端放置在盆栽的土壤表面；滴水管與澆灌水箱的連 通和斷開由電磁閥控制，水泵的啟動和停止由一個繼電器控制，加熱器的啟動和停止由另 一個繼電器控制；整個裝置的工作由控制機構實現(xiàn)控制；補水水箱底部設置有兩個電極。
專利摘要本實用新型公開了一種盆栽澆灌裝置。裝置包括檢測機構、加熱機構、澆灌機構、控制機構。檢測機構由土壤濕度傳感器(7)、土壤溫度傳感器(8)和水溫傳感器(10)組成；加熱機構由二號繼電器(22)和電熱器(9)組成；澆灌機構由導管(11)、澆灌水箱(3)、水泵(4)、一號繼電器(21)、補水水箱(5)、電磁閥(2)、滴水管(6)和電極(12)組成；控制機構由微控制器(23)、電源(13)、按鍵(14)、顯示屏(15)、ROM(16)、RAM(17)、蜂鳴器(18)、時鐘(19)和通信接口(20)組成。本實用新型的裝置可以結合土壤的溫濕度、環(huán)境季節(jié)等情況以及種植物的生長習性，設定澆灌的時間、方式和澆水量，科學合理的給植物澆水。
文檔編號A01G27/02GK201898770SQ20102055660
公開日2011年7月20日 申請日期2010年10月10日 優(yōu)先權日2010年10月10日
發(fā)明者何振, 李澤球, 程小輝, 鄧健志, 陳偉 申請人:桂林理工大學