家用智能浇花装置的研制

家用智能浇花装置的研制

作者：陈永斌 杨文喆 邵恩乐 林新杰 江海兵 来源：《硅谷》2014年第21期

摘 ;要 ;进行了家用智能浇花装置的总体方案设计，利用土壤湿度传感器进行花盆土壤的湿度检测，进行反馈控制，实现家庭花卉自动浇水，当湿度传感器检测的湿度低于设定湿度时，打开阀门进行自动浇水，当花盆土壤达到设定的湿度时就停止浇水，在考虑花种不同和生长环境等因素下，设置了不同的控制方式。 关键词 ;湿度传感器;检测;自动浇水;反馈

中图分类号：TP2 ; ; ;文献标识码：A ; ; ;文章编号：1671-7597（2014）21-0010-01 Development of home intelligent watering device

CHEN Yongbin，YANG Wenzhe，SHAO Enle，LIN Xinjie，JIANG Haibing

（College of Mechanical Engineering， Quzhou University， Quzhou，Zhejiang 324000） Abstract： The family smart flower-watering device is designed. It can open the valve and water automatically the flower in the house when the soil humidity which is detected by a humidity sensor lower than the setting ones， and when they are equal， the valve automatically closes. According to the different flower species， the different watering modes are set. Keywords： humidity sensor; detect; Automatic watering ; feedback 1 ;家用智能浇花装置

家用智能浇花装置，是在养花过程中，自动给花补给水

分[1-4]。水箱的进口由单向阀与家用水管接通，保证水源的供给。其原理是通过浮子机构来控制水箱水量，通过土壤湿度传感器将信息反馈至控制电路，经处理后通过电子电路来控制自动水阀门水的流量，喷头来实现水的喷洒。其浇花的特点为喷洒式浇花，便于土壤吸收，克服了普通工人浇花由于一次性浇水过多而外溢。该装置适合家庭阳台、天台、庭院等场地使用，使结构简单，操作简便，能实现湿度的自动控制，也可以作为家庭外出长期度假自动给花补水的一个自动化装置。 2 ;方案设计

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家用智能浇花装置主要由水箱、单向电磁阀、浮子装置、喷淋装置、土壤湿度传感器、蓄电池、变换电路和控制系统等组成。其结构组成原理如下：①通过浮子机构来控制水箱水位，无需使用电动机，利用湿度传感器向控制电路发出的信号来开闭自动阀门，由可设定的湿度百分比来控制浇水量的多少;②可在无人看管下，根据湿度自动浇水，全自动智能化管理，而且还能节约能源符合可持续发展要求;③该家用智能浇花装置结构简单、操作方便、简单调节，能适应绝大多数家庭的需求。 1）浮子装置。

家用智能浇花机的蓄水机构采用球水位控制装置（图1所示），水箱里的浮子通过长柄带动进水阀门，水位低时阀门开大，当水位到达足够使用的高度时，浮子就把进水阀门关闭，达到自动调节水位功能。其机构在图上可以看出。 图1 ;水箱工作原理 2）自动水阀门控制装置。

当土壤湿度传感器将湿度信息通过变换电路传递到控制器，经过控制器处理信息后，由放大电路进行信息放大，将信息传输到二位二通电磁阀，控制水阀门的开闭。其原理如图2所示。

图2 ;阀门自动控制装置 3）反馈（控制）装置。

花盆里土壤湿度是通过土壤湿度传感器来进行检测，当湿度小于设定值时，就产生偏差，偏差信号通过控制器进行幅值放大和功率放大，控制阀门的开启与关闭，对花盆进行浇水，实现自动给花盆补水功能。

图3 ;花盆湿度自动控制系统原理图 3 ;设计计算

设单株植物最大需水量为Vmax=1.5L一次可同时给20株植物浇水，水箱额定蓄水量Q=Vmax×20=30L，设计水箱（长l×宽d×高h）=40 cm×30 cm×30 cm，水箱的出水口水管直径D=20 mm流速V，分支水管直径d=5 mm流速V1，将水箱放在地面。 液面高度： （1）

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水箱内额定水压： （2）

由伯努利方程可得水箱出水口水流速： （3）

当只给一株植物浇水时有总流量： （4） （5） （6）

若同时浇灌n株植物，则每株流速为： （7） 4 ;实验结论

该家用智能浇花机使用表明：自动浇花机使用的是低压蓄电池，电压低使用安全，在家庭里占地面积小，浇灌花盆数量多，无须监管，可根据不同植物的需水量进行设定自动浇水量、浇水时间，方便了喜爱花类植物但又常常没有时间照顾的家庭，实用性强，真正做到省时、省力、省事、省心，具有较强的使用价值和推广价值。 项目基金

本文系2012年浙江省大学生大学生科技成果推广项目（2013R427015）。 参考文献

[1]王峰，马妍霞.用8051单片机实现智能浇花[J].电子世界，2005（10）. [2]杨绪业.湿度测量自动浇花机[J].无线电，2007（06）.

[3]张帆，蒋茜.自主浇花机器人的设计与实现[J].北京联合大学学报（自然科学版），2008（6）.

[4]陈家宙，陈明亮，何圆球.各具特色的当代土壤水分测量技术[J].湖北农业科学，2001（3）.

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