基于微閥的遙控智能植物微量給水給藥裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明為基于微閥的遙控智能植物微量給水給藥裝置，屬于微流體領域。
【背景技術】
[0002]目前，市場上的自動澆花裝置主要是基于水栗的通過濕度傳感器測量土壤濕度而決定是否由水栗抽水澆花的裝置，植物的品種成千上萬，需水特性也有很大差異，一般的自動澆花裝置有以下缺點:1)不方便設置和更改澆水頻率，澆水時間，用戶也不能實時知道土壤濕度；2)澆注精確體積的藥液或者需要微量澆水時不能調節水流速度，難以實現微量供給；3)不適用于給藥，給藥時間和頻率隨著植物生長階段的變化有很大波動，并且是根據植物生長狀況確定給藥時間，不能通過土壤濕度來確定。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了解決自動澆花裝置中難以實現微量供給、不能按照生長規律給藥和用戶不方便設置更改各類參數，獲取實時土壤信息的問題，提供了基于微閥的遙控智能植物微量給水給藥裝置。
[0004]本發明所述基于微閥的遙控智能植物微量給水給藥裝置，它包括外部流體源、微流控裝置、濕度傳感器、無線通訊模塊和智能終端；外部流體源為水源或藥液源；外部流體源的液體出口與微流控裝置的液體入口相連通，微流控裝置輸出的液體落于植物的土壤中；智能終端通過無線通訊模塊向微流控裝置下達指令，所述指令包括給水/給藥時間指令或給水/給藥頻率指令；微流控裝置根據該指令定期為植物給水/給藥，給水/給藥的同時通過濕度傳感器采集植物的土壤濕度信號反饋給微流控裝置，微流控裝置將該土壤濕度信號與濕度閾值比較，決定給植物的給水/給藥量；所述濕度閾值由智能終端通過無線通訊模塊在微流控裝置中設置。
[0005]微流控裝置包括微流道、微閥、微閥驅動器和微閥控制器；微流道的入口與外部流體源的出口相連通，微流道的出口輸出水或藥液給植物，微流道的管路上設置微閥，
[0006]微閥控制器的土壤濕度信號輸入端與濕度傳感器的信號輸出端相連，微閥控制器根據該土壤濕度信號、并通過微閥驅動器控制微閥的開度；
[0007]微閥控制器的指令輸入端與無線通訊模塊的信號輸出端相連。
[0008]本發明的優點:1)智能性:不同品種的植物需水需藥量也不一樣，通過智能終端可以方便調整各個參數，針對植物的品種可以維持不同的土壤濕度，根據需要供給藥液，更加適合植物的生長。2)遙控性:遙控操作，當用戶遠離植物或者外出時可以實時監測并得知土壤濕度。3)精確性:可以實現微量供給，例如澆注名貴藥液，既可極大程度節省藥液，也可精確控制用量，不過量使用而影響植物的生長。4)控制便捷性:無線通訊模塊之間可以相互切換并且形成閉環控制，控制精度高，土壤濕度保持穩定。5)多用途性:能實現給藥的功能，隨著植物的生長，可以通過智能終端設置或者更改給藥時間與頻率，而非僅僅通過濕度傳感器判斷給水時間。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明所述基于微閥的遙控智能植物微量給水給藥裝置的控制原理框圖；
[0010]圖2是帶有微流控裝置詳細原理結構的基于微閥的遙控智能植物微量給水給藥裝置的控制原理圖。
【具體實施方式】
[0011]【具體實施方式】一:下面結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述基于微閥的遙控智能植物微量給水給藥裝置，它包括外部流體源1、微流控裝置2、濕度傳感器3、無線通訊模塊4和智能終端5 ;外部流體源I為水源或藥液源；外部流體源I的液體出口與微流控裝置2的液體入口相連通，微流控裝置2輸出的液體落于植物的土壤中；智能終端5通過無線通訊模塊4向微流控裝置2下達指令，所述指令包括給水/給藥時間指令或給水/給藥頻率指令；微流控裝置2根據該指令定期為植物給水/給藥，給水/給藥的同時通過濕度傳感器3采集植物的土壤濕度信號反饋給微流控裝置2，微流控裝置2將該土壤濕度信號與濕度閾值比較，決定給植物的給水/給藥量；所述濕度閾值由智能終端5通過無線通訊模塊4在微流控裝置2中設置。
[0012]【具體實施方式】二:下面結合圖2說明本實施方式，本實施方式對實施方式一作進一步說明，微流控裝置2包括微流道2-1、微閥2-2、微閥驅動器2-3和微閥控制器2-4 ;微流道2-1的入口與外部流體源I的出口相連通，微流道2-1的出口輸出水或藥液給植物，微流道2-1的管路上設置微閥2-2，
[0013]微閥控制器2-4的土壤濕度信號輸入端與濕度傳感器3的信號輸出端相連，微閥控制器2-4根據該土壤濕度信號、并通過微閥驅動器2-3控制微閥2-2的開度；
[0014]微閥控制器2-4的指令輸入端與無線通訊模塊4的信號輸出端相連。
[0015]工作原理:本實施方式由微閥控制器2-4預先設置理想的土壤濕度值，通過濕度傳感器3測量土壤濕度，同時將信息反饋給微閥控制器2-4，微閥控制器2-4通過判斷實際濕度值和理想濕度值是否相等而控制微閥2-2。當實際濕度值小于理想濕度值時，微閥控制器2-4發送指令給微閥驅動器2-3，微閥驅動器2-3驅動微閥2-2 ;液體在微流道2_1中流過，微閥2-2位于微流道2-1的正上方并調節微流道的閥口開度。當實際濕度值遠小于理想值時，閥口開度加大，以較大液流速度給水給藥，當實際濕度值和理想濕度值相接近時，便縮小閥口開度，以較小的液流速度給水給藥；微閥控制器2-4通過閥口開度和液體流通時間來計算液流量；同時可以由智能終端5連接到無線通訊模塊4，發送信息給微閥控制器2-4來設置理想濕度值、給水給藥頻率和給水給藥時間或者讀取其中的數據實時獲知土壤濕度值以便調整參數。
[0016]【具體實施方式】三:本實施方式對實施方式二作進一步說明，微閥2-2采用步進電機凸輪微閥或步進電機絲杠微閥。
[0017]【具體實施方式】四:本實施方式對實施方式一至三任一實施方式作進一步說明，智能終端5采用是手機、掌上電腦或計算機來實現。
[0018]【具體實施方式】五:本實施方式對實施方式一至四任一實施方式作進一步說明，水源采用自來水管或儲水裝置來實現。
[0019]【具體實施方式】六:本實施方式對實施方式一至五任一實施方式作進一步說明，無線通訊模塊4采用WiFi模塊、藍牙模塊或GPS模塊來實現。
【主權項】
1.基于微閥的遙控智能植物微量給水給藥裝置，其特征在于，它包括外部流體源(1)、微流控裝置(2)、濕度傳感器(3)、無線通訊模塊(4)和智能終端(5);外部流體源(I)為水源或藥液源；外部流體源(I)的液體出口與微流控裝置(2)的液體入口相連通，微流控裝置(2)輸出的液體落于植物的土壤中；智能終端(5)通過無線通訊模塊(4)向微流控裝置(2)下達指令，所述指令包括給水/給藥時間指令或給水/給藥頻率指令；微流控裝置(2)根據該指令定期為植物給水/給藥，給水/給藥的同時通過濕度傳感器(3)采集植物的土壤濕度信號反饋給微流控裝置(2)，微流控裝置(2)將該土壤濕度信號與濕度閾值比較，決定給植物的給水/給藥量；所述濕度閾值由智能終端(5)通過無線通訊模塊(4)在微流控裝置(2)中設置。2.根據權利要求1所述基于微閥的遙控智能植物微量給水給藥裝置，其特征在于，微流控裝置(2)包括微流道(2-1)、微閥(2-2)、微閥驅動器(2-3)和微閥控制器(2-4);微流道(2-1)的入口與外部流體源(I)的出口相連通，微流道(2-1)的出口輸出水或藥液給植物，微流道(2-1)的管路上設置微閥(2-2)， 微閥控制器(2-4)的土壤濕度信號輸入端與濕度傳感器(3)的信號輸出端相連，微閥控制器(2-4)根據該土壤濕度信號、并通過微閥驅動器(2-3)控制微閥(2-2)的開度； 微閥控制器(2-4)的指令輸入端與無線通訊模塊(4)的信號輸出端相連。3.根據權利要求2所述基于微閥的遙控智能植物微量給水給藥裝置，其特征在于，微閥(2-2)采用步進電機凸輪微閥或步進電機絲杠微閥。4.根據權利要求1所述基于微閥的遙控智能植物微量給水給藥裝置，其特征在于，智能終端(5)采用是手機、掌上電腦或計算機來實現。5.根據權利要求1所述基于微閥的遙控智能植物微量給水給藥裝置，其特征在于，水源采用自來水管或儲水裝置來實現。6.根據權利要求1所述基于微閥的遙控智能植物微量給水給藥裝置，其特征在于，無線通訊模塊(4)采用WiFi模塊、藍牙模塊或GPS模塊來實現。
【專利摘要】基于微閥的遙控智能植物微量給水給藥裝置，屬于微流體領域，本發明為解決自動澆花裝置中難以實現微量供給、不能按照生長規律給藥和用戶不方便設置更改各類參數，獲取實時土壤信息的問題。本發明包括外部流體源、微流控裝置、濕度傳感器、無線通訊模塊和智能終端；外部流體源為水源或藥液源；智能終端通過無線通訊模塊向微流控裝置下達指令，所述指令包括給水/給藥時間指令或給水/給藥頻率指令；微流控裝置根據該指令定期為植物給水/給藥，同時通過濕度傳感器采集植物的土壤濕度信號反饋給微流控裝置，微流控裝置將該土壤濕度信號與濕度閾值比較，決定給植物的給水/給藥量；所述濕度閾值由智能終端通過無線通訊模塊在微流控裝置中設置。
【IPC分類】F16K37/00, F16K99/00
【公開號】CN105179803
【申請號】
【發明人】李松晶, 劉君, 符海, 曾文
【申請人】哈爾濱工業大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月26日