基于生态环境信息的智能浇花系统、方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于生态环境信息的自动浇水方法，包括如下步骤：(1)根据植物的生长周期数据决定浇水时机；(2)根据植物生长周期对应的湿度阈值、环境变量计算土壤的预期湿度；(3)比较土壤的实际湿度与土壤的预期湿度，当土壤的实际湿度小于土壤的预期湿度时，开始浇水；否则，不浇水；(4)在浇水过程中动态更新土壤的实际湿度，并比较土壤的实际湿度与土壤的预期湿度，当土壤的实际湿度大于土壤的预期湿度时，停止浇水。上述浇水方法在每次浇水时都考虑了植物生长周期以及环境变量对浇水量的影响，更适应植物生长规律，且节约水资源。本发明专利技术同时公开了基于生态环境信息的智能浇水系统及包含该系统的智能浇水装置。

【技术实现步骤摘要】
基于生态环境信息的智能浇花系统、方法及其装置
本专利技术涉及一种基于生态环境信息的智能浇花系统、方法及其装置，属于园艺设备

技术介绍
家庭养花不仅可以美化环境，还有利于身体健康。对于不熟悉花草养殖的人来说，给花浇水是一项颇为费时的工作，既需要符合花草本身的生长周期，又需要不断进行浇水，有较大的工作量。而且，很多时候由于照顾不善，尤其是在家庭人员长期外出，植物很长时间得不到水分的情况下，容易导致枯萎死亡。因此，有必要专利技术自动浇花装置，可以根据设定的时间，定时给予花足够的水分，保证花的健康成长。现有的自动浇花设备普遍可以检测土壤的湿度，部分还可以根据监测结果自动开启水泵进行浇水。例如，专利号为ZL201220706800.1的中国技术中公开的自动浇水系统，包括单片机，与单片机连接的土壤湿度传感器，以及与单片机通过水泵电机驱动芯片连接的水泵电机。单片机接收传感器探测的土壤湿度值，再根据预置的土壤湿度参考值和土壤温度值，判断是否需要浇花，在判断需要浇花时，驱动水泵启动浇花，实现了自动控制的浇花方法，解决了照顾绿植不方便的问题。但是现有技术中，对于浇水量的控制都是预先在自动浇花设备中设定的，在每次浇水时并不进行调整。因此，现有浇花设备普遍缺乏根据花草品种以及生长周期对浇水量进行调整的灵活性。为了可以根据不同的花草品种选择不同的浇水量，在申请号为CN201210145075.X的专利技术申请中，在智能浇花装置中设置了“非常喜湿、喜湿、正常、喜干、非常喜干”5种供水模式供操作者根据花卉品种进行选择。这种浇花装置可以在浇花时选择花草品种对应的供水模式进行浇花，然而其对于具体的花草来说，依然不能根据其生长周期对浇水量进行调整。而在花草的不同生长周期中，除需要定期浇水外，浇水量的多少对花草的生长状况也起着决定性的作用，在不同的生长周期其需要的土壤湿度并不相同。因此，如果不能根据生长周期对土壤的湿度进行调整，将会影响花草的生长速度，甚至影响其健康状况。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种基于生态环境信息的智能浇花系统、方法及其装置，可以根据花草的生长周期精确控制浇水。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用下述技术方案：一种基于生态环境信息的自动浇水方法，包括如下步骤：(1)根据植物的生长周期数据决定浇水时机；(2)根据植物生长周期对应的湿度阈值、环境变量计算土壤的预期湿度；(3)比较土壤的实际湿度与土壤的预期湿度，当土壤的实际湿度小于土壤的预期湿度时，开始浇水；否则，不浇水；(4)在浇水过程中动态更新土壤的实际湿度，并比较土壤的实际湿度与土壤的预期湿度，当土壤的实际湿度大于土壤的预期湿度时，停止浇水。其中较优地，植物的生长周期分为可循环的几个阶段，其中，每个阶段对应一组参数，每组参数至少包括浇水时间、浇水次数以及适宜的湿度阈值。其中较优地，在所述步骤(2)中，使用如下公式计算土壤的预期湿度(D)：D＝dn0+(dn1－dn0)×V1×V2；其中，dn0、dn1分别表示在生长周期中第n个阶段植物适宜的最小湿度值和最大湿度值；V1表示温度变量，V1＝F1(T)，T表示温度；V1＝[0.8,1]；V2表示环境干湿变量，V2＝[0.8,1]。一种基于生态环境信息的智能浇花系统，包括湿度读取模块、温度读取模块、计算模块、判断模块和控制模块；其中，所述湿度读取模块用于读取土壤的实际湿度值；所述温度读取模块用于读取环境温度值；所述计算模块用于根据环境温度值计算温度变量，并根据生长周期对应的湿度阈值、温度变量和环境干湿变量计算土壤的预期湿度值；判断模块，用于判断土壤的实际湿度值是否小于土壤的预期湿度值；控制模块，用于根据判断模块的判断结果控制浇花系统的开启和关闭；使其当土壤的实际湿度值小于土壤的预期湿度值时进行浇水。其中较优地，还包括存储模块，所述存储模块用于存储与植物生长周期相关的参数，植物的生长周期分为可循环的几个阶段，其中，每个阶段对应一组参数，每组参数至少包括浇水时间、浇水次数以及适宜的湿度阈值。其中较优地，所述存储模块还用于存储与植物相关的环境干湿变量。本专利技术提供的智能浇花系统、方法及其装置，根据环境变量和生长周期对应的湿度阈值计算土壤的预期湿度，并根据预期湿度与实际湿度的比较对浇水过程进行控制，在每次浇水时都考虑了植物生长周期以及环境变量对浇水量的影响，因此更符合植物生态学规律，适应植物生长，且节约水资源。附图说明图1是本专利技术提供的智能浇花装置的结构示意图；图2是基于生态环境信息的自动浇水方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对上述
技术实现思路
进行详细描述。如图1所示，本专利技术提供的智能浇花装置包括作为中心控制单元的单片机，具体可以选用ATMEL公司的AVR系列单片机。在单片机外围，还配置有与之匹配的传感器模块，至少包括用于检测土壤湿度的湿度传感器和用于检测环境温度的温度传感器；中心控制单元分别与湿度传感器和温度传感器连接，用于获取环境信息。在单片机外部还设置有受其控制的电磁阀；电磁阀设置于浇水管路中，用于控制浇水管路的开启和关闭。中心控制单元是该智能浇花装置的核心。中心控制单元用于根据植物的生态周期数据决定浇水时机；并且，中心控制单元用于根据植物生长周期对应的湿度阈值、根据温度传感器采集的温度以及环境干湿变量计算土壤的预期湿度，并根据湿度传感器采集的土壤的实际湿度与土壤的预期湿度的比较，控制浇水时间的长短，进而控制浇水量。该中心控制单元内部内嵌有存储模块，湿度读取模块、温度读取模块、计算模块、判断模块和控制模块。其中，存储模块用于存储与植物生长周期相关的参数，植物的生长周期分为可循环的几个阶段，其中，每个阶段对应一组参数，每组参数至少包括浇水时间、浇水次数以及适宜的湿度阈值。存储模块中还存储有预先存入的植物对应的环境干湿变量，环境干湿变量是指植物的环境偏干或偏湿，例如当大盆小苗时，浇水可以少些，属于偏干的环境；当小盆大苗时，则需要多浇水，属于偏湿的环境。下文将对环境干湿变量的定义及取值进行详细的介绍，在此暂不详述。湿度读取模块用于读取土壤的实际湿度值；温度读取模块用于读取环境温度值；计算模块用于根据环境温度值计算温度变量，并根据存储模块中存储的生长周期对应的湿度阈值、温度变量和环境干湿变量计算土壤的预期湿度值。判断模块，用于判断土壤的实际湿度值是否小于土壤的预期湿度值；控制模块，用于根据判断模块的判断结果控制浇花系统的开启和关闭；从而使其当土壤的实际湿度值小于土壤的预期湿度值时进行浇水。下面结合图2所示的具体流程图对上述智能浇花系统的自动控制过程进行描述。也就是对本专利技术提供的基于生态环境信息的自动浇水方法进行描述。植物的生长周期分为可循环的几个阶段，可以用S0、S1、S2……表示，也可以用S0,(S1,S2)*表示。在第二种表达方式中引入了正则表达式中的标记，*表示括弧中的S1、S2是反复循环的两个阶段。其中，在每个阶段对应一组参数，该组参数预先存储于存储模块中，在控制过程中，通过计算模块或判断模块对存储模块的访问获得。每组参数中至少包括该阶段花草适宜的浇水时间、浇水次数以及适宜的湿度阈值等。其中，在生长周期的各个阶段，可以设定浇花的时间和次数，例如，分别为早中晚三次，或者早晚两次，或早晨一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于生态环境信息的自动浇水方法，其特征在于包括如下步骤：(1)根据植物的生长周期数据决定浇水时机；(2)根据植物生长周期对应的湿度阈值、环境变量计算土壤的预期湿度；(3)比较土壤的实际湿度与土壤的预期湿度，当土壤的实际湿度小于土壤的预期湿度时，开始浇水；否则，不浇水；(4)在浇水过程中动态更新土壤的实际湿度，并比较土壤的实际湿度与土壤的预期湿度，当土壤的实际湿度大于土壤的预期湿度时，停止浇水。

【技术特征摘要】
1.一种基于生态环境信息的智能浇花方法，其特征在于包括如下步骤：(1)根据植物的生长周期数据决定浇水时机；(2)根据植物生长周期对应的湿度阈值、环境变量，使用如下公式计算土壤的预期湿度(D)：D＝dn0+(dn1－dn0)×V1×V2；其中，dn0、dn1分别表示在生长周期中第n个阶段植物适宜的最小湿度值和最大湿度值；V1表示温度变量，V1＝F1(T)，T表示温度；V1＝[0.8,1]；温度变量V1被函数V1＝F1(T)映射到[0.8，1]之间；温度小于10℃，V1取0.8；温度在10℃与25℃之间，V1取0.9；温度在25℃以上，V1取1；V2表示环境干湿变量，V2＝[0.8,1]；(3)比较土壤的实际湿度与土壤的预期湿度，当土壤的实际湿度小于土壤的预期湿度时，开始浇水；否则，不浇水；(4)在浇水过程中动态更新土壤的实际湿度，并比较土壤的实际湿度与土壤的预期湿度，当土壤的实际湿度大于土壤的预期湿度时，停止浇水。2.如权利要求1所述的智能浇花方法，其特征在于：植物的生长周期分为可循环的几个阶段，其中，每个阶段对应一组参数，每组参数至少包括浇水时间、浇水次数以及适宜的湿度阈值。3.一种基于生态环境信息的智能浇花系统，用于实施权利要求1或2所述的智能浇花方法，其特征在于包括湿度读取模块、温度读取模块、计算模块、判断模块和控制模块；其中，所述湿度读取模块用于读取土壤的实际湿度值；所述温度读取模块用于读取环境温度值；所述计算模块用于根据环境温度值计算温度变量，并根据生长周期对应的湿度阈值、温度变量和环境干湿变量计算土壤的预期湿度值；所述判断模块，用于判断土壤的实际湿度值是否小...

【专利技术属性】
技术研发人员：张和暄，彭鹏，刘诚，
申请(专利权)人：张和暄，彭鹏，刘诚，
类型：发明
国别省市：北京;11