CN108782184A - 一种自动感应智能浇花水壶及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动感应智能浇花水壶及其使用方法，包括安装在壶底壳上的壶身，壶身的前端设置有壶嘴，壶底壳内设置有射频识别***，射频识别***能够读取带有电子标签的花盆的信息，并且能够判断当前花盆的浇水状态，同时能够通过显示和声音的方式将当前花盆的浇水状态输出；壶身的顶部设置有壶盖，壶盖上设置有太阳能充电装置，为安装于壶底壳内的锂电池充电。本发明将目前存在的智能辅助技术与传统的浇花水壶相结合，可以自动识别花盆编号，并且显示识别到的花盆的上一次浇水时间和浇水量。通过单片机内定时器的定时采样与历史记录进行比对，如果达到了某盆花周期性应该浇水的时间，会以声音和亮灯的形式提醒人们进行浇水。

Description

一种自动感应智能浇花水壶及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种自动感应智能浇花水壶及其使用方法。

背景技术

随着人民生活水平的提高，对生活质量要求越来越高，城市的人们喜欢用花卉来点缀生活，既可以陶冶心神，又可以美化环境。浇水是家庭养花的主要管理工作。水是植物的重要组成成分与生理活动不可缺少的主要物质。花的种类不同，盆的大小不同，浇水量和浇水间隔时间都不相同。使用传统的浇花水壶，存在的一个问题就是很容易遗忘浇水的次数和时间。传统的浇花水壶没有任何辅助记忆的功能，完全依赖养花人自己清楚的记得某盆花什么时候浇的水，这给养花人造成了记忆负担。

无线射频识别技术通过采用先进的射频技术手段，实现人们对各类物体或设备在不同状态下(移动或静止)下以及各种恶劣环境下的自动识别和管理。自动识别方法的任务和目的就是提供关于个人、动物和货物的信息，无线电子标签可以成功地解决了无源和非接触这一难题。无线射频卡(电子标签)几乎不需要任何保养工作，且无线射频识别***非常准确，错误率极低。尘土、尤其和其他不透明的物质等不会影响标签的识读性。并且电子标签还具有的优点是读、写数据所需的时间短，而且可以对内部数据进行安全存取；存储容量更大，存储内容可变化(具有数据升级及多次读写能力)。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种自动感应智能浇花水壶及其使用方法，以解决人们在养花过程中遗忘浇水和遗忘浇水次数与浇水量的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种自动感应智能浇花水壶，包括安装在壶底壳上的壶身，壶身的前端设置有壶嘴，壶底壳内设置有射频识别***，射频识别***能够读取带有电子标签的花盆的信息，并且能够判断当前花盆的浇水状态，同时能够通过显示和声音的方式将当前花盆的浇水状态输出；壶身的顶部设置有壶盖，壶盖上设置有太阳能充电装置，太阳能充电装置与设置于壶底壳内的充电控制电路相连，为安装于壶底壳内的锂电池充电。

本发明进一步的改进在于：

壶身上设置有与壶底壳相连的把手，把手上设置有触摸显示屏和指示灯，如果水壶中水量低于预设的最低水位，则指示灯显示红色。

壶底壳内设置有单片机、用于将语音信息输出的扬声器、用于安装硬件设备的底壳、用于测量壶内水的重量传感器、用于识别花盆编号以及读取花盆上电子标签的信息的RFID读写器和用于将单片机传递的信息转换为对线圈通电状态控制的控制单元。

射频识别***由RFID读写器、电子标签和发射天线三部分组成；通过发射天线将RFID读写器把数据信号调制成的载波信号发送出去；电子标签进入到RFID读写器的工作范围内将会被激活，激活后通过内置天线将其所携有的信息发送出去；RFID读写器解调从天线接收来的载波信号，然后再发送到处理***；处理***将通过标准的接口协议对接收的信息进行相应的逻辑判断，分析其是否具有合法性，最后***对发出的指令进行处理。

单片机采用Atmega8单片机为核心，用于实现计时、数据显示、语音信息输出功能。

太阳能充电装置包括设置在壶盖上的太阳能板，太阳能板通过壶盖的铰链处连接电线，经过手柄进入底座的充电控制电路。

一种自动感应智能浇花水壶的使用方法，包括以下步骤：

1)当水壶靠近某个花盆，触摸显示屏上会显示出花盆的编号以及上次浇水的时间与水量；

2)在计时到某盆花日常的浇水时间时：亮起指示灯、发出一次声音提醒、如果提醒后在预设时间间隔后未检测到操作，那么再发出一次声音提醒、指示灯在做出浇水操作前保持常亮；

3)在水量少于设定最小值时：亮起另一颜色的指示灯，提示补充壶中的水；在用户浇水后，储存下刚才浇水的花盆、水的减少量、时间、计算并刷新该花盆平均浇水间隔时间；

5)使用完之后，将水壶置于阳光能够照射到的地方，通过太阳能充电装置进行充电。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明将目前存在的智能技术与传统的浇花水壶相结合，基于无线射频识别技术，可以自动识别花盆编号，并且显示识别到的花盆的上一次浇水时间和浇水量。通过单片机内定时器的定时采样与历史记录进行比对，如果达到了某盆花周期性应该浇水的时间，会以声音和亮灯的形式提醒人们进行浇水。本发明使用RFID识别技术，可以自动感应每个花盆的浇水情况，降低了人们记忆负担，增加了人们的养花乐趣。本发明采用太阳能板，绿色环保，不会对环境造成污染；由于智能提醒浇水的功能，会提高养殖花卉的成活率。最后，本发明方案合理，操作交互形式简单，容易实现，符合人们的使用习惯，能充分发挥智能浇花水壶的优势。

附图说明

图1为本发明的三维组成示意图；

图2为本发明的底壳结构图；

图3-1为壶盖的太阳能板、触摸显示屏和显示区域的示意图；

图3-2为浇水提示时显示屏显示的需要浇水的花盆编号；

图3-3为浇水提示时指示灯常亮；

图3-4为存水不足时显示屏显示的提示加水的信息；

图3-5为存水不足时指示灯常亮；

图4为RFID***组成图；

图5为Atmega8单片机的主程序流程图；

图6为初次使用智能水壶的流程图；

图7为智能水壶自动提示功能的流程图。

其中：1-壶嘴；2-太阳能板；3-触摸显示屏；4-指示灯；5-壶底壳；6-壶身；7-Atmega8单片机；8-扬声器；9-底壳；10-重量传感器；11-RFID读写器；12-锂电池；13-控制单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明自动感应智能浇花水壶包括壶嘴1、太阳能板2、触摸显示屏3、指示灯4、壶底壳5以及壶身6六个部分。如图2所示，壶底壳5中有、Atmega8单片机7、扬声器8、底壳9、重量传感器10、RFID读写器11、锂电池12以及控制单元13；

太阳能板保证了智能水壶平时运作所需的电量，单片机在检测到水重量改变时或者检测到花盆编号时采样记录一下时间和变更后的水量，就可以判断出当前盆花的浇水量。针对感应的型号，可以在这时发出射频信号探测浇的是哪一盆花，同时记录下这一信息。射频识别***由RFID读写器、电子标签和天线三部分组成。其主要工作原理是通过发射天线将RFID读写器把数据信号调制成的载波信号发送出去；电子标签进入到RFID读写器的工作范围内将会被激活，激活后通过内置天线将其所携有的信息发送出去；RFID读写器解调从天线接收来的载波信号，然后再发送到处理***；处理***将通过标准的接口协议对接收的信息进行相应的逻辑判断，分析其是否具有合法性，最后***对发出相关的指令进行适当的处理。

如图4所示为本发明的射频识别***，无线射频识别技术基本原理是利用射频信号和空间耦合传输特性，实现对被识别物体的自动识别。无线射频识别***由两个部份组成，如图4所示的电子标签和读写器。电子标签附着在花盆的表面，当标签在读写器作用范围时，读写器可以用非接触方式读取电子标签里面存放的信息，实现了对带有标签的花盆的自动识别和自动收集数据的功能。发生在读写器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种，一种是电感耦合，依据电磁感应定理通过空间高频交变磁场实现耦合；另一种是电磁反向散射耦合，如同雷达原理，依照电磁波空间传送规律，发射出去的电磁波碰到目标后反射，同时携回目标信息。本发明采用电感耦合的方式，电感耦合方式一般适合于中、低频工作的近距离无线射频识别***。典型的工作频率为：125kHz、225kHz和13.56MHz。识别作用距离小于1m，典型作用距离为10～30cm。

花盆编号是由一组表示一定含义的数字符号按一定的规则所组成，用以识别具体花盆。本发明所使用的编号有三位***数字组成。比如001、002以此类推到999。

控制***

智能浇花水壶的下位机控制***以Atmega8单片机为核心，来实现计时、数据显示、语音信息输出功能。Atmega8单片机在一块芯片集成了CPU、RAM、定时器、计数器和I/O等基本功能部件。其主程序流程图如图5所示。如图6所示，本发明在判断某盆花的浇水量和浇水时间时，需要在使用过本发明两次，这样就有数据的历史记录，单片机可以记录浇花的时间间隔和浇水量。

如图7所示，本发明自动提示的流程图。

通过点亮手柄处的灯光并伴以声音提示应当浇花，这一逻辑步骤主要涉及到芯片内定时器的定时采样，并与历史记录进行比对，如果达到了某盆花周期性应当浇水的时间，那么就触发声音和灯光电路进行提醒。

本发明的原理：

本发明自动感应智能浇花水壶，包括声音和显示输出设备，太阳能充电装置，电池，Atmega8单片机、重量传感器、RFID读写器与无源电子标签。其中，电池、RFID读写器、单片机、传感器由于其功能原理上的不可分割性必须保持空间上的临近，因此将其布置在底座的主设备区域，水量通过测量重量得出，传感器直接焊接在电路板或者通过连接线接入。太阳能充电设备安装在壶盖上，通过壶盖的铰链处连接电线，经过手柄进入底座的充电控制电路；将提示显示器设置在手柄上端顶部，使其人机工程学操作特性，并在手柄侧面配以灯带以表明“新的浇花提醒”。无源电子标签放置在花盆表面，智能浇花水壶的读写器可以自动识别花盆编号。

如图3-1至图3-5所示，本发明自动感应智能浇花水壶的使用方法，包括以下步骤：

1)智能水壶平时放置在阳台等有太阳光照的地方进行充电。如果壶中水量不足，灯带显示红色。

2)使用时，如果探测到某个花盆，触摸显示屏上会显示出花盆的编号以及上次浇水的时间与水量。使用两次之后，芯片内定时器的定时采样，会记录这盆花的浇水间隔和浇水量，第三次使用如果达到了某盆花周期性应当浇水的时间，那么就触发声音和灯光电路进行提醒。

3)在计时到某盆花日常的浇水时间时：亮起指示灯、发出一次声音提醒、如果提醒后一小时后未检测到操作，那么再发出一次声音提醒、指示灯在做出浇水操作前保持亮起。

4)在水量少于一定值时：亮起另一颜色的指示灯，提示补充壶中的水、在用户浇水后、储存下刚才浇水的花盆、水的减少量、时间、计算并刷新该花盆平均浇水间隔时间。

5)使用完之后，将水壶置于太阳可以照射到的地方，进行充电。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自动感应智能浇花水壶，其特征在于，包括安装在壶底壳(5)上的壶身(6)，壶身(6)的前端设置有壶嘴(1)，壶底壳(5)内设置有射频识别***，射频识别***能够读取带有电子标签的花盆的信息，并且能够判断当前花盆的浇水状态，同时能够通过显示和声音的方式将当前花盆的浇水状态输出；壶身(6)的顶部设置有壶盖，壶盖上设置有太阳能充电装置，太阳能充电装置与设置于壶底壳(5)内的充电控制电路相连，为安装于壶底壳(5)内的锂电池(12)充电。

2.根据权利要求1所述的自动感应智能浇花水壶，其特征在于，壶身(6)上设置有与壶底壳(5)相连的把手，把手上设置有触摸显示屏(3)和指示灯(4)，如果水壶中水量低于预设的最低水位，则指示灯(4)显示红色。

3.根据权利要求1所述的自动感应智能浇花水壶，其特征在于，壶底壳(5)内设置有单片机(7)、用于将语音信息输出的扬声器(8)、用于安装硬件设备的底壳(9)、用于测量壶内水的重量传感器(10)、用于识别花盆编号以及读取花盆上电子标签的信息的RFID读写器(11)和用于将单片机(7)传递的信息转换为对线圈通电状态控制的控制单元(13)。

4.根据权利要求1所述的自动感应智能浇花水壶，其特征在于，射频识别***由RFID读写器(11)、电子标签和发射天线三部分组成；通过发射天线将RFID读写器把数据信号调制成的载波信号发送出去；电子标签进入到RFID读写器的工作范围内将会被激活，激活后通过内置天线将其所携有的信息发送出去；RFID读写器解调从天线接收来的载波信号，然后再发送到处理***；处理***将通过标准的接口协议对接收的信息进行相应的逻辑判断，分析其是否具有合法性，最后***对发出的指令进行处理。

5.根据权利要求3或4所述的自动感应智能浇花水壶，其特征在于，单片机采用Atmega8单片机为核心，用于实现计时、数据显示、语音信息输出功能。

6.根据权利要求1所述的自动感应智能浇花水壶，其特征在于，太阳能充电装置包括设置在壶盖上的太阳能板(2)，太阳能板(2)通过壶盖的铰链处连接电线，经过手柄进入底座的充电控制电路。

7.一种如权利要求1所述自动感应智能浇花水壶的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)当水壶靠近某个花盆，触摸显示屏上会显示出花盆的编号以及上次浇水的时间与水量；

2)在计时到某盆花日常的浇水时间时：亮起指示灯、发出一次声音提醒、如果提醒后在预设时间间隔后未检测到操作，那么再发出一次声音提醒、指示灯在做出浇水操作前保持常亮；

3)在水量少于设定最小值时：亮起另一颜色的指示灯，提示补充壶中的水；在用户浇水后，储存下刚才浇水的花盆、水的减少量、时间、计算并刷新该花盆平均浇水间隔时间；

5)使用完之后，将水壶置于阳光能够照射到的地方，通过太阳能充电装置进行充电。