一种盆栽分隔喷药系统的制作方法

本实用新型涉及花木栽培领域，尤其涉及一种盆栽分隔喷药系统。

背景技术：

在植物盆栽生产或科研管理中，不同品种或不同处理的区分是一个繁琐且容易出错的工作。传统中，工作人员使用手写标牌插入每个盆栽的土壤中，插入土壤可能会损害植物根系，手写标牌工作量大容易出错，且经过较长时间标牌可能被腐蚀或丢失，导致不同品种或不同处理被弄混。统计数量、绘制种植图，以及监测各植株生长状态，也往往采用人工手动的方法。因此，急需一种简易的、可统计、拍照、监测的盆栽分隔系统。另外，传统的施药采用水管喷药或喷灌施药，但无法针对某一特定区域进行精准施药，特别是盆栽排列成不规则区域时。因此，急需一种将分隔系统与喷药系统相结合的盆栽管理系统。

目前有关植物栽培分隔系统的专利主要关注栽培区域物理上的隔离，如使用栽培架、挡板等，例如中国专利201610135610.1中主要讨论的是通过栽培架、多地面轨道、营养液池、地面排水渠以及计算机控制系统进行栽培管理。但没有讨论如何根据物种、品种或处理方式将大量盆栽划分成不同区域，并进行统计与监测。因此，急需一种可统计、拍照、绘图、监测的简易盆栽分隔系统，以及与之相配合的喷药系统。

技术实现要素：

本实用新型目的是针对上述问题，提供一种可以提高盆栽种植质量的盆栽分隔喷药系统。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种盆栽分隔喷药系统，所述盆栽分隔喷药系统包括若干个将盆栽区域进行划分的区域分隔栏、用于储存药液的药箱、若干个设置在花盆外侧且给花盆进行喷药的监测喷药杆、用于将药液送到监测喷药杆的喷药轨道、用于控制喷药状态的主控制器；所述区域分隔栏相对设置，区域分隔栏包括伸缩架体、电磁波发射板、第一控制器，伸缩架体顶端固定连接电磁波发射板，电磁波发射板上设置有第一电磁波发射器和第一控制器，第一控制器与第一电磁波发射器线路连接；所述喷药轨道包括输送管路网，输送管路网的进液口通过水泵与药箱相连通，输送管路网设置有若干个出液口且出液口与监测喷药杆连接；所述监测喷药杆包括伸缩杆、电磁波接收器、喷头、第二控制器；电磁波接收器、喷头固定连接在伸缩杆顶端，电磁波接收器与第二控制器线路连接，喷头与输送管路网的出液口相连通；所述主控制器与第一控制器、第二控制器、水泵线路连接。

进一步的，所述电磁波发射板包括第一电磁波发射板和第二电磁波发射板，第一电磁波发射板与第二电磁波发射板通过滑动轨道连接。

进一步的，所述区域分隔栏、监测喷药杆顶端均固定连接太阳能电池板，太阳能电池板分别通过线路连接第一控制器、第二控制器。

进一步的，所述监测喷药杆顶端固定连接多色led灯和摄像头，多色led灯和摄像头分别通过线路连接第二控制器。

进一步的，所述输送管路网的出液口均为三通接头，三通接头处设置有控制电磁阀，控制电磁阀与第二控制器线路连接。

进一步的，所述盆栽分隔喷药系统还包括喷药分隔栏，喷药分隔栏顶端设置有太阳能电池板、第二电磁波发射器，主控制器、药箱、水泵均固定连接在喷药分隔栏上，第二电磁波发射器与主控制器线路连接，主控制器、第二电磁波发射器、水泵与太阳能电池板线路连接。

进一步的，所述喷药分隔栏、区域分隔栏底端均固定连接滑轮。

进一步的，所述主控制器包括放大电路、调速器、第二单片机、第二zigbee模块、gsm无线传输模块；gsm无线传输模块与手机app无线连接，第二zigbee模块与第一控制器、第二控制器无线连接，第二zigbee模块、gsm无线传输模块均与第二单片机线路连接，第二单片机通过放大电路与水泵、第二电磁波发射器线路连接，第二单片机通过调速器与水泵线路连接。

进一步的，所述第一控制器包括第一单片机、第一zigbee模块，单片机分别与第一电磁波发射器、第一zigbee模块线路连接，第一zigbee模块与主控制器无线连接。

进一步的，所述第二控制器包括第三单片机、第三zigbee模块，第三单片机分别与电磁波接收器、第三zigbee模块、摄像头、水泵线路连接，第三zigbee模块与第主控制器无线连接。与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果是：

本实用新型通过数个区域分隔栏进行区域划分，区域形状可为不规则图形，以适应不同品种或处理的盆栽分布；并且区域分隔栏在设定好区域后可移开至其他位置，进行下一次设置，从而使得少数区域分隔栏即能满足大片区域的设定，提高了其使用效果；另一方面，监测喷药杆上设有多色led灯，可对不同品种的盆栽进行标注颜色，从而通过led灯的颜色即可以识别不同品种的盆栽，有利于人们对盆栽的种类以及范围进行区分，并且通过各个监测喷药杆上的喷头进行喷药，可以对不同的区域喷射不同的药物，操作简单便利，给盆栽的种植作业带来了极大的便利。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的俯视结构示意图；

图2是喷药分隔栏的结构示意图；

图3是区域分隔栏的结构示意图；

图4是电磁波发射板的结构示意图；

图5是监测喷药杆的结构示意图；

图6是主控制器的框架结构图；

图7是第二控制器的框架结构图；

图8是主控制器的电路工作原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

如图1至图8所示，一种盆栽分隔喷药系统，包括：喷药分隔栏5、区域分隔栏12、喷药轨道、监测喷药杆；

所述的喷药分隔栏和区域分隔栏将大面积的盆栽划分为不同区域，所述的喷药轨道位于区域内盆栽14旁的地面上，所述的监测喷药杆设置于盆栽14盆口，由夹子固定；

所述的喷药分隔栏5包括太阳能电池板1、电磁波发射板9、主控制器4、伸缩架体11、药箱6、水泵7、滑轮8；所述的区域分隔栏12包括太阳能电池板1、电磁波发射板9、第一控制器10、伸缩架体11、滑轮8；两者结构相似，仅仅控制器不同，并且喷药分隔栏5设置有药箱6。

所述的太阳能电池板1位于喷药分隔栏5与区域分隔栏12的顶面；所述的电磁波发射板9位于喷药分隔栏5与区域分隔栏12的侧面上端；所述的伸缩架体11为喷药分隔栏5与区域分隔栏12的支架，可调节高度；所述的滑动轨道903连接第一电磁波发射板901与第二电磁波发射板902，并使两者可以相对滑动，从而达到1-2倍长度的电磁波发射板；所述的药箱6位于喷药分隔栏5的下部；所述的水泵7位于药箱6侧面，用于将药箱6中的药水泵入喷药轨道内；滑轮位于喷药分隔栏5与区域分隔栏12的底部，可使喷药分隔栏5与区域分隔栏12移动。

所述的电磁波发射板9上分布数排电磁波发射器3，用以发射不同频率电磁波且发射面的宽度可设定。两个相对的电磁波发射板9之间监测喷药杆上的电磁波接收器18可接收对应的电磁波，从而划分区域，使监测喷药杆上的led灯发不同颜色的光。

所述喷药轨道包括输送管路网13，输送管路网13的进液口通过水泵与药箱相连通，输送管路网13设置有若干个出液口20且出液口20与监测喷药杆连接；所述输送管路网13的出液口20均为三通接头，三通接头处设置有控制电磁阀，控制电磁阀与第二控制器线路连接。在划分区域15内的控制电磁阀保持开放状态，可连通药流。

所述的第一电磁波发射器与第二电磁波发射器相一致，本实用新型采用telesky的无线发射模块，安装在所述的伸缩架体11顶端，作用是发射电磁波信号；

所述的监测喷药杆包括太阳能电池板1、摄像头16、喷头17、电磁波接收器18、多色led灯21、第二控制器19、伸缩杆2、入药口22；

所述的电磁波接收器18，本实用新型需采用telesky的无线接收模块，安装在所述的伸缩杆2顶端，作用是接收所述的电磁波发射器3的信号；

所述的多色led灯21，本实用新型需采用yourcee品牌的0402贴片led灯，安装在所述的伸缩杆2顶端，作用提示操作者，不同颜色的灯对应不同的植物。

所述的摄像头16、喷头17、电磁波接收器18、多色led灯21、入药口22可在伸缩杆2上上下移动并固定，并且保持电磁波接收器18与两侧电磁波接收板9的高度基本一致。

所述的主控制器包括：zigbee模块、单片机、放大电路、gsm无线传输模块。

所述的第一zigbee模块、第二zigbee模块、第三zigbee模块完全一致，本实用新型采用webee品牌z-0002型号的zigbee模块，与所述的单片机p1.7串口进行输入输出进行双向连接，用于单片机和第二控制器之间的双向信息传递。

所述的第一单片机、第二单片机、第三单片机也完全相同，采用stm32f103vet6型单片机，用于对所述的zigbee模块的信号进行综合处理，并对所述的水泵、电磁波发射器、无线传输模块等部件输出控制信号；

所述的gsm通信模块，本实用新型采用型号为a9的gsm通信模块，所述的gsm通信模块与所述的单片机p1.3串口进行输入输出进行双向连接，其作用是把信息通过4g无线网进行远程信号传输，实现手机app与主控制器的双向信息传递；

所述的放大电路包括：npn型三极管q1、q2，电阻r1，调控器t，其作用是把所述的单片机输出的控制信号放大，用以驱动相关部件。

所述的调控器t，本实用新型采用yourcee品牌的5v-28v直流电机调速器，与水泵的电路连接，通过脉冲宽度调制的方法控制水泵的输出功率，进而进而改变施药流量；

主控制器的控制电路如图8所示，所述的npn型三极管q1的基极与所述的调控器t串联后再与所述的单片机u的输出端p1.0串口连接，集电极保险丝fu和电源vcc串联，发射极与水泵电机m串联后接地；所述的npn型三极管q2的基极与所述的电阻r1串联后再与所述的单片机u的输出端p1.5串口连接，集电极与所述保险丝fu和电源vcc串联，发射极与电磁波发射器evl串联后接地，电磁波发射器evl的控制信号输入端与所述的单片机u的输出端p1.4串口连接；所述的gsm通信模块的控制信号输入端与所述的单片机u的输出端p1.3串口连接，电源端与所述保险丝fu和电源vcc串联；所述的zigbee模块的控制信号输入端与所述的单片机u的输出端p1.7串口连接，电源端与所述保险丝fu和电源vcc串联。

主控制器电路工作原理：当单片机u的p1.0串口根据实际需求输出高电平控制信号，经过调控器t后到npn型三极管q1的基极，三极管导通，电流电源vcc流出，流经保险丝fu到三极管q1的集电极，然后从发射极流出到水泵电机m，进而驱动电机m工作，实现施药。当单片机u的p1.5串口根据实际需求输出高电平控制信号到npn型三极管q2的基极，三极管导通，电流电源vcc流出，流经保险丝fu到三极管q2的集电极，然后从发射极流出到电磁波发射器evl，进而电磁波发射器evl工作。当单片机u的p1.4串口根据实际需求输出高电平控制信号到电磁波发射器evl控制信号输入端，进行调节所发射电磁波的不同频率。

所述的第一控制器包括：zigbee模块、单片机；其作用为对电磁波发射器进行调频。

所述的第二控制器包括：zigbee模块、单片机，其作用是采集花盆的相关信息并进传输的主控制器上。

当需要设定植物品种或处理范围时，将数个区域分隔栏面对面放置，根据盆栽大小调节区域分隔栏宽度，确定区域形状。再调节电磁波发射板与电磁波接收器的高度一致。当花盆上的电磁波接收器接收到电磁波信号时，第二控制器判定该花盆被选中。再通过手机app设置led灯的颜色，无线信号从gsm无线传输模块发送到主控制器，再通过zigbee模块发送到第二控制器上。第二控制器zigbee模块接收到主控制器所发出的控制信号，根据控制信号点亮相应颜色的led灯。可根据led灯颜色极为简便辨识品种范围，进行操作。区域分隔栏设置好区域后可移到下一个区域继续设置，循环使用。

同理，通过手机app设置拍照或录像的时间与频率，无线信号从gsm无线传输模块发送到主控制器，再通过zigbee模块发送到第二控制器上。第二控制器zigbee模块接收到主控制器所发出的控制信号，根据控制信号控制摄像头拍照或录像。左后再把相片或者视频信息反方向传输到手机上。使用者可以及时获得数量、栽植分布图、栽植整体照片、栽植局部照片、病虫害状态等数据。

当需要施药时，将喷药分隔栏移动到分隔区域内，水泵出口与输送管路网进液口连通。通过手机app设置施药的时间和施药频率，无线信号从gsm无线传输模块发送到主控制器，主控制器根据控制信号控制摄像头拍照或录像。第二控制器根据区域范围控制输送管路网内的电磁阀开关，药液从喷药分隔栏的药箱中泵入到喷药轨道内，再通过入药口22进入各个盆栽的监测喷药杆，由可调节高度的喷头17喷出，进行精准施药。

本实用新型具有以下效果：

1.本实用新型的电磁波发射器与电磁波接收器之间为分隔区域，区域内盆栽上的led灯显示特定颜色，用于区别不同品种或不同处理。电磁波的频率可设置不同区段，用以建立不同的区域。电磁波的宽度可选择，根据盆栽大小精确定位。

2.本实用新型设置的区域通过数个区域分隔栏设定，区域形状可为不规则图形，以适应不同品种或处理的盆栽分布。

3.喷药分隔栏、区域分隔栏、监测喷药杆上设置太阳能电池板，可利用光能，节约能源。

4.伸缩架体与伸缩杆可调节高度，用以调节电磁波发射板与电磁波接收器的高度，使两者保持在同一高度。

5.区域分隔栏在设定区域后可移开至其他位置，进行下一次设置。少数区域分隔栏即能满足大片区域的设定。

6.监测喷药杆上设有多色led灯，可简单识别不同品种或处理的范围进行操作。经过主控制器处理可绘制栽植分布图。摄像头高度可调节，可拍摄盆栽整体和局部的照片，用以监测植株生长状态与病虫害。

7.电磁波发射板分为两部分，由滑动轨道相连，可调节1-2倍的宽度，用以适应不同大小的盆栽及摆放方式。

8.监测喷药杆上的电磁波接收器接收区域内特定频率的电磁波，当盆栽移出区域外，不改变设定，led灯颜色不变；但当盆栽移入重新设置的区域后，设定改变，led灯颜色改变。

9.喷药轨道内每个出液口处设置电磁阀开关，保证分隔区域内的药液联通，由可调节高度的喷头对每个盆栽进行施药。不同区域可同时进行不同药液的喷施。

10.喷药分隔栏与区域分隔栏上设有滑轮，方便喷药分隔栏与区域分隔栏的移动。

11.喷药分隔栏上设有药箱，由水泵通过注药口注入喷药轨道，再经由入药口注入各个监测喷药杆，由各喷头喷出，实现精准施药。每个区域配有一个喷药分隔栏，喷药结束后可移出，也可替换药液种类、浓度。