CN205263576U - 一种基于tm4c123gh6pm的家庭花匠智能浇花*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能家居技术，尤其是一种基于TM4C123GH6PM的家庭花匠智能浇花***，针对于家庭有绿植的情况。它包括花架、控制***、数据采集***、浇水***、电源。控制***包括：处理器采用基于CotexM4内核的TM4C123GH6PM处理器,该***有手动和自动两种工作模式，手动采用手机蓝牙远程控制，自动适用于家中无人的情况，***可靠，低功耗，节约用水，智能化程度高。克服了现有市面上智能浇花装置的缺点。

Description

一种基于TM4C123GH6PM的家庭花匠智能浇花***

技术领域

本实用新型涉及智能浇花装置，特别是一种基于TM4C123GH6PM的家庭花匠智能浇花***。

背景技术

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、空调控制等）连接到一起，提供家电控制、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。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，提供全方位的信息交互功能，甚至为各种能源费用节约资金。

智能家居作为一个新生产业，处于一个导入期与成长期的临界点，市场消费观念还未形成，但随着智能家居市场推广普及的进一步落实，培育起消费者的使用习惯，智能家居市场的消费潜力必然是巨大的，产业前景光明。1994年-1999年。这是智能家居在中国的第一个发展阶段，整个行业还处在一个概念熟悉、产品认知的阶段，这时没有出现专业的智能家居生产厂商，只有深圳有一两家从事美国X-10智能家居代理销售的公司从事进口零售业务，产品多销售给居住国内的欧美用户。从2000年开始国内先后成立了五十多家智能家居研发生产企业，主要集中在深圳、上海、天津、北京、杭州、厦门等地。2005年-2007年，许多坚持下来的智能家居企业，在这几年也经历了缩减规模的痛苦。正在这一时期，国外的智能家居品牌却暗中布局进入了中国市场，而活跃在市场上的国外主要智能家居品牌都是这一时期进入中国市场的，如罗格朗、霍尼韦尔、施耐德、Control4等。国内部分存活下来的企业也逐渐找到自己的发展方向，例如天津瑞朗，青岛爱尔豪斯，海尔，科道等，用X10，深圳索科特做了空调远程控制，成为工业智控的厂家。进入2011年以来，市场明显看到了增长的势头，而且大的行业背景是房地产受到调控。智能家居的放量增长说明智能家居行业进入了一个拐点，由徘徊期进入了新一轮的融合演变期。

现有智能家居***的控制方式是单一的“机械式”自动化模式,***只能按预先规定的控制方式和规则简单重复运行,不能随周围环境的变化而变化与周围环境协调起来,不能提供人性化的服务。

当前的智能浇花***，存在有以下缺点：

1、大多使用农业滴灌技术，适用于面积较广的土地，根据需要灌溉的面积大小，增添水管线路，自动化程度好，但是适用于农业或者工业，缺乏针对家庭绿植的自动浇花装置；

2、已有的家庭浇花装置，多为人工定时，按钮控制，即智能按照预先规定的控制方式运行，自动化程度不高；

3、市面上已有的家庭浇花装置大多都需要与家中的水管相连接，定时工作，不适用于家中无人的情况；

4、一般家庭多为退休老人照顾绿植，由于水管无法直接和水龙头直接相连，多需要自行提水浇花，老人负重较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于TM4C123GH6PM的家庭花匠智能浇花***，专门针对于家庭绿植的一种浇水装置。

本实用新型的目的是通过如下途径实现的：一种基于TM4C123GH6PM的家庭花匠智能浇花***，它包括花架、浇水***、数据采集***、控制***及电源；

所述的花架是在底座上安装有框形的底部支架，底部支架的端部分别垂直安装有一根高度调节支架，两根高度调节支架的顶部之间横向安装有舵机固定支架，在舵机固定支架两端安装有舵机，舵机转动轴外端装有齿轮，齿轮上安装有履带，履带下方安装有移动挡板，超声波测距装置、摄像头及浇灌喷头固定于移动挡板的下方；

所述的浇水***，是在一侧的高度调节支架上安装有水泵，水泵分别连接有进水管和出水管，出水管末端连接前述的浇灌喷头，进水管***水槽内；

所述的数据采集***包括前述的超声波测距装置及摄像头，还包括安装于底部支架下方的土壤湿度传感器检测装置；

所述的控制***，是在一侧的高度调节支架上安装有控制箱，控制箱内设控制电路板，该控制电路板包括两个TM4C123GH6PM处理器及两块IL9325液晶显示模块，其中一个TM4C123GH6PM处理器分别连接前述的超声波测距装置、土壤湿度传感器检测装置及舵机，还分别连接蓝牙无线通信模块、三极管驱动电路、模式转换开关及其中一块IL9325液晶显示模块，所述的三极管驱动电路经继电器连接水泵；另外一个TM4C123GH6PM处理器分别连接摄像头及另一块IL9325液晶显示模块；

所述的电源通过电压转换模块为前述的控制电路板供电，同时还为水泵供电。

作为本方案的进一步优化，所述的底部支架与高度调节支架之间安装有固定支架。

作为本方案的进一步优化，所述的控制箱外侧壁上安装有***工作开关和模式转换开关。

本实用新型一种基于TM4C123GH6PM的家庭花匠智能浇花***，使用的TM4C123GH6PM单片机是TI公司推出的一款32位基于ARMCortex-M4的处理器。主频80MHz，256kBFlash，32kBSRAM，具有USBHost，Device和OTG的能力，功能强大；本实用新型的机械稳定，而且用户可根据植物的数量和高度自行调节花架的长度和高度来适应家中植物的需求。本***有两种工作模式可适应家中有人或无人的两种情况。

与现有技术比较，存在如下优点：1.专门针对于家庭植物的一种智能浇水装置；2.功耗较低，尤其是控制器部分，TM4C123GH6PM型号的ARM是低功耗级别的；3.花架可根据植物自行调节，花的种类不受限制；4.工作电压12V和花架的线槽设计，比同类产品更安全；5.淘米洗菜等生活废水的利用，配合水溶肥浇水施肥都不耽误；6.在家里，手机也可以远程控制，花架重量轻，移动方便；7.不需要给水龙头安装专门的出水管，有节约用水的水槽设计，家中老人不用负重，只需年轻人及时给水槽加水即可；8.长时间出差，家中无人的情况下，只要提前给水槽蓄满水，切换到自动模式就会***会自动给植物浇水；9在自动工作模式下，加装的摄像装置会根据植物的叶片自动调节水量，无须担心水过多或过少。

总之，本实用新型功耗较低（使用了TM4C123GH6PM的ARM控制器），外形有很多人性化的设计，两种控制方式比同类产品更加智能，手机无线远程控制更方便，而且节约用水，家中无人也可以很好的工作，无须担心植物干涸，在实践中取得了较好的效果。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型外观结构示意图；

图2.为本实用新型的控制电路结构方框示意图；

图中，1、底座2、底部支架3、固定支架4、高度调节支架5、舵机固定支架6、舵机7、齿轮8、履带9、移动挡板10、控制箱11、控制电路板12、蓝牙无线通信模块13、两个IL9325液晶显示模块14、电压转换模块15、两个TM4C123GH6PM处理器16、三极管驱动电路17、继电器18、***工作开关19、模式转换开关20、电缆21、超声波测距装置22、摄像头23、土壤湿度传感器检测装置24、水泵25、进水管26、出水管27、浇灌喷头28、水槽29、电源。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型一种基于TM4C123GH6PM的家庭花匠智能浇花***，它包括花架、浇水***、数据采集***、控制***及电源29；

所述的花架是在底座1上安装有框形的底部支架2，底部支架2的端部分别垂直安装有一根高度调节支架4，两根高度调节支架4的顶部之间横向安装有舵机固定支架5，在舵机固定支架5两端安装有舵机6，舵机6转动轴外端装有齿轮7，齿轮7上安装有履带8，履带8下方安装有移动挡板9，超声波测距装置21、摄像头22及浇灌喷头27固定于移动挡板9的下方；

所述的浇水***，是在一侧的高度调节支架4上安装有水泵24，水泵24分别连接有进水管25和出水管26，出水管26末端连接前述的浇灌喷头27，进水管25***水槽28内；

所述的数据采集***包括前述的超声波测距装置21及摄像头22，还包括安装于底部支架2下方的土壤湿度传感器检测装置23；

所述的控制***，是在一侧的高度调节支架4上安装有控制箱10，控制箱10内设控制电路板11，该控制电路板11包括两个TM4C123GH6PM处理器15及两块IL9325液晶显示模块13，其中一个TM4C123GH6PM处理器15分别连接前述的超声波测距装置21、土壤湿度传感器检测装置23及舵机6，还分别连接蓝牙无线通信模块12、三极管驱动电路16、模式转换开关19及其中一块IL9325液晶显示模块13，所述的三极管驱动电路16经继电器17连接水泵24；另外一个TM4C123GH6PM处理器15分别连接摄像头22及另一块IL9325液晶显示模块13；

所述的电源29通过电压转换模块14为前述的控制电路板11供电，同时还为水泵24供电。

所述的底部支架2与高度调节支架4之间安装有固定支架3。

所述的控制箱10外侧壁上安装有***工作开关18和模式转换开关19。

下面对本实用新型的具体结构做详细的介绍：

所述的底座1为空心正方体，材料为不锈钢，外形是镂空设计，镂空设计是为了便于与其他接插件用螺丝和螺母相连，底座1各为四个，分别设于底部支架2的四角，用于支撑整个***，底座1使底部支架2与地面保持一定的距离，很好的防止底部支架2内的电缆20与地面的长时间接触，造成电缆20的磨损。

所述的底部支架2是由不锈钢钢条围成长方形，每一个不锈钢钢条均是镂空直角设计。直角空心设计可作为电缆20的线槽，便于保护电缆20。其中左右两边的不锈钢钢条各一个，前后不锈钢钢条各三个。前后各有三个不锈钢条收尾依次相接，可根据植物的数量来调节长度。在连接好支架的首端和末端均有一个底座1，通过底座1连接左右两个钢条。土壤湿度传感器检测装置23安装在底部支架2的后端。

固定支架3是由八根不锈钢钢条构成，利用三角形的稳定性，用于稳固花架部分。所述的固定支架3连接在底部支架2的四角，与底部支架2的四边分别形成四个三角形，高度调节支架4垂直于底部支架2所在的平面，固定支架3与底部支架2和高度调节支架4也分别形成两个三角形。

高度调节支架4是由6根不锈钢钢条构成，每根不锈钢钢条都是镂空凹槽设计，凹槽是用于存放控制电缆20的线槽，高度调节支架4垂直于底部支架2所在的平面，通过两个底座1和底部支架2相连。3根不锈钢凹槽钢条首尾依次连接形成高度调节支架4。高度调节支架4可根据家中植物的高度进行伸缩，调节好高度后，用螺丝上紧固定即可。

舵机固定支架5是由3根不锈钢钢条构成，每根不锈钢钢条都是镂空凹槽设计，凹槽是用于存放控制电缆20的线槽。舵机固定支架5垂直于左右两边的高度调节支架4，且与后端的底部支架2，高度调节支架4在同一平面。舵机固定支架5首末两端与高度调节支架4通过螺丝螺母固定在一起。舵机固定支架5配合底部支架2的长度进行长短的调节。

在舵机固定支架5的首尾两端都有舵机6，舵机6是360度舵机，其中右边的位主动舵机，左端的是被动舵机，在舵机的转动轴处外接有齿轮7，齿轮7转动连接履带8转动。履带8是有每一履带小节首尾依次而成，可配合舵机固定支架5进行长度的调节。在静止的履带8的下方的中点安装有移动挡板9，超声波测距装置21和摄像头22通过扎带固定在移动挡板9上。引出的出水管26也固定在移动挡板9上。

右侧的高度调节支架4安装有控制箱10和水泵24，水泵24上连接有进水管25和出水管26，出水管26末端连接有浇灌喷头27，进水管25首端再水槽28中。控制箱10内有控制电路板11、蓝牙无线通信模块12。电压转换模块14、两个TM4C123GH6PM处理器15、三极管驱动电路16以及继电器17都安装在控制电路板11上。控制箱表面有两个IL9325液晶显示模块13、控制箱侧面有***工作开关18和模式转换开关19，控制箱10外部接有电缆20，电源29接头插在控制箱10的电源插口处。

***开始工作之前，首先将花架搬至阳台（或任意想要放置的地方），将所有需要浇水的植物放在底部支架2限定工作范围内，根据植物的数量和高度调节好花架的长度和高度。先给水槽28蓄满水，将出水管26插进水槽中28，将电源29连接好。这是就可以开始工作了。

打开***工作开关18，选择工作模式，假设先工作在自动模式，将模式转换开关19拨到自动。此时土壤湿度传感器检测装置23会检测到植物所在的土壤的湿度，并显示在右侧IL9325液晶显示模块13上，当有植物需要浇水，即其土壤干涸时，***会首先判断哪一盆植物需要浇水，此时舵机6会带动齿轮7转动。齿轮7又会带着履带8转动。超声波测距装置21用于判断浇灌喷头27所运动到的位置，摄像头22也会实时拍摄到现在需要浇水的是哪一盆植物，左侧IL9325液晶显示模块13会显示现在需要浇水的植物。当浇灌喷头27停止在需要浇水的植物的上方时，摄像头22拍摄到的植物会告诉***需要多少水，此时，***会自动让水泵24开始抽水，连接出水管26的浇灌喷头27便会开始浇水了，直到土壤湿度传感器检测装置23检测到土壤湿度已经达到植物所需，水泵24会停止工作，舵机6会带动移动挡板9回到初始位置。不需要浇水时。***工作在低功耗模式下，需要浇水时便会自动启动。若家中无人，可选择自动模式，出门之前请将水槽28蓄满水即可。

若将将模式转换开关19拨到手动。即***将工作在手动模式之下，***开始工作之前，***会启动蓝牙无线通信模块12，手机先通过蓝牙无线通信模块12连接到***，用户打开手机上的APP，根据右侧IL9325液晶显示模块13上显示的土壤湿度，自行发出选择哪一盆植物需要浇水，用户也可自主选择水泵的开关控制水量，这样无论在家里哪一个角落都可以智能的控制***。

控制电路方面，蓝牙无线通信模块12、两个IL9325液晶显示模块13、电压转换模块14、两个TM4C123GH6PM处理器15、三极管驱动电路16、继电器17、***工作开关18、模式转换开关19、电缆20均安装在控制电路板11上；以上都封在控制箱10内。

工作在自动模式时，当土壤湿度传感器检测装置23检测到需要浇水时，电缆20会将信号传给TM4C123GH6PM处理器15，TM4C123GH6PM处理器15发出信号舵机6开始带动履带8转动，并且移动挡板9带着超声波测距装置21和摄像头22运动到需要浇水的位置，超声波测距装置21会检测当前移动的距离。当移动到需要浇水的位置时，舵机6停止转动，TM4C123GH6PM处理器15会根据摄像头22拍摄的植物判断需要的水量。TM4C123GH6PM处理器15驱动三极管驱动电路16，三极管驱动电路16驱动继电器17工作，闭合继电器17开关，水泵24开始工作，这样就玩换成了浇水的指令。当达到浇水量时，继电器17开关断开，水泵24关闭，舵机6带动移动挡板9运动到起始位置。

当工作在手动模式时，蓝牙无线通信模块12会启动，用户用手机通过牙无线通信模块12连接到***，用手机上的APP来控制需要浇水的植物，手动控制水泵的开关自行决定植物的需水量。具体的控制可以参考自动模式下TM4C123GH6PM处理器15的控制***工作的方式。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并插在局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种基于TM4C123GH6PM的家庭花匠智能浇花***，其特征在于：它包括花架、浇水***、数据采集***、控制***及电源（29）；

所述的花架是在底座（1）上安装有框形的底部支架（2），底部支架（2）的端部分别垂直安装有一根高度调节支架（4），两根高度调节支架（4）的顶部之间横向安装有舵机固定支架（5），在舵机固定支架（5）两端安装有舵机（6），舵机（6）转动轴外端装有齿轮（7），齿轮（7）上安装有履带（8），履带（8）下方安装有移动挡板（9），超声波测距装置（21）、摄像头（22）及浇灌喷头（27）固定于移动挡板（9）的下方；

所述的浇水***，是在一侧的高度调节支架（4）上安装有水泵（24），水泵（24）分别连接有进水管（25）和出水管（26），出水管（26）末端连接前述的浇灌喷头（27），进水管（25）***水槽（28）内；

所述的数据采集***包括前述的超声波测距装置（21）及摄像头（22），还包括安装于底部支架（2）下方的土壤湿度传感器检测装置（23）；

所述的控制***，是在一侧的高度调节支架（4）上安装有控制箱（10），控制箱（10）内设控制电路板（11），该控制电路板（11）包括两个TM4C123GH6PM处理器（15）及两块IL9325液晶显示模块（13），其中一个TM4C123GH6PM处理器（15）分别连接前述的超声波测距装置（21）、土壤湿度传感器检测装置（23）及舵机（6），还分别连接蓝牙无线通信模块（12）、三极管驱动电路（16）、模式转换开关（19）及其中一块IL9325液晶显示模块（13），所述的三极管驱动电路（16）经继电器（17）连接水泵（24）；另外一个TM4C123GH6PM处理器（15）分别连接摄像头（22）及另一块IL9325液晶显示模块（13）；

所述的电源（29）通过电压转换模块（14）为前述的控制电路板（11）供电，同时还为水泵（24）供电。

2.如权利要求1所述的一种基于TM4C123GH6PM的家庭花匠智能浇花***，其特征在于：所述的底部支架（2）与高度调节支架（4）之间安装有固定支架（3）。

3.如权利要求1所述的一种基于TM4C123GH6PM的家庭花匠智能浇花***，其特征在于：所述的控制箱（10）外侧壁上安装有***工作开关（18）和模式转换开关（19）。