CN105159365A - 一种基于手机app智能wifi家庭种植自动控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于手机APP智能WIFI家庭种植自动控制***,包括主控MCU、传感器、摄像头、补光灯、继电器、家庭路由器、云端服务器及手机APP,其中,上述传感器、摄像头及补光灯均设置在种植作物处,并分别与主控MCU连接,主控MCU根据接收到的环境变量形成控制命令,并将控制命令传递至补光灯及继电器,分别控制光照、水量及营养液输送;上述家庭路由器连接在主控MCU上,云端服务器与家庭路由器连接,主控MCU通过家庭路由器将接收到的环境变量数据及视频数据上传至云端服务器,手机APP通过云端服务器下载数据。本发明根据不同蔬菜的种植要求,感知当前生长环境,控制其环境输入,实现科学种植。
Description
技术领域
本发明涉及智能种植领域,特别指一种基于手机APP智能WIFI家庭种植自动控制***。
背景技术
随着人们生活质量不断提升,越来越多的人在室内养花和植物,在阳台上种植蔬菜,享受种植的乐趣,然而,随着城市生活节奏的加快,人们工作之余的大部分时间花费在手机和网络,没有足够的时间来打理这些盆栽和蔬菜。另外,近年来随着“智能家居”概念的提出,以及智能终端设备的多元化、多功能化发展,互联网技术从各个方面逐步渗透至日常家居生活中,智能家居是在互联网影响之下物联化的体现。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备(如音视频设备、照明***、窗帘控制、空调控制、安防***、数字影院***、影音云端服务器、影柜***、网络家电等)连接到一起,提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段,因此,亟需一种新型的智能种植***满足用户需求的同时,提供更为科学合理的种植方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种根据不同蔬菜的种植要求,感知当前生长环境,控制其环境输入,实现科学种植的基于手机APP智能WIFI家庭种植自动控制***。
本发明采取的技术方案如下:一种基于手机APP智能WIFI家庭种植自动控制***,包括主控MCU、传感器、摄像头、补光灯、继电器、家庭路由器、云端服务器及手机APP,其中,上述传感器、摄像头及补光灯均设置在种植作物处,并分别与主控MCU连接,传感器将监测到的光照强度值、CO2值、温度值及PH值传递给主控MCU,摄像头将监控的作物视频数据传送至主控MCU,以便对种植环境变量进行实时监控,主控MCU根据接收到的环境变量形成控制命令,并将控制命令传递至补光灯及继电器,分别控制光照、水量及营养液输送;上述家庭路由器连接在主控MCU上,云端服务器与家庭路由器连接,主控MCU通过家庭路由器将接收到的环境变量数据及视频数据上传至云端服务器,手机APP通过云端服务器下载数据。
优选地,所述的传感器包括光照传感器、CO2传感器、温度传感器及PH检测传感器,光照传感器及CO2传感器分别设置在种植管道的外侧空间中,以便监测种植管道周围空间的光照强度及CO2含量;温度传感器及PH检测传感器分别插设在种植管道内,以便监测种植管道内营养液的温度及PH值。
优选地,所述的补光灯及摄像头分别设置在种植管道的上部,摄像头实时拍摄种植管道内作物的视频信息,补光灯实时调整作物周围环境的光照强度。
优选地,所述的摄像头为OV2640摄像头,其像素为200W,输出格式为JPEG格式,JPEG格式的文件通过家庭路由器上传至云端服务器,由手机APP解码显示。
优选地,所述的补光灯包括第一补光灯及第二补光灯,第一补光灯及第二补光灯分别通过IO接口连接在主控MCU上,其中,第一补光灯提供照明给种植作物,第二补光灯提供照明给摄像头,以便摄像头在黑夜条件下正常工作。
优选地,所述的主控MCU芯片内置ESP8266WIFI模块及蓝牙模块HC-05;上述手机APP与蓝牙模块HC-05无线连接,上述家庭路由器与ESP8266WIFI模块无线连接,手机APP通过蓝牙模块HC-05发送家庭路由器的IP和密码至主控MCU,主控MCU与家庭路由器连通,并将摄像头拍摄的图片信息经家庭路由器上传至云端服务器,以便手机APP通过云端服务器下载图片信息。
优选地,所述的继电器一端连接在主控MCU上,另一端分别连接有水泵及营养液阀门,水泵及营养液阀门分别设置在供水管道及营养液管道上,供水管道及营养液管道与种植管道连通,主控MCU通过继电器控制水泵及营养液阀门工作,以便控制供水及营养液量的大小。
优选地,所述的主控MCU采用STM32F103芯片,STM32F103芯片为32位ARM微控制器,其内核是Cortex-M3。
本发明的有益效果在于:
本发明可以根据不同蔬菜的种植要求(肥料、水分、光照、土壤等环境),感知当前生长环境,控制其环境输入,实现科学种植。同时,利用通信技术将数据远程传到云端服务器和手机上,从而实现远程、动态、全过程地观察蔬菜的生产过程,让蔬菜更加安全、可靠。植物的生长需要光照,水分,本发明通过光照传感器、CO2传感器、温度传感器、PH数值检测计感测当前培养液的浓度,通过提前得知植物的生长特性来控制水泵、营养液、补光灯的状态给予植物适当的生长条件,让植物能够生长。本控制***的创新是在于,集成了物联网技术,将最新的物联网WiFi技术运用于其中,让植物自动生长的同时,在手机APP端也能同样的接收到相关植物的状态,加设了摄像头***,能将植物状态实时的传输到手机APP端;另外,本发明采用室内无土栽培技术,本发明在室内实现无土栽培,通过营养液实现植物的生长,极大提高了,植物的生长效率;本发明建立形成植物生长的数据库资料,将各个植物的,生长周期,生长环境,各个时期所需要的光照,营养液的浓度相关数据以数据库的形式,记录在服务器端。通过手机APP来选择植物的类型,调用数据库的资料,这样植物的生长就能每时每刻受到服务器端的监控,实现植物的自动生长。
附图说明
图1为本发明的方框原理图。
图2为图1中主控MCU的电原理图。
图3为本发明电源模块的电原理图。
图4为图1中MCU与继电器的连接图。
图5为图1中MCU与蓝牙模块的连接图。
图6为图1中MCU与传感器的连接图。
图7为本发明CO2传感器的电原理图。
图8为本发明光照传感器的电原理图。
图9为本发明红外热释电模块的电原理图。
图10为本发明温度传感器的电原理图。
图11为本发明继电器的电原理图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步描述:
如图1至图11所示,本发明采取的技术方案如下:一种基于手机APP智能WIFI家庭种植自动控制***,包括主控MCU、传感器、摄像头、补光灯、继电器、家庭路由器、云端服务器及手机APP,其中,上述传感器、摄像头及补光灯均设置在种植作物处,并分别与主控MCU连接,传感器将监测到的光照强度值、CO2值、温度值及PH值传递给主控MCU,摄像头将监控的作物视频数据传送至主控MCU,以便对种植环境变量进行实时监控,主控MCU根据接收到的环境变量形成控制命令,并将控制命令传递至补光灯及继电器,分别控制光照、水量及营养液输送;上述家庭路由器连接在主控MCU上,云端服务器与家庭路由器连接,主控MCU通过家庭路由器将接收到的环境变量数据及视频数据上传至云端服务器,手机APP通过云端服务器下载数据。
传感器包括光照传感器、CO2传感器、温度传感器及PH检测传感器,光照传感器及CO2传感器分别设置在种植管道的外侧空间中,以便监测种植管道周围空间的光照强度及CO2含量;温度传感器及PH检测传感器分别插设在种植管道内,以便监测种植管道内营养液的温度及PH值。
补光灯及摄像头分别设置在种植管道的上部,摄像头实时拍摄种植管道内作物的视频信息,补光灯实时调整作物周围环境的光照强度。
摄像头为OV2640摄像头,其像素为200W,输出格式为JPEG格式,JPEG格式的文件通过家庭路由器上传至云端服务器,由手机APP解码显示。
补光灯包括第一补光灯及第二补光灯,第一补光灯及第二补光灯分别通过IO接口连接在主控MCU上,其中,第一补光灯提供照明给种植作物,第二补光灯提供照明给摄像头,以便摄像头在黑夜条件下正常工作。
主控MCU芯片内置ESP8266WIFI模块及蓝牙模块HC-05;上述手机APP与蓝牙模块HC-05无线连接,上述家庭路由器与ESP8266WIFI模块无线连接,手机APP通过蓝牙模块HC-05发送家庭路由器的IP和密码至主控MCU,主控MCU与家庭路由器连通,并将摄像头拍摄的图片信息经家庭路由器上传至云端服务器,以便手机APP通过云端服务器下载图片信息。
继电器一端连接在主控MCU上,另一端分别连接有水泵及营养液阀门,水泵及营养液阀门分别设置在供水管道及营养液管道上,供水管道及营养液管道与种植管道连通,主控MCU通过继电器控制水泵及营养液阀门工作,以便控制供水及营养液量的大小。
主控MCU采用STM32F103芯片,STM32F103芯片为32位ARM微控制器,其内核是Cortex-M3。
进一步,Mcu中央处理单元,主控采用意法半导体生产的STM32F103为主控mcu,STM32F103系列属于32位ARM微控制器,该系列芯片是意法半导体(ST)公司出品,其内核是Cortex-M3;ARM32位的Cortex-M3,最高72MHz工作频率,在存储器的0等待周期访问时可达1.25DMips/MHZ(DhrystONe2.1)--单周期乘法和硬件除法。
电源管理,2.0-3.6V供电和I/O引脚;上电/断电复位(POR/PDR)、可编程电压监测器(PVD);4-16MHZ晶振振荡器;内嵌经出厂调教的8MHz的RC振荡器;内嵌带校准的40KHz的RC振荡器;产生CPU时钟的PLL--带校准的32KHz的RC振荡器。
调试模式,串行单线调试(SWD)和JTAG接口;多达8个定时器;3个16位定时器,每个定时器有多达4个用于输入捕获/输出比较/PWM或脉冲计数的通道和增量编码器输入;1个16位带死区控制和紧急刹车,用于电机控制的PWM高级控制定时器;2个看门狗定时器(独立的和窗口型的);***时间定时器:24位自减型计数器;多达9个通信接口:2个I2C接口(支持SMBus/PMBus);3个USART接口(支持ISO7816接口,LIN,IrDA接口和调制解调控制);2个SPI接口(18M位/秒);CAN接口(2.0B主动);USB2.0全速接口。
蓝牙无线模块,Hc-05蓝牙模组是一种高性能的主从一体机蓝牙模块,可以与手机电脑PSP等智能终端设备进行配对。该模组的波特率为4800----1382400。该模组兼容3.3V与5V的mcu。
WiFi模块与路由器之间通讯,本发明采用mcu与WiFi模块,mcu将传感器的数据和摄像头的文件通过WiFi模块传输到家庭路由器端。WiFi模组与路由器之间的通讯协议采用的是IwIP协议,LwIP是LightWeight(轻型)IP协议,有无操作***的支持都可以运行。LwIP实现的重点是在保持TCP协议主要功能的基础上减少对RAM的占用,它只需十几KB的RAM和40K左右的ROM就可以运行,这使LwIP协议栈适合在低端的嵌入式***中使用。MCU链接WiFi模组ESP8622通过LwIP协议将传感器采集到的数据,发送到WiFi路由器上,由路由器通过网络传递到服务器端。本发明使用该模组与手机APP智能终端端进行通信。手机APP端通过蓝牙发送家庭路由器的IP和密码。使得mcu能够获取到路由器的配置数据,然后mcu通过WiFi模组来连接上家庭路由器,这样,WiFi模组就能顺利连接上路由器,实现数据的传输。
传感器模块,光照传感器:感受光照强度当光照强度不够时,打开补光灯给植物补给光照;PH数值传感器:测出当前营养液的PH数值;CO2传感器:感受大气中co2的浓度;温度传感器:感测当前植物生长环境的温度。
摄像头图像采集部分,OV2640摄像头是一种200W像素的摄像头,输出格式为JPEG格式,将图像进行WiFi传输,在手机上进行解码显示,为使得在光照较弱的环境下,摄像头配置了补光灯***。
进一步,本发明可以根据不同蔬菜的种植要求(肥料、水分、光照、土壤等环境),感知当前生长环境,控制其环境输入,实现科学种植。同时,利用通信技术将数据远程传到云端服务器和手机上,从而实现远程、动态、全过程地观察蔬菜的生产过程,让蔬菜更加安全、可靠。植物的生长需要光照,水分,本发明通过光照传感器、CO2传感器、温度传感器、PH数值检测计感测当前培养液的浓度,通过提前得知植物的生长特性来控制水泵、营养液、补光灯的状态给予植物适当的生长条件,让植物能够生长。本控制***的创新是在于,集成了物联网技术,将最新的物联网WiFi技术运用于其中,让植物自动生长的同时,在手机APP端也能同样的接收到相关植物的状态,加设了摄像头***,能将植物状态实时的传输到手机APP端;另外,本发明采用室内无土栽培技术,本发明在室内实现无土栽培,通过营养液实现植物的生长,极大提高了,植物的生长效率;本发明建立形成植物生长的数据库资料,将各个植物的,生长周期,生长环境,各个时期所需要的光照,营养液的浓度相关数据以数据库的形式,记录在服务器端。通过手机APP来选择植物的类型,调用数据库的资料,这样植物的生长就能每时每刻受到服务器端的监控,实现植物的自动生长。
本发明的实施例只是介绍其具体实施方式,不在于限制其保护范围。本行业的技术人员在本实施例的启发下可以作出某些修改,故凡依照本发明专利范围所做的等效变化或修饰,均属于本发明专利权利要求范围内。
Claims (8)
1.一种基于手机APP智能WIFI家庭种植自动控制***,其特征在于:包括主控MCU、传感器、摄像头、补光灯、继电器、家庭路由器、云端服务器及手机APP,其中,上述传感器、摄像头及补光灯均设置在种植作物处,并分别与主控MCU连接,传感器将监测到的光照强度值、CO2值、温度值及PH值传递给主控MCU,摄像头将监控的作物视频数据传送至主控MCU,以便对种植环境变量进行实时监控,主控MCU根据接收到的环境变量形成控制命令,并将控制命令传递至补光灯及继电器,分别控制光照、水量及营养液输送;上述家庭路由器连接在主控MCU上,云端服务器与家庭路由器连接,主控MCU通过家庭路由器将接收到的环境变量数据及视频数据上传至云端服务器,手机APP通过云端服务器下载数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于手机APP智能WIFI家庭种植自动控制***,其特征在于:所述的传感器包括光照传感器、CO2传感器、温度传感器及PH检测传感器,光照传感器及CO2传感器分别设置在种植管道的外侧空间中,以便监测种植管道周围空间的光照强度及CO2含量;温度传感器及PH检测传感器分别插设在种植管道内,以便监测种植管道内营养液的温度及PH值。
3.根据权利要求2所述的一种基于手机APP智能WIFI家庭种植自动控制***,其特征在于:所述的补光灯及摄像头分别设置在种植管道的上部,摄像头实时拍摄种植管道内作物的视频信息,补光灯实时调整作物周围环境的光照强度。
4.根据权利要求3所述的一种基于手机APP智能WIFI家庭种植自动控制***,其特征在于:所述的摄像头为OV2640摄像头,其像素为200W,输出格式为JPEG格式,JPEG格式的文件通过家庭路由器上传至云端服务器,由手机APP解码显示。
5.根据权利要求4所述的一种基于手机APP智能WIFI家庭种植自动控制***,其特征在于:所述的补光灯包括第一补光灯及第二补光灯,第一补光灯及第二补光灯分别通过IO接口连接在主控MCU上,其中,第一补光灯提供照明给种植作物,第二补光灯提供照明给摄像头,以便摄像头在黑夜条件下正常工作。
6.根据权利要求5所述的一种基于手机APP智能WIFI家庭种植自动控制***,其特征在于:所述的主控MCU芯片内置ESP8266WIFI模块及蓝牙模块HC-05;上述手机APP与蓝牙模块HC-05无线连接,上述家庭路由器与ESP8266WIFI模块无线连接,手机APP通过蓝牙模块HC-05发送家庭路由器的IP和密码至主控MCU,主控MCU与家庭路由器连通,并将摄像头拍摄的图片信息经家庭路由器上传至云端服务器,以便手机APP通过云端服务器下载图片信息。
7.根据权利要求6所述的一种基于手机APP智能WIFI家庭种植自动控制***,其特征在于:所述的继电器一端连接在主控MCU上,另一端分别连接有水泵及营养液阀门,水泵及营养液阀门分别设置在供水管道及营养液管道上,供水管道及营养液管道与种植管道连通,主控MCU通过继电器控制水泵及营养液阀门工作,以便控制供水及营养液量的大小。
8.根据权利要求7所述的一种基于手机APP智能WIFI家庭种植自动控制***,其特征在于:所述的主控MCU采用STM32F103芯片,STM32F103芯片为32位ARM微控制器,其内核是Cortex-M3。
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Legal Events
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151216 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |