一種基于現場可編程門陣列的智能社區澆水系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于現場可編程門陣列的智能社區澆水系統，其中，所述系統包括可編程邏輯陣列控制系統、監測系統、社區澆水系統，其中，所述可編程邏輯陣列控制系統用于接收所述監測系統檢測獲取的環境數據，根據所述環境數據控制所述澆水系統進行澆水作業；所述監測系統用于檢測外部環境的環境數據，將所述環境數據傳送至所述可編程邏輯陣列控制系統；所述社區澆水系統用于根據所述編程邏輯陣列控制系統發出的控制指令進行澆水作業。在本發明實施例中，根據社區內的植物種類、光照、空氣干濕度和土壤濕度實時智能的獲得社區內的植物需水量，并通過水泵對植物進行自動澆灌，簡單易操作。
【專利說明】
一種基于現場可編程門陣列的智能社區澆水系統
技術領域
[0001] 本發明涉及智能澆水技術領域，尤其涉及一種基于現場可編程門陣列的智能社區 饒水系統。
【背景技術】
[0002] 現有的自動澆花設備普遍采用預先設定固定澆水量方法，部分方法可以根據監測 土壤的濕度自動開啟水栗進行澆水。預先設定固定澆水量的方法是通過單片機設定固定時 間長度進行澆水。監測土壤濕度澆水方法是采用單片機進行控制，單片機連接土壤濕度傳 感器，監測傳感器濕度變化值，通過外接水栗電機控制芯片驅動水栗電機進行澆水。單片機 接收傳感器探測的土壤濕度值，再根據預置的土壤濕度參考值和土壤溫度值，判斷是否需 要澆花，在判斷需要澆花時，驅動水栗澆花，實現了自動控制的澆花方法。例如，專利號為 ZL2012207068 00.1、專利號CN203226113 U、專利號CN 102960218 A的實用新型中公開的 自動澆水系統，根據預置固定的土壤濕度參考值和土壤溫度值，判斷是否需要澆花，在判斷 需要澆花時，驅動水栗啟動澆花，實現了自動控制的澆花方法。但是現有大量技術中，對于 澆水量的控制都是預先在自動澆花設備中設定的，每次澆水時并不進行調整。同時，已有的 偶有能調整澆水量的方法中，澆水量的設定都是基于土壤濕度的檢測。例如，專利號為CN 104012376 A的發明專利公開了根據花卉生長周期對澆水量進行調整的方法。花卉在不同 的生長周期其需要的土壤濕度并不相同，根據生長周期對土壤的濕度進行調整，通過檢測 土壤濕度的變化控制澆水量。同時，該方法只能針對單一花卉進行澆花控制。現有澆花設備 普遍缺乏根據花草品種對澆水量進行調整的方法，造成花卉需水量不同而枯萎，甚至死亡。 因此，現有澆花技術沒有綜合花卉種類、光照、空氣干濕度和土壤濕度性能指標同時進行定 制澆水，澆灌過程具有盲目性及隨意性的特點。花卉生長過程中，澆水量的多少影響花卉生 長速度，如果澆水量過多或過少都將引起花卉健康，甚至死亡。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于克服現有技術的不足，本發明提供了一種基于現場可編程門陣 列的智能澆水系統，根據外部環境因素實時智能的獲得社區內的植物需水量，并通過水栗 對植物進行自動澆灌，簡單易操作。
[0004] 為了解決上述問題，本發明提出了一種基于現場可編程門陣列的智能社區澆水系 統，所述系統包括:可編程邏輯陣列控制系統、監測系統、社區澆水系統，其中：
[0005] 所述可編程邏輯陣列控制系統用于接收所述監測系統檢測獲取的環境數據，根據 所述環境數據控制所述澆水系統進行澆水作業；
[0006] 所述監測系統用于檢測外部環境的環境數據，將所述環境數據傳送至所述可編程 邏輯陣列控制系統；
[0007] 所述社區澆水系統用于根據所述編程邏輯陣列控制系統發出的控制指令進行澆 水作業。
[0008] 優選地，所述可編程邏輯陣列控制系統包括:信息接收單元、存儲單元、數據處理 單元、控制指令發送單元，其中：
[0009] 所述信息接收單元用于接收所述監測系統檢測獲取的外部環境數據，并將所述環 境數據傳送至所述數據處理單元；
[0010] 所述存儲單元用于存儲樣本植物特性，所述樣本植物特性至少包括植物名稱、喜 光性和最佳種植濕度；
[0011] 所述數據處理單元用于根據所述存儲單元存儲的植物樣本特性和所述信息接收 單元獲取的環境數據進行處理，獲取處理結果，將所述處理結果發送至所述控制指令發送 單元；
[0012] 所述控制指令發送單元用于根據所述處理結果向所述澆水系統發出澆水作業指 令。
[0013] 優選地，所述監測系統包括光探測單元、空氣濕度探測單元、土壤濕度探測單元的 一種或多種組合，用于監測植物外部環境的環境數據。
[0014] 優選地，所述社區澆水系統包括水栗單元和IXD顯示單元；
[0015] 所述水栗單元用于根據所述編程邏輯陣列控制系統發出的控制指令進行澆水作 業；
[0016] 所述IXD顯示單元用于顯示智能澆水系統的目錄設置及輸出。
[0017]在本發明實施例中，根據社區內的植物種類、光照、空氣干濕度和土壤濕度實時智 能的獲得社區內的植物需水量，并通過水栗對植物進行自動澆灌，簡單易操作。
【附圖說明】
[0018] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0019] 圖1是本發明實施例中的智能社區澆水系統的結構組成示意圖；
[0020]圖2是本發明實施例中的智能社區澆水系統的又一結構組成示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0022] 圖1是本發明實施例中的智能社區澆水系統的結構組成示意圖，如圖1所示，該系 統包括:可編程邏輯陣列控制系統12、監測系統11、澆水系統13，其中：
[0023] 可編程邏輯陣列控制系統12用于接收監測系統11檢測獲取的環境數據，根據環境 數據控制澆水系統13進行澆水作業；
[0024] 監測系統11用于監測外部環境的環境數據，將環境數據傳送至可編程邏輯陣列控 制系統12;
[0025] 社區澆水系統13用于根據編程邏輯陣列控制系統12發出的控制指令進行澆水作 業。
[0026] 圖2是本發明實施例中的智能社區澆水系統的又一結構組成示意圖，如圖2所示， 該可編程邏輯陣列控制系統12包括:信息接收單元121、存儲單元122、數據處理單元123、控 制指令發送單元124,其中：
[0027] 信息接收單元121用于接收監測系統11檢測獲取的外部環境數據，并將環境數據 傳送至所述數據處理單元123;在接收到監測的外部環境數據時，對這些數據進行一個初步 處理，如出去這些數據的雜質等。
[0028] 存儲單元122用于存儲樣本植物特性，樣本植物特性至少包括植物名稱、喜光性和 最佳種植濕度;在該存儲單元122中存儲著一定數量的植物樣本，其中包括這些植物樣本的 植物名稱、種類、喜光性、最佳生長溫度和最佳生長濕度等，這些樣本的數量不少于50種。
[0029] 數據處理單元123用于根據存儲單元122存儲的植物樣本特性和信息接收單元獲 取121的環境數據進行處理，獲取處理結果，將處理結果發送至控制指令發送單元124;首先 定義理想澆水因子m和實際澆水因子r，當r>m時，表明植物需要澆水，反之，則不需要澆水。 在澆水過程中動態更新實際澆水因子，并與理想澆水因子比較，當理想澆水因子大于實際 澆水因子時，停止澆水。將存儲模塊中樣本植物分類為非常喜光、喜光、正常、喜陰、非常喜 陰五類，并分另丨」設探測光權值為91、92、93、94和95(91>92>93>94>95>0)，光強數值為0，空氣干 濕度相對數值為t，土壤濕度為s。則實際澆花因子r的表達式為：
其中i = 1，···，5〇
[0030] 控制指令發送單元124用于根據處理結果向澆水系統13發出澆水作業指令。
[0031] 該監測系統11包括光探測單元111、空氣濕度探測單元112、土壤濕度探測單元113 的一種或多種組合，用于監測植物外部環境的環境數據。通過這些監測單元實時監測該植 物所在的位置的環境數據的變化，并實時傳送至可編程邏輯陣列控制系統12中，讓可編程 邏輯陣列控制系統12根據這些環境數據進行決策處理。
[0032] 該社區澆水系統13包括水栗單元131和IXD顯示單元132;
[0033]水栗單元131用于根據編程邏輯陣列控制系統12發出的控制指令進行澆水作業； 在接到澆水指令之后，該水栗單元131開始進行工作，并根據澆水指令工作時間控制在指令 規定時間內。
[0034] IXD顯示單元132用于顯示智能澆水系統的目錄設置及輸出；在LCD顯示器上輸入 需要澆水的對象植物，在輸入該植物之后，在可編程邏輯陣列控制系統12中的存儲單元122 內進行匹配，獲取到植物的基本信息，并顯示在IXD顯示器上。
[0035]具體實施過程中的該系統的工作具體步驟如下：
[0036] (1)根據植物種類和生長規律確定理想澆花因子m;
[0037] (2)初始化光探測傳感器、空氣干濕度探測傳感器、土壤濕度探測傳感器和現場可 編程邏輯門陣列控制器；
[0038] (3)設定采樣時間間隔為ΛΤ，初始時間為T0，則第j次采樣的時間為T0+j ΛΤ，其中 j = l,2,3···, js；
[0039] (4)將第j次采樣的光探測傳感器、空氣干濕度探測傳感器和土壤濕度探測傳感器 數值反饋到可編程邏輯陣列控制器；
[0040] (5)在可編程邏輯陣列中計算第j次采樣的實際澆水因子4+的數值，并把該數 值存儲到可編程邏輯陣列內部的片內可讀寫存儲器，固定采樣時間間隔ΛΤ定向動態刷新。 具體來說實際澆水因子為：
[0041]
[0042] (6)比較m和的大小，若wbm表明植物需要澆水，反之，則不需要澆水；
[0043] (7)可編程邏輯陣列接收植物澆水的指令驅動水栗澆水，并將輸出結果顯示在LCD 屏幕，實現自動控制的澆水方法。
[0044] 在本發明實施例中，根據社區內的植物種類、光照、空氣干濕度和土壤濕度實時智 能的獲得社區內的植物需水量，并通過水栗對植物進行自動澆灌，簡單易操作。
[0045] 本領域普通技術人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可 以通過程序來指令相關的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀存儲介質中，存儲 介質可以包括：只讀存儲器（R〇M，Read Only Memory)、隨機存取存儲器（RAM，Random Access Memory)、磁盤或光盤等。
[0046] 另外，以上對本發明實施例所提供的一種基于現場可編程門陣列的智能社區澆水 系統進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以 上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般 技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述， 本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【主權項】
1. 一種基于現場可編程門陣列的智能社區澆水系統，其特征在于，所述系統包括:可編 程邏輯陣列控制系統、監測系統、社區澆水系統，其中： 所述可編程邏輯陣列控制系統用于接收所述監測系統檢測獲取的環境數據，根據所述 環境數據控制所述澆水系統進行澆水作業； 所述監測系統用于監測外部環境的環境數據，將所述環境數據傳送至所述可編程邏輯 陣列控制系統； 所述社區澆水系統用于根據所述編程邏輯陣列控制系統發出的控制指令進行澆水作 業。2. 根據權利要求1所述的智能社區澆水系統，其特征在于，所述可編程邏輯陣列控制系 統包括:信息接收單元、存儲單元、數據處理單元、控制指令發送單元，其中： 所述信息接收單元用于接收所述監測系統檢測獲取的外部環境數據，并將所述環境數 據傳送至所述數據處理單元； 所述存儲單元用于存儲樣本植物特性，所述樣本植物特性至少包括植物名稱、喜光性 和最佳種植濕度； 所述數據處理單元用于根據所述存儲單元存儲的植物樣本特性和所述信息接收單元 獲取的環境數據進行處理，獲取處理結果，將所述處理結果發送至所述控制指令發送單元； 所述控制指令發送單元用于根據所述處理結果向所述澆水系統發出澆水作業指令。3. 根據權利要求1所述的智能社區澆水系統，其特征在于，所述監測系統包括光探測單 元、空氣濕度探測單元、土壤濕度探測單元的一種或多種組合，用于監測植物外部環境的環 境數據。4. 根據權利要求1所述的智能社區澆水系統，其特征在于，所述社區澆水系統包括水栗 單元和LCD顯示單元； 所述水栗單元用于根據所述編程邏輯陣列控制系統發出的控制指令進行澆水作業； 所述LCD顯示單元用于顯示智能澆水系統的目錄設置及輸出。
【文檔編號】A01G25/00GK105993838SQ201610325893
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月17日
【發明人】陳湘萍, 傅文淵, 林格
【申請人】中山大學