一种智能养花机器人及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种智能养花机器人及其控制方法，涉及控制技术领域。该智能养花机器人包括载体模块、环境状态检测模块、供水模块、电磁阀驱动模块、A/D转换器、边缘计算处理器、光伏控制器。本发明专利技术将智能载体和浇水系统相结合，综合考虑器件选型、控制方法等多个方面问题，从而实现智能养花机器人可以在植物生长条件出现异常的第一时间给出动作，通过迅速移动至光照处或浇水来维持植物的健康生长环境。

An intelligent flower raising robot and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种智能养花机器人及其控制方法
本专利技术涉及控制
，尤其涉及一种智能养花机器人及其控制方法。
技术介绍
随着生活水平的不断提高，为了净化空气，舒缓心情，人们喜欢在家中或办公室内放置一些盆栽或花卉。但由于当前生活节奏日益加快，很多人为了工作而忙碌的同时忘记了对于这些植物的照顾，这就导致植物由于缺水、缺少光照或者温度不适而生长不良，甚至枯萎死亡。智能养花机器人可以对植物所处环境的温度、土壤湿度以及所受的光照程度等周围环境指标进行检测，并且根据检测结果做出动作，即是否给植物浇水或是否根据光照情况进行移动，由此保证植物良好地生长。影响植物的生长情况的因素众多，其中以温度、湿度、光照最为重要。传统的自动养花装置大多数只是通过温湿度传感器检测土壤湿度并自动给植物浇水，然而水分并不是植物唯一需要的养料，在不能保证植物温度适宜以及光照充足的条件下，水分充足也不能使植物健康生长。绝大多数植物都要进行光合作用，但是植物所需的光照也是有限度的。传统的自动养花装置多为安装在花盆外部或花盆中，装置自身并不能移动，因此在光照足够时不能将植物移植阴凉处，导致植物因太阳暴晒而失去水分或者由于暴晒导致温度升高而枯萎。由此，传统自动养花装置功能的单一以及不能移动的缺点使其养花效果并不十分理想。此外，不同植物对温度、湿度、光照等环境因素的需求不同。因此，本专利技术智能养花机器人将三种植物所需养料有机结合，智能识别花的类别，为自动养花提供了一个新的方向。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种智能养花机器人及其控制方法。本专利技术所采取的技术方案是：一方面，本专利技术提供一种智能养花机器人，包括载体模块、环境状态检测模块、供水模块、电磁阀驱动模块、A/D转换器、边缘计算处理器、光伏控制器；所述载体模块包括智能载体、支架以及平台板；所述智能载体内部放置蓄电池为智能载体进行供电，待测植物放置于智能载体上，智能载体和平台板通过支架固定连接，平台板上放置A/D转换器、边缘计算处理器和光伏控制器；所述环境状态检测模块包含光传感器、温湿度传感器、光伏板以及摄像头；所述光传感器均匀放置在待测植物所在花盆边沿，其输出端连接所述A/D转换器的输入端；所述温湿度传感器放置在花盆内部，其输出端连接所述边缘计算处理器和智能载体的输入端；所述光伏板连接所述光伏控制器的输入端，固定在智能载体上并以花盆为圆心均匀分布，所述摄像头的输出端连接边缘计算处理器的输入端，并固定在与待测植物呈同一水平线的支架处，；所述供水模块包括水袋和水管，所述水袋固定在载体模块中的支架上，水袋出水口连接所述电磁阀驱动模块的输入端，电磁阀输出端连接水管，水管放置在花盆内部供植物浇水；所述电磁阀驱动模块控连接至供水模块出水口，其输入端连接水袋出水口，其输出端连接水管，控制供水模块对待测植物进行浇水；所述A/D转换器的输入端连接所述光传感器的输出端，A/D转换器的输出端连接智能载体；所述边缘计算处理器输入端连接温湿度传感器的输出端，其输出端连接电磁阀驱动模块；所述光伏供电器的输入端连接光伏板，输出端连接智能载体和蓄电池；所述智能载体采用六足仿生设计，智能载体的每个机械足包含三个自由度，顶部实现360°无限制旋转，并且包含整套软件开发工具包，3D模拟器，移动端应用以及与之配套的充电设备；另一方面，一种智能养花机器人控制方法，通过前述智能养花机器人实现：包括以下步骤：步骤1：摄像头采集植物图像传送至边缘计算处理器，边缘计算处理器根据图像识别算法对植物种类进行识别；步骤2：温湿度传感器检测植物湿度数字信号Hi并传送至边缘计算处理器；若检测到的植物湿度Hi大于湿度设定值H，则边缘计算处理器无需发出动作信号至电磁阀驱动模块；若检测到的植物湿度Hi小于湿度设定值H，边缘计算处理器发出动作信号至电磁阀驱动模块，电磁阀驱动模块控制阀门通断对植物进行浇水；步骤3：温湿度传感器和光传感器分别检测植物所处环境的温度数字信号T和各方向的光照强度信号Li并传送至智能载体；若全部方向光照强度数字信号均小于设定值L，则智能载体向光照强度较高的地方移动；若全部方向光照强度数字信号均大于设定值L，则智能载体向光照强度较低的地方移动；若检测到的植物某方向光照强度信号小于光照强度设定值L，则智能载体向该方向光照强度增大的方向移动；若检测到的植物某方向的光照强度信号大于光照强度设定值L，则考虑温度对植物生长的影响，设定适宜温度范围为(T1，T2)，若检测温度T大于设定最大温度T2，则智能载体向该方向光传感器的反方向移动；若检测温度T小于设定最大温度T2，则智能载体不移动。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：(1)快速响应性植物生长需要维持在光照和水分充足、温度适宜的条件下。当光照、温度和水分不能满足植物生长的条件时，植物就会处于不良的生长情况中，长时间处于这种生长条件下的植物就会逐渐枯萎死亡。本专利技术智能养花机器人可以在生长条件出现异常的第一时间给出动作，通过迅速移动至光照处或浇水来维持植物的健康生长环境。(2)运行成本低在享受智能养花机器人便利的同时，也要考虑到整个装置的成本。本专利技术所使用的传感器性价比较高，并且智能载体的充电时长仅为2.5小时，节省运行成本。(3)灵活度高智能载体采用六足仿生设计，可适应多种地形。当植物的光照不足时，经光传感器检测后可灵活移动至光照强度高的地方。在向光照强度高的地区移动时，智能载体可发挥其灵活度高的特点，确保植物得到充足的光照。(4)集多种功能于一体传统的自动养花装置大多只能自动浇水，然而植物的健康生长并不只依靠水分，而是多种条件共同作用的结果，光照强度和温度两种也应该被考虑在内。本专利技术利用温度、湿度、光照强度三种传感器对于不同的植物资源进行监测，进行生长条件的综合考虑，比传统的自动养花系统功能更加强大，更加的智能化，合理化。根据以上智能养花机器人的优点可以看出，植物所需要的最重要的三种生长条件缺一不可，需要将三种因素都考虑在内，并且要能够及时检测出不利于植物生长的条件并对此做出反应，消除不利条件。另外，在运行成本上也要做出考虑，专利技术的初衷是给人带来便利，如果在成本上负担过重，那么智能养花也就失去了意义。综上所述，将智能载体和浇水系统相结合是本专利技术的思路来源，而智能载体可以负载重物的特点使其与浇水系统相结合的目标具有极强的可行性，本专利技术从这些因素出发，综合考虑器件选型、控制方法等多个方面问题，从而实现智能养花。附图说明图1为本专利技术智能养花机器人装置图；图2为本专利技术硬件结构框图；图3为本专利技术实施例边缘计算处理器ARM7LPC2138电路原理图；图4为本专利技术实施例摄像头原理图；图5为本专利技术实施例SHT20温湿度传感器接线原理图；图6为本专利技术实施例环境状态检测模块光传感器电路与A/D转换模块接线原理图；图7为本专利技术实施例ZCT-6电磁阀驱动模块电路原理图；...

【技术保护点】
1.一种智能养花机器人，其特征在于：包括载体模块、环境状态检测模块、供水模块、电磁阀驱动模块、A/D转换器、边缘计算处理器、光伏控制器；/n所述载体模块包括智能载体、支架以及平台板；所述智能载体内部放置蓄电池为智能载体进行供电，待测植物放置于智能载体上，智能载体和平台板通过支架固定连接，平台板上放置A/D转换器、边缘计算处理器和光伏控制器；/n所述环境状态检测模块包含光传感器、温湿度传感器、光伏板以及摄像头；所述光传感器均匀放置在待测植物所在花盆边沿，其输出端连接所述A/D转换器的输入端；所述温湿度传感器放置在花盆内部，其输出端连接所述边缘计算处理器和智能载体的输入端；所述光伏板连接所述光伏控制器的输入端，固定在智能载体上并以花盆为圆心均匀分布，所述摄像头的输出端连接边缘计算处理器的输入端，并固定在与待测植物呈同一水平线的支架处，；/n所述供水模块包括水袋和水管，所述水袋固定在载体模块中的支架上，水袋出水口连接所述电磁阀驱动模块的输入端，电磁阀输出端连接水管，水管放置在花盆内部供植物浇水；/n所述电磁阀驱动模块控连接至供水模块出水口，其输入端连接水袋出水口，其输出端连接水管，控制供水模块对待测植物进行浇水；/n所述A/D转换器的输入端连接所述光传感器的输出端，A/D转换器的输出端连接智能载体；/n所述边缘计算处理器输入端连接温湿度传感器的输出端，其输出端连接电磁阀驱动模块；/n所述光伏供电器的输入端连接光伏板，输出端连接智能载体和蓄电池。/n...

【技术特征摘要】
1.一种智能养花机器人，其特征在于：包括载体模块、环境状态检测模块、供水模块、电磁阀驱动模块、A/D转换器、边缘计算处理器、光伏控制器；
所述载体模块包括智能载体、支架以及平台板；所述智能载体内部放置蓄电池为智能载体进行供电，待测植物放置于智能载体上，智能载体和平台板通过支架固定连接，平台板上放置A/D转换器、边缘计算处理器和光伏控制器；
所述环境状态检测模块包含光传感器、温湿度传感器、光伏板以及摄像头；所述光传感器均匀放置在待测植物所在花盆边沿，其输出端连接所述A/D转换器的输入端；所述温湿度传感器放置在花盆内部，其输出端连接所述边缘计算处理器和智能载体的输入端；所述光伏板连接所述光伏控制器的输入端，固定在智能载体上并以花盆为圆心均匀分布，所述摄像头的输出端连接边缘计算处理器的输入端，并固定在与待测植物呈同一水平线的支架处，；
所述供水模块包括水袋和水管，所述水袋固定在载体模块中的支架上，水袋出水口连接所述电磁阀驱动模块的输入端，电磁阀输出端连接水管，水管放置在花盆内部供植物浇水；
所述电磁阀驱动模块控连接至供水模块出水口，其输入端连接水袋出水口，其输出端连接水管，控制供水模块对待测植物进行浇水；
所述A/D转换器的输入端连接所述光传感器的输出端，A/D转换器的输出端连接智能载体；
所述边缘计算处理器输入端连接温湿度传感器的输出端，其输出端连接电磁阀驱动模块；
所述光伏供电器的输入端连接光伏板，输出端连接智能载体和蓄电池。


2.根据权利要求1所述的一种智能...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡展硕，张晨，
申请(专利权)人：胡展硕，
类型：发明
国别省市：辽宁;21