本申请涉及植物种植技术领域,具体而言,涉及一种适用于室内的智能化花盆。
背景技术:
室内植物种植,是当今社会绝大多数家庭都能够接触到的兴趣,甚至可以说是家家户户都存在养护植物的情况。但由于家庭成员对植物养护知识的普遍缺乏和对植物的疏于管理,许多家庭买回植物,种植一段时间后,植物的状态就不行了,开始凋零,最终将植物养死,大大地打击了家庭成员养护植物的积极性,甚至有的家庭还采用过“买植物放家里——不管不顾不过问——植物死掉后扔掉——又买新的植物”这样的方式,成本高但用户体验低。
技术实现要素:
本申请实施例的目的在于提供一种适用于室内的智能化花盆,以智能化地对室内植物进行种植养护和智能管理,科学地养护植物,为家庭提供省心又有效的植物种植管理服务,以较低的成本为家庭成员带来养护植物的良好体验。
为了实现上述目的,本申请的实施例通过如下方式实现:
第一方面,本申请实施例提供一种适用于室内的智能化花盆,包括:盆体、主控单元、触控单元、摄像单元、生长环境监测单元、生长环境调控单元,所述盆体,用于承载土壤以种植植物;所述生长环境监测单元,用于监测所述盆体内植物的生长环境参数,并将所述生长环境参数发送给所述主控单元,其中,所述生长环境参数至少包括土壤水分含量参数和光照强度参数;所述摄像单元,用于拍摄所述盆体内植物的植物生长图像,并发送给所述主控单元;所述主控单元,用于基于所述生长环境参数和/或所述植物生长图像,确定出生长环境调控信息,以便基于所述生长环境调控信息控制所述生长环境调控单元的运行,从而调控所述盆体内植物的生长环境,其中,所述生长环境调控单元用于为所述盆体内植物进行供水、供肥和提供光照中的至少一项;所述触控单元,用于显示人机交互信息和接收用户基于对所述触控单元的操作而输入的操作信息,并将所述操作信息发送给所述主控单元,其中,所述人机交互信息包括所述生长环境参数、所述植物生长图像和操作选项信息中的至少一项;所述主控单元,还用于基于所述操作信息,生成对应的用户控制信息,以便基于所述用户控制信息控制所述生长环境调控单元的运行。
在本申请实施例中,利用盆体承载土壤以种植植物,生长环境监测单元可以监测盆体内植物的生长环境参数(例如土壤水分含量参数和光照强度参数),摄像单元可以拍摄盆体内植物的植物生长图像,而主控单元可以根据生长环境参数和/或植物生长图像,确定出生长环境调控信息,以便控制生长环境调控单元的运行,从而调控盆体内植物的生长环境(例如供水、供肥和提供光照),实现植物的智能化的自动管理。另外,触控单元可以显示人机交互信息和接收用户输入的操作信息,以便主控单元根据操作信息控制生长环境调控单元的运行,实现用户的主动管理。这样的方式一方面可以给用户带来养护植物的乐趣(用户的主动管理),也可以在用户无暇管理植物的时候,进行植物的自动管理,从而能够科学地进行植物养护,给用户带来乐趣的同时,也能够为用户带来成就感,且能够很好地对室内进行装饰,不必因为植物养不好而花费过多的成本买新的植物,以较低成本的方式给用户带来很好的植物养护体验。
结合第一方面,在第一方面的第一种可能的实现方式中,所述生长环境调控单元包括供水单元、供肥单元和光照单元,所述适用于室内的智能化花盆,还包括基座、多个移动载台和多个驱动单元,所述基座的中央设有立柱;多个所述移动载台环绕所述基座设置,每个所述移动载台上设有所述盆体;每个所述驱动单元对应连接一个所述移动载台,且所述每个所述驱动单元均与所述主控单元连接,用于驱动对应的移动载台沿各自的预设路径作靠近或远离所述基座的运动;所述供水单元包括水箱、水管、水泵和出水口,所述水箱设置在所述立柱上,所述水泵安置于所述水箱内,所述出水口设置在所述盆体的内壁上,所述水管包括第一端口、第二端口和第三端口,所述第一端口与所述水箱的第一控制阀门连接,所述第二端口与所述水泵连接,所述第三端口与所述出水口连接,其中,所述第一控制阀门在所述控制单元的控制下开启或关闭,所述第一端口的设置高度高于所述第三端口的设置高度;所述供肥单元包括营养液箱、营养液管、出肥口,所述营养液箱设置在所述立柱上,且所述营养液箱与所述水箱分别设置在所述立柱的两侧,所述出肥口设置在所述盆体的内壁上,且所述出肥口的设置高度低于所述出水口的设置高度,所述营养液管连接在所述出肥口和所述营养液箱的第二控制阀门之间,其中,所述第二控制阀门在所述控制单元的控制下开启或关闭;所述光照单元,环绕所述立柱设置;所述摄像单元包括摄像头和摄像方位调节机构,所述摄像方位调节机构环绕所述立柱设置,可沿所述立柱周向旋转,所述摄像头设置在所述摄像方位调节机构上,从而在所述摄像方位调节机构的带动下沿所述立柱旋转,以调节摄像方位,拍摄不同的移动载台上的盆体内植物的植物生长图像;所述主控单元设置在所述立柱内;所述触控单元设置在所述立柱的顶部。
在该实现方式中,通过在基座中央设置立柱,多个移动载台环绕基座设置,每个移动载台上设有盆体,每个驱动单元对应连接一个移动载台,用于驱动对应的移动载台沿各自的预设路径作靠近或远离基座的运动。这样的方式,一方面可以使得适用于室内的智能化花盆,可以实现对多个花盆的同时管理,实现不同植物的搭配养护,给用户更大的选择空间;另一方面,移动载台可移动,使得适用于室内的智能化花盆可以根据室内的空间情况和实际需要确定不同的摆放造型,从而使得适用于室内的智能化花盆更具备灵活性和观赏性。而供水单元可以包括水箱、水管、水泵和出水口,通过水箱设置在立柱上,水泵安置于水箱内,出水口设置在盆体的内壁上,水管又可以包括第一端口(与水箱的第一控制阀门连接)、第二端口(与水泵连接)和第三端口(与出水口连接),这样可以提供两种不同的供水方式(通过阀门控制供水的方式柔和,通过水泵控制供水的方式激烈),从而适应不同状态的植物(有的种类和状态的植物娇柔,需要柔和的供水方式,有的种类和状态的植物坚韧,可以采用激烈一些的供水方式)。考虑到植物营养液的吸收问题,为了便于植物对营养液的吸收,供肥单元可以采用这样的设计方式:营养液箱设置在立柱上,且与水箱分别设置在立柱的两侧(以保持立柱和基座的平衡),出肥口设置在盆体的内壁上,且出肥口的设置高度低于出水口的设置高度(利于植物根部对营养液的吸收,也能够尽可能避免供水时的水流对营养液的冲刷),营养液管连接在出肥口和营养液箱的第二控制阀门之间。而光照单元可以环绕立柱设置,以便为每个盆体内的植物提供光照。摄像单元包括摄像头和摄像方位调节机构,摄像方位调节机构环绕立柱设置,可沿立柱周向旋转,摄像头设置在摄像方位调节机构上,从而能够在摄像方位调节机构的带动下沿立柱旋转,以调节摄像方位,拍摄不同的移动载台上的盆体内植物的植物生长图像,这样可以利用一个摄像头即可实现对不同方位的植物的拍摄,有利于在节约成本的条件下保证植物生长图像质量。通常来说,光照单元可以设置在摄像单元的下方,避免摄像单元的阴影覆盖在植物上,影响植物的光合作用和对植物生长图像的拍摄。主控单元可以设置在立柱内,以尽可能避免主控单元受到外力的损坏。触控单元设置在立柱的顶部,可以便于用户查看和操作。
结合第一方面的第一种可能的实现方式,在第一方面的第二种可能的实现方式中,每个所述移动载台的底部设有滚轮,针对每个所述驱动单元,包括驱动电机和传动杆,所述驱动电机设置在所述基座内部,并与所述主控单元连接,所述传动杆连接在所述驱动电机与对应的移动载台之间;所述主控单元,还用于基于所述移动载台的盆体内植物的植物生长图像,确定出该植物的当前状态,并基于所述当前状态生成移动载台调控信息,以控制该移动载台运动;若所述用户基于对所述触控单元的操作而输入的操作信息中包含调控对应的移动载台的指令,所述主控单元还用于基于所述操作信息,生成移动载台调控信息,以控制该移动载台运动。
在该实现方式中,通过在移动载台的底部设置滚轮,可以便于移动载台的运动,将驱动电机设置在基座内部,通过传动杆连接驱动电机和移动载台,可以简单方便地实现对移动载台的控制。而主控单元可以基于植物生长图像确定出该植物的当前状态,并基于当前状态生成移动载台调控信息,以控制该移动载台运动,这样可以实现移动载台的自动控制,且控制时能够考虑到该载台上的盆体内植物的当前状态,有利于实现智能化花盆的智能化控制。当然,也可以通过触控单元和主控单元实现对移动载台的控制,便于用户根据自己的需要对移动载台进行调节。
结合第一方面的第二种可能的实现方式,在第一方面的第三种可能的实现方式中,所述主控单元基于移动载台的盆体内植物的植物生长图像,确定出该植物的当前状态,并基于所述当前状态生成移动载台调控信息的方式为:获取移动载台的盆体内植物的植物种类信息;获取该植物的种植时长信息;根据该植物的植物生长图像,确定出该植物的当前生长状态;根据该植物的所述植物种类信息、所述种植时长信息和所述当前生长状态,确定出预期时长内该植物的生长空间;根据该移动载台的位置和该植物的生长空间,确定出用于该移动载台的所述移动载台调控信息。
在该实现方式中,主控单元可以通过获取移动载台的盆体内植物的植物种类信息和种植时长信息,根据该植物的植物生长图像确定出该植物的当前生长状态,结合该植物的植物种类信息、种植时长信息和当前生长状态,可以确定出预期时长内该植物的生长空间,从而根据该移动载台的位置和该植物的生长空间,确定出用于该移动载台的移动载台调控信息。这样的方式确定的移动载台调控信息,可以综合性地考虑到植物种类、种植时长、当前生长状态等多种因素,确定出该植物在预期时长内需要的生长空间,以指导移动载台的调控,从而避免生长空间不足影响植物的生长状态和生长形态的情况。
结合第一方面的第一种可能的实现方式,在第一方面的第四种可能的实现方式中,所述生长环境监测单元包括土壤水分检测子单元、光照强度检测子单元和气体检测子单元,所述气体检测子单元设置在所述立柱上,用于检测室内的气体浓度参数,并将所述气体浓度参数发送给所述主控单元,其中,所述气体浓度参数包括二氧化碳含量和/或氧气含量;所述光照强度检测子单元设置在所述立柱的顶端,且与所述触控单元互不接触,所述光照强度检测子单元用于检测室内的光照强度参数,并将所述光照强度参数发送给所述主控单元;针对每个盆体,所述土壤水分检测子单元的第一探针和第二探针间隔预设距离设置在每个盆体底部,在该盆体中种植植物时,该盆体内承载的土壤覆盖所述第一探针和所述第二探针,所述第一探针和所述第二探针均与所述主控单元连接,所述主控单元控制所述第一探针发送探测信号,所述第二探针接收返回信号,并将所述返回信号发送给所述主控单元,以便所述主控单元基于所述返回信号确定出土壤水分含量参数,其中,所述第一探针发送的所述探测信号经过土壤传递至所述第二探针,所述第二探针接收到的信号即为所述返回信号;对应的,所述生长环境参数包括所述气体浓度参数、所述光照强度参数和所述土壤水分含量参数,所述主控单元,则用于执行以下方式中的至少一项:根据所述气体浓度参数和所述光照强度参数,确定出光照调控信息,以基于所述光照调控信息控制所述光照单元的运行;或者,根据所述土壤水分含量参数和所述植物生长图像,确定出供水调控信息,以基于所述供水调控信息控制所述供水单元的运行;或者,根据所述植物生长图像,结合所述供肥单元运行的历史记录,确定出供肥调控信息,以基于所述供肥调控信息控制所述供肥单元的运行。
在该实现方式中,通过将气体检测子单元(例如氧气/二氧化碳浓度计)设置在立柱上,可以检测室内的气体浓度参数(例如二氧化碳含量和/或氧气含量)。光照强度检测子单元可以设置在立柱的顶端(与触控单元互不接触),有利于防止遮挡,从而准确检测室内的光照强度参数。针对每个盆体,土壤水分检测子单元的第一探针和第二探针间隔预设距离设置在每个盆体的底部(种植植物时,该盆体内承载的土壤可以覆盖第一探针和第二探针),这样的方式有利于主控单元准确检测出土壤水分含量参数(实现原理是利用驻波比法,测量土壤的介电常数,结合土壤水分特征曲线,得到土壤的含水量)。而主控单元,可以根据气体浓度参数和光照强度参数,确定出光照调控信息,以基于光照调控信息控制光照单元的运行;或者,根据土壤水分含量参数和植物生长图像,确定出供水调控信息,以基于供水调控信息控制供水单元的运行;或者,根据植物生长图像,结合供肥单元运行的历史记录,确定出供肥调控信息,以基于供肥调控信息控制供肥单元的运行。这样可以使得主控单元能够智能化地进行供水调控、光照调控和供肥调控,从而有利于保证适用于室内的智能化花盆对植物养护的智能化管理。
结合第一方面的第四种可能的实现方式,在第一方面的第五种可能的实现方式中,所述气体浓度参数中包含二氧化碳含量,所述主控单元根据所述气体浓度参数和所述光照强度参数,确定出光照调控信息的方式为:判断所述二氧化碳含量是否高于预设二氧化碳含量值,判断所述光照强度参数是否低于预设光照强度值;若所述二氧化碳含量高于所述预设二氧化碳含量值,且所述光照强度参数低于所述预设光照强度值,判断所述适用于室内的智能化花盆的任一盆体内是否存在生长状态满足条件的目标植物,其中,所述目标植物为光照条件下进行吸收二氧化碳释放氧气的植物,所述条件为该植物的种植时长高于对应的该植物的设定时长;若存在满足所述条件的目标植物,生成控制所述光照单元开启的光照调控信息。
在该实现方式中,主控单元判断二氧化碳含量是否高于预设二氧化碳含量值,判断光照强度参数是否低于预设光照强度值,以便确定是否需要让植物进行光合作用改善室内的空气质量(降低二氧化碳含量,提高氧气含量)。若二氧化碳含量和光照强度参数满足条件,主控单元可以判断适用于室内的智能化花盆的任一盆体内是否存在生长状态满足条件(条件为该植物的种植时长高于对应的该植物的设定时长)的目标植物(光照条件下进行吸收二氧化碳释放氧气的植物),若存在,即可生成控制光照单元开启的光照调控信息,以便目标植物进行光合作用,改善室内的空气质量。这样的方式还考虑到了植物的种类(有的植物在光照下进行光合作用,但并不释放氧气,而是在黑暗条件下才开启气孔释放氧气吸收二氧化碳,例如景天科植物)、生长状态(例如植物的生长状态不够成熟,大多数叶片处于幼嫩的阶段,光合作用效率低,难以通过光合作用实现改善空气质量的效果)等因素,综合判定是否需要提供光照,从而智能化地对光照进行调控。
结合第一方面的第四种可能的实现方式,在第一方面的第六种可能的实现方式中,所述主控单元根据所述土壤水分含量参数和所述植物生长图像,确定出供水调控信息的方式为:判断所述土壤水分含量参数是否低于预设土壤水分含量;若所述土壤水分含量参数低于所述预设土壤水分含量,获取对应的盆体内植物的种植时长和植物生长图像;根据该盆体内植物的种植时长和植物生长图像,确定出该盆体内植物的当前生长状态,并确定出与该当前生长状态对应的供水量;确定出与所述供水量和所述当前生长状态匹配的供水方式,其中,所述供水方式包括利用所述第一端口的第一方式和利用所述第二端口的第二方式,所述供水调控信息为利用匹配的供水方式向对应的盆体内植物提供所述供水量对应的水。
在该实现方式中,主控单元可以判断土壤水分含量参数是否低于预设土壤水分含量,若是,可以获取对应的盆体内植物的种植时长和植物生长图像,进一步确定出该盆体内植物的当前生长状态,并确定出与该当前生长状态对应的供水量。以及,主控单元还可以确定出与供水量和当前生长状态匹配的供水方式(利用第一端口的第一方式,具有柔和的特点,适用于植物幼苗,利用第二端口的第二方式,供水方式较为激烈,适用于较为坚韧的植物),从而利用匹配的供水方式向对应的盆体内植物提供供水量对应的水。这样能够尽可能考虑到植物的生长状态,采用合适的方式进行适量的供水,实现植物的科学而智能的养护管理。
结合第一方面的第四种可能的实现方式,在第一方面的第七种可能的实现方式中,所述主控单元根据所述植物生长图像,结合所述供肥单元运行的历史记录,确定出供肥调控信息的方式为:根据所述植物生长图像,确定出对应的盆体内植物的当前生长状态;获取所述供肥单元运行的历史记录中的上次供肥时间和上次供肥量;若所述上次供肥时间与当前时间之间的时间差大于预设供肥时长,根据所述当前生长状态和所述上次供肥量,确定出本次供肥量,其中,所述供肥调控信息为向对应的盆体内植物提供所述本次供肥量对应的营养液。
在该实现方式中,主控单元可以根据植物生长图像,确定出对应的盆体内植物的当前生长状态,获取供肥单元运行的历史记录中的上次供肥时间和上次供肥量,通过上次供肥时间与当前时间之间的时间差判断营养液的吸收情况,在时间差大于预设供肥时长时,可以进行供肥。而供肥量的确定,可以根据当前生长状态和上次供肥量来进行确定,从而保证营养液的供肥量合理,实现植物的科学智能的管理,有利于植物的健康生长。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种适用于室内的智能化花盆的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的另一种适用于室内的智能化花盆的结构示意图。
图标:100-适用于室内的智能化花盆;110-基座;111-立柱;120-移动载台;121-滚轮;130-驱动单元;131-驱动电机;132-传动杆;140-盆体;150-主控单元;160-触控单元;170-摄像单元;180-生长环境监测单元;181-光照强度检测子单元;182-气体检测子单元;183-土壤水分检测子单元;1831-第一探针;1832-第二探针;190-生长环境调控单元;191-光照单元;192-供水单元;1921-水箱;1922-水泵;1923-水管;1924-出水口;1925-第一控制阀门;193-供肥单元;1931-营养液箱;1932-第二控制阀门;1933-营养液管;1934-出肥口。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
请参阅图1,图1为本申请实施例提供的一种适用于室内的智能化花盆100的结构示意图。在本实施例中,适用于室内的智能化花盆100可以包括基座110、移动载台120、驱动单元130、盆体140、主控单元150、触控单元160、摄像单元170、生长环境监测单元180和生长环境调控单元190。
示例性的,基座110的中央设有立柱111,移动载台120可以与基座110连接,移动载台120上可以设置盆体140。而驱动单元130可以对应连接移动载台120,且驱动单元130与主控单元150连接,用于驱动移动载台120沿预设路径(例如沿直线靠近基座110或者远离基座110)作靠近或远离基座110的运动。
示例性的,盆体140可以用于承载土壤以种植植物。
示例性的,生长环境监测单元180可以监测盆体140内植物的生长环境参数,并将生长环境参数发送给主控单元150,其中,生长环境参数至少包括土壤水分含量参数和光照强度参数。
示例性的,摄像单元170可以设置在立柱111上,用于拍摄盆体140内植物的植物生长图像,并发送给主控单元150。
示例性的,主控单元150可以设置在立柱111内,以保护主控单元150避免外力损害。主控单元150可以基于生长环境参数和/或植物生长图像,确定出生长环境调控信息,以便基于生长环境调控信息控制生长环境调控单元190的运行,从而调控盆体140内植物的生长环境,其中,生长环境调控单元190用于为盆体140内植物进行供水、供肥和提供光照中的至少一项。
示例性的,触控单元160可以设置在立柱111的顶部,以便用户观察和操作。触控单元160可以显示人机交互信息(例如生长环境参数、植物生长图像和操作选项信息中的至少一项)和接收用户基于对触控单元160的操作而输入的操作信息,并将操作信息发送给主控单元150。此处的操作选项信息可以理解为:为用户提供的选项,例如,是否开启光照单元191,是否进行供水,供水多少,供水方式选用哪种等。
而主控单元150,还可以基于操作信息,生成对应的用户控制信息,以便基于用户控制信息控制生长环境调控单元190的运行。
需要说明的是,在一些可能的实现方式中,适用于室内的智能化花盆100也可以不具备基座110、移动载台120、驱动单元130等,主控单元150、触控单元160、摄像单元170、生长环境监测单元180和生长环境调控单元190,可以基于需要设置在盆体140上或者几种设置在一个实体上,并将这个实体与盆体140连接,以实现适用于室内的智能化花盆100的设计,因此,此处不应视为对本申请的限定。
利用盆体140承载土壤以种植植物,生长环境监测单元180可以监测盆体140内植物的生长环境参数(例如土壤水分含量参数和光照强度参数),摄像单元170可以拍摄盆体140内植物的植物生长图像,而主控单元150可以根据生长环境参数和/或植物生长图像,确定出生长环境调控信息,以便控制生长环境调控单元190的运行,从而调控盆体140内植物的生长环境(例如供水、供肥和提供光照),实现植物的智能化的自动管理。另外,触控单元160可以显示人机交互信息和接收用户输入的操作信息,以便主控单元150根据操作信息控制生长环境调控单元190的运行,实现用户的主动管理。这样的方式一方面可以给用户带来养护植物的乐趣(用户的主动管理),也可以在用户无暇管理植物的时候,进行植物的自动管理,从而能够科学地进行植物养护,给用户带来乐趣的同时,也能够为用户带来成就感,且能够很好地对室内进行装饰,不必因为植物养不好而花费过多的成本买新的植物,以较低成本的方式给用户带来很好的植物养护体验。
在本实施例中,移动载台120的数量可以为一个,也可以为多个,此处不作限定。在移动载台120的数量为多个时,可以参阅图2。多个移动载台120可以环绕基座110设置,每个移动载台120上设有盆体140;每个驱动单元130对应连接一个移动载台120,且每个驱动单元130均与主控单元150连接,用于驱动对应的移动载台120沿各自的预设路径作靠近或远离基座110的运动。
通过在基座110中央设置立柱111,多个移动载台120环绕基座110设置,每个移动载台120上设有盆体140,每个驱动单元130对应连接一个移动载台120,用于驱动对应的移动载台120沿各自的预设路径作靠近或远离立柱111的运动。这样的方式,一方面可以使得适用于室内的智能化花盆100,可以实现对多个花盆的同时管理,实现不同植物的搭配养护,给用户更大的选择空间;另一方面,移动载台120可移动,使得适用于室内的智能化花盆100可以根据室内的空间情况和实际需要确定不同的摆放造型,从而使得适用于室内的智能化花盆100更具备灵活性和观赏性。
由于图1和图2中示出的适用于室内的智能化花盆100,主要区别在于移动载台120的数量和设置关系不同,而对应的其他部件也有适应性调整(例如盆体140的数量、驱动单元130的数量、生长环境监测单元180的数量、生长环境调控单元190的数量等),因此,此处将以图2为例进行说明,若图2中存在部件的设置关系存在难以看清的,可以结合图1进行参阅。
在本实施例中,生长环境调控单元190可以包括供水单元192、供肥单元193和光照单元191,以分别对盆体140内植物的供水、供肥、光照等生长环境进行调控。
示例性的,供水单元192可以包括水箱1921、水管1923、水泵1922和出水口1924,水箱1921设置在立柱111上,水泵1922安置于水箱1921内,出水口1924设置在盆体140的内壁上,水管1923包括第一端口、第二端口和第三端口,第一端口与水箱1921的第一控制阀门1925连接,第二端口与水泵1922连接,第三端口与出水口1924连接,其中,第一控制阀门1925在控制单元的控制下开启或关闭,第一端口的设置高度高于第三端口的设置高度。
供水单元192可以包括水箱1921、水管1923、水泵1922和出水口1924,通过水箱1921设置在立柱111上,水泵1922安置于水箱1921内,出水口1924设置在盆体140的内壁上,水管1923又可以包括第一端口(与水箱1921的第一控制阀门1925连接)、第二端口(与水泵1922连接)和第三端口(与出水口1924连接),这样可以提供两种不同的供水方式(通过阀门控制供水的方式柔和,通过水泵1922控制供水的方式激烈),从而适应不同状态的植物(有的种类和状态的植物娇柔,需要柔和的供水方式,有的种类和状态的植物坚韧,可以采用激烈一些的供水方式)。
示例性的,供肥单元193可以包括营养液箱1931、营养液管1933、出肥口1934。营养液箱1931可以设置在立柱111上,且营养液箱1931与水箱1921分别设置在立柱111的两侧,出肥口1934设置在盆体140的内壁上,且出肥口1934的设置高度低于出水口1924的设置高度,营养液管1933连接在出肥口1934和营养液箱1931的第二控制阀门1932之间,其中,第二控制阀门1932在控制单元的控制下开启或关闭。
考虑到植物营养液的吸收问题,为了便于植物对营养液的吸收,供肥单元193可以采用这样的设计方式:营养液箱1931设置在立柱111上,且与水箱1921分别设置在立柱111的两侧(以保持立柱111和基座110的平衡),出肥口1934设置在盆体140的内壁上,且出肥口1934的设置高度低于出水口1924的设置高度(利于植物根部对营养液的吸收,也能够尽可能避免供水时的水流对营养液的冲刷),营养液管1933连接在出肥口1934和营养液箱1931的第二控制阀门1932之间。
示例性的,光照单元191可以环绕立柱111设置,以便为每个盆体140内的植物提供光照。
示例性的,摄像单元170可以包括摄像头和摄像方位调节机构,摄像方位调节机构环绕立柱111设置,可沿立柱111周向旋转,摄像头设置在摄像方位调节机构上,从而在摄像方位调节机构的带动下沿立柱111旋转,以调节摄像方位,拍摄不同的移动载台120上的盆体140内植物的植物生长图像。这样可以利用一个摄像头即可实现对不同方位的植物的拍摄,有利于在节约成本的条件下保证植物生长图像质量。
通常来说,光照单元191可以设置在摄像单元170的下方(即,光照单元191在立柱111上的设置高度低于摄像单元170在立柱111上的设置高度),避免摄像单元170的阴影覆盖在植物上,影响植物的光合作用和对植物生长图像的拍摄。光照单元191可以为led灯、日光灯等,此处不作限定。
在本实施例中,每个移动载台120的底部设有滚轮121。针对每个驱动单元130,驱动单元130可以包括驱动电机131和传动杆132,驱动电机131可以设置在基座110内部,并与主控单元150连接,传动杆132可以连接在驱动电机131与对应的移动载台120之间。
通过在移动载台120的底部设置滚轮121,可以便于移动载台120的运动,将驱动电机131设置在基座110内部,通过传动杆132连接驱动电机131和移动载台120,可以简单方便地实现对移动载台120的控制。
示例性的,为了尽可能提升移动载台120的可移动距离(依赖于传动杆132的可用长度),可以在相对的两侧设置的移动载台120上开设通孔,可以使得在对侧的移动载台120向基座110靠近时,传动杆132可以穿过基座110,插入本侧的移动载台120上所开设的通孔内,以对传动杆132进行收纳。当然,此种方式下,由于多个移动载台120的传动杆132均会穿过基座110,因此在设计时可以考虑不同的高度设置不同的传动杆132,以避免相互抵持的情况,此处不作限定。
在本实施例中,主控单元150可以对移动载台120的位置进行智能化的适应性调节,以便于植物的健康生长。
示例性的,主控单元150可以基于移动载台120的盆体140内植物的植物生长图像,确定出该植物的当前状态,并基于当前状态生成移动载台120调控信息,以控制该移动载台120运动;若用户基于对触控单元160的操作而输入的操作信息中包含调控对应的移动载台120的指令,主控单元150还用于基于操作信息,生成移动载台120调控信息,以控制该移动载台120运动。这样可以实现移动载台120的自动控制,且控制时能够考虑到该载台上的盆体140内植物的当前状态,有利于实现智能化花盆的智能化控制。当然,也可以通过触控单元160和主控单元150实现对移动载台120的控制,便于用户根据自己的需要对移动载台120进行调节。
具体的,主控单元150基于移动载台120的盆体140内植物的植物生长图像,确定出该植物的当前状态,并基于当前状态生成移动载台120调控信息的方式可以为:主控单元150获取移动载台120的盆体140内植物的植物种类信息;获取该植物的种植时长信息;根据该植物的植物生长图像,确定出该植物的当前生长状态;根据该植物的植物种类信息、种植时长信息和当前生长状态,确定出预期时长内该植物的生长空间;而后根据该移动载台120的位置和该植物的生长空间,确定出用于该移动载台120的移动载台120调控信息。
其中,主控单元150获取移动载台120的盆体140内植物的植物种类信息,可以是从用户的输入记录中获取的,也可以是主控单元150根据对植物种子的图像进行识别而获取的,还可以是主控单元150根据对植物生长图像的识别(例如识别叶片、枝干等特征)而获取的,此处不作限定。该植物的种植时长信息,若该植物从种子阶段开始种植,则主控单元150可以获取从种子种植起到现在的时长,若是用户买的现成植物,那么主控单元150可以基于对植物生长图像中植物的生长状态的识别,预估该植物的种植时长。例如,该植物处于幼苗期和抽芽阶段等快速成长的时期,则可以较为准确地预估植物的种植时长;若该植物已经处于成熟期,那么可以通过植物的主干粗度、枝桠数量和密度等进行预估,植物的种植时长的确定,均可以利用训练好的预估模型(利用植物的不同时期的图像进行训练而得到)进行预估,此处不作限定。
通过获取移动载台120的盆体140内植物的植物种类信息和种植时长信息,根据该植物的植物生长图像确定出该植物的当前生长状态,结合该植物的植物种类信息、种植时长信息和当前生长状态,可以确定出预期时长内该植物的生长空间,从而根据该移动载台120的位置和该植物的生长空间,确定出用于该移动载台120的移动载台120调控信息。这样的方式确定的移动载台120调控信息,可以综合性地考虑到植物种类、种植时长、当前生长状态等多种因素,确定出该植物在预期时长内需要的生长空间,以指导移动载台120的调控,从而避免生长空间不足影响植物的生长状态和生长形态的情况。
在本实施例中,生长环境监测单元180可以包括土壤水分检测子单元183、光照强度检测子单元181和气体检测子单元182。
示例性的,气体检测子单元182可以设置在立柱111上,用于检测室内的气体浓度参数,并将气体浓度参数发送给主控单元150,其中,气体浓度参数可以包括二氧化碳含量和/或氧气含量(即,既可单独包含任一项,也可以同时包含两项)。通过将气体检测子单元182(例如氧气/二氧化碳浓度计)设置在立柱111上,可以检测室内的气体浓度参数(例如二氧化碳含量和/或氧气含量)。
示例性的,光照强度检测子单元181可以设置在立柱111的顶端,且与触控单元160互不接触,光照强度检测子单元181用于检测室内的光照强度参数,并将光照强度参数发送给主控单元150。光照强度检测子单元181设置在立柱111的顶端(与触控单元160互不接触),有利于防止遮挡,从而准确检测室内的光照强度参数。
示例性的,针对每个盆体140,土壤水分检测子单元183的第一探针1831和第二探针1832间隔预设距离设置在每个盆体140底部,在该盆体140中种植植物时,该盆体140内承载的土壤能够覆盖第一探针1831和第二探针1832。并且,第一探针1831和第二探针1832均与主控单元150连接,主控单元150控制第一探针1831发送探测信号,第二探针1832接收返回信号,并将返回信号发送给主控单元150,以便主控单元150基于返回信号确定出土壤水分含量参数,其中,第一探针1831发送的探测信号经过土壤传递至第二探针1832,第二探针1832接收到的信号即为返回信号。
通过将土壤水分检测子单元183的第一探针1831和第二探针1832间隔预设距离设置在每个盆体140的底部(种植植物时,该盆体140内承载的土壤可以覆盖第一探针1831和第二探针1832),这样的方式有利于主控单元150准确检测出土壤水分含量参数(实现原理是利用驻波比法,测量土壤的介电常数,结合土壤水分特征曲线,得到土壤的含水量)。当然,也可以采用现成的土壤水分含量检测装置进行自动检测,最好是选用非接触式的检测仪,以避免对植物生长环境的影响。
在本实施例中,生长环境参数可以包括气体浓度参数、光照强度参数和土壤水分含量参数。而主控单元150,则可以用于执行以下方式中的至少一项,以实现对植物的生长环境的调控:
根据气体浓度参数和光照强度参数,确定出光照调控信息,以基于光照调控信息控制光照单元191的运行。或者,根据土壤水分含量参数和植物生长图像,确定出供水调控信息,以基于供水调控信息控制供水单元192的运行。或者,根据植物生长图像,结合供肥单元193运行的历史记录,确定出供肥调控信息,以基于供肥调控信息控制供肥单元193的运行。
这样可以使得主控单元150能够智能化地进行供水调控、光照调控和供肥调控,从而有利于保证适用于室内的智能化花盆100对植物养护的智能化管理。
示例性的,气体浓度参数中包含二氧化碳含量时,主控单元150根据气体浓度参数和光照强度参数,确定出光照调控信息的方式可以为:
判断二氧化碳含量是否高于预设二氧化碳含量值(例如0.045%,即450ppm,此处不作限定),判断光照强度参数是否低于预设光照强度值(例如50勒克斯,此处不作限定)。若二氧化碳含量高于预设二氧化碳含量值,且光照强度参数低于预设光照强度值,主控单元150可以判断适用于室内的智能化花盆100的任一盆体140内是否存在生长状态满足条件的目标植物,其中,目标植物为光照条件下进行吸收二氧化碳释放氧气的植物,条件为该植物的种植时长高于对应的该植物的设定时长(例如琴叶喜林芋对应的设定时间为3个月,银皇后对应的设定时间为6个月,此处仅是举例,不应视为对本申请的限定);若存在满足条件的目标植物,主控单元150可以生成控制光照单元191开启的光照调控信息。
主控单元150通过判断二氧化碳含量是否高于预设二氧化碳含量值,判断光照强度参数是否低于预设光照强度值,以便确定是否需要让植物进行光合作用改善室内的空气质量(降低二氧化碳含量,提高氧气含量)。若二氧化碳含量和光照强度参数满足条件,主控单元150可以判断适用于室内的智能化花盆100的任一盆体140内是否存在生长状态满足条件(条件为该植物的种植时长高于对应的该植物的设定时长)的目标植物(光照条件下进行吸收二氧化碳释放氧气的植物),若存在,即可生成控制光照单元191开启的光照调控信息,以便目标植物进行光合作用,改善室内的空气质量。这样的方式还考虑到了植物的种类(有的植物在光照下进行光合作用,但并不释放氧气,而是在黑暗条件下才开启气孔释放氧气吸收二氧化碳,例如景天科植物)、生长状态(例如植物的生长状态不够成熟,大多数叶片处于幼嫩的阶段,光合作用效率低,难以通过光合作用实现改善空气质量的效果)等因素,综合判定是否需要提供光照,从而智能化地对光照进行调控。
示例性的,主控单元150根据土壤水分含量参数和植物生长图像,确定出供水调控信息的方式可以为:
判断土壤水分含量参数是否低于预设土壤水分含量;若土壤水分含量参数低于预设土壤水分含量,获取对应的盆体140内植物的种植时长和植物生长图像;根据该盆体140内植物的种植时长和植物生长图像,确定出该盆体140内植物的当前生长状态(例如发芽期3~15天,幼苗期15~45天,成长期45天~6个月,成熟期,6个月以上),并确定出与该当前生长状态对应的供水量(例如发芽期和幼苗期的供水量为a毫升,成长期的供水量为b毫升,成熟期的供水量为c毫升,此处不作限定);确定出与供水量和当前生长状态匹配的供水方式(例如,幼苗期和成长期的供水方式为第一方式;成长期供水量在b毫升及以上的,利用第二方式供水,成长期供水量在b毫升以下的,利用第一方式供水;成熟期的利用第二方式供水,此处不作限定),其中,供水方式包括利用第一端口的第一方式和利用第二端口的第二方式,供水调控信息为利用匹配的供水方式向对应的盆体140内植物提供供水量对应的水。
主控单元150通过判断土壤水分含量参数是否低于预设土壤水分含量,若是,可以获取对应的盆体140内植物的种植时长和植物生长图像,进一步确定出该盆体140内植物的当前生长状态,并确定出与该当前生长状态对应的供水量。以及,主控单元150还可以确定出与供水量和当前生长状态匹配的供水方式(利用第一端口的第一方式,具有柔和的特点,适用于娇嫩的植物幼苗,利用第二端口的第二方式,供水方式较为激烈,适用于较为坚韧的植物),从而利用匹配的供水方式向对应的盆体140内植物提供供水量对应的水。这样能够尽可能考虑到植物的生长状态,采用合适的方式进行适量的供水,实现植物的科学而智能的养护管理。
示例性的,主控单元150根据植物生长图像,结合供肥单元193运行的历史记录,确定出供肥调控信息的方式可以为:
根据植物生长图像,确定出对应的盆体140内植物的当前生长状态;获取供肥单元193运行的历史记录中的上次供肥时间和上次供肥量;若上次供肥时间与当前时间之间的时间差大于预设供肥时长(例如60天,此处不作限定),根据当前生长状态和上次供肥量,确定出本次供肥量,其中,供肥调控信息为向对应的盆体140内植物提供本次供肥量对应的营养液。
主控单元150通过根据植物生长图像,确定出对应的盆体140内植物的当前生长状态,获取供肥单元193运行的历史记录中的上次供肥时间和上次供肥量,通过上次供肥时间与当前时间之间的时间差判断营养液的吸收情况,在时间差大于预设供肥时长时,可以进行供肥。而供肥量的确定,可以根据当前生长状态和上次供肥量来进行确定,从而保证营养液的供肥量合理,实现植物的科学智能的管理,有利于植物的健康生长。
综上所述,本申请实施例提供一种适用于室内的智能化花盆100,利用盆体140承载土壤以种植植物,生长环境监测单元180可以监测盆体140内植物的生长环境参数(例如土壤水分含量参数和光照强度参数),摄像单元170可以拍摄盆体140内植物的植物生长图像,而主控单元150可以根据生长环境参数和/或植物生长图像,确定出生长环境调控信息,以便控制生长环境调控单元190的运行,从而调控盆体140内植物的生长环境(例如供水、供肥和提供光照),实现植物的智能化的自动管理。另外,触控单元160可以显示人机交互信息和接收用户输入的操作信息,以便主控单元150根据操作信息控制生长环境调控单元190的运行,实现用户的主动管理。这样的方式一方面可以给用户带来养护植物的乐趣(用户的主动管理),也可以在用户无暇管理植物的时候,进行植物的自动管理,从而能够科学地进行植物养护,给用户带来乐趣的同时,也能够为用户带来成就感,且能够很好地对室内进行装饰,不必因为植物养不好而花费过多的成本买新的植物,以较低成本的方式给用户带来很好的植物养护体验。
在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
1.一种适用于室内的智能化花盆,其特征在于,包括:盆体、主控单元、触控单元、摄像单元、生长环境监测单元、生长环境调控单元,
所述盆体,用于承载土壤以种植植物;
所述生长环境监测单元,用于监测所述盆体内植物的生长环境参数,并将所述生长环境参数发送给所述主控单元,其中,所述生长环境参数至少包括土壤水分含量参数和光照强度参数;
所述摄像单元,用于拍摄所述盆体内植物的植物生长图像,并发送给所述主控单元;
所述主控单元,用于基于所述生长环境参数和/或所述植物生长图像,确定出生长环境调控信息,以便基于所述生长环境调控信息控制所述生长环境调控单元的运行,从而调控所述盆体内植物的生长环境,其中,所述生长环境调控单元用于为所述盆体内植物进行供水、供肥和提供光照中的至少一项;
所述触控单元,用于显示人机交互信息和接收用户基于对所述触控单元的操作而输入的操作信息,并将所述操作信息发送给所述主控单元,其中,所述人机交互信息包括所述生长环境参数、所述植物生长图像和操作选项信息中的至少一项;
所述主控单元,还用于基于所述操作信息,生成对应的用户控制信息,以便基于所述用户控制信息控制所述生长环境调控单元的运行。
2.根据权利要求1所述的适用于室内的智能化花盆,其特征在于,所述生长环境调控单元包括供水单元、供肥单元和光照单元,所述适用于室内的智能化花盆,还包括基座、多个移动载台和多个驱动单元,
所述基座的中央设有立柱;
多个所述移动载台环绕所述基座设置,每个所述移动载台上设有所述盆体;
每个所述驱动单元对应连接一个所述移动载台,且所述每个所述驱动单元均与所述主控单元连接,用于驱动对应的移动载台沿各自的预设路径作靠近或远离所述基座的运动;
所述供水单元包括水箱、水管、水泵和出水口,所述水箱设置在所述立柱上,所述水泵安置于所述水箱内,所述出水口设置在所述盆体的内壁上,所述水管包括第一端口、第二端口和第三端口,所述第一端口与所述水箱的第一控制阀门连接,所述第二端口与所述水泵连接,所述第三端口与所述出水口连接,其中,所述第一控制阀门在所述控制单元的控制下开启或关闭,所述第一端口的设置高度高于所述第三端口的设置高度;
所述供肥单元包括营养液箱、营养液管、出肥口,所述营养液箱设置在所述立柱上,且所述营养液箱与所述水箱分别设置在所述立柱的两侧,所述出肥口设置在所述盆体的内壁上,且所述出肥口的设置高度低于所述出水口的设置高度,所述营养液管连接在所述出肥口和所述营养液箱的第二控制阀门之间,其中,所述第二控制阀门在所述控制单元的控制下开启或关闭;
所述光照单元,环绕所述立柱设置;
所述摄像单元包括摄像头和摄像方位调节机构,所述摄像方位调节机构环绕所述立柱设置,可沿所述立柱周向旋转,所述摄像头设置在所述摄像方位调节机构上,从而在所述摄像方位调节机构的带动下沿所述立柱旋转,以调节摄像方位,拍摄不同的移动载台上的盆体内植物的植物生长图像;
所述主控单元设置在所述立柱内;
所述触控单元设置在所述立柱的顶部。
3.根据权利要求2所述的适用于室内的智能化花盆,其特征在于,每个所述移动载台的底部设有滚轮,针对每个所述驱动单元,包括驱动电机和传动杆,
所述驱动电机设置在所述基座内部,并与所述主控单元连接,所述传动杆连接在所述驱动电机与对应的移动载台之间;
所述主控单元,还用于基于所述移动载台的盆体内植物的植物生长图像,确定出该植物的当前状态,并基于所述当前状态生成移动载台调控信息,以控制该移动载台运动;
若所述用户基于对所述触控单元的操作而输入的操作信息中包含调控对应的移动载台的指令,所述主控单元还用于基于所述操作信息,生成移动载台调控信息,以控制该移动载台运动。
4.根据权利要求3所述的适用于室内的智能化花盆,其特征在于,所述主控单元基于移动载台的盆体内植物的植物生长图像,确定出该植物的当前状态,并基于所述当前状态生成移动载台调控信息的方式为:
获取移动载台的盆体内植物的植物种类信息;
获取该植物的种植时长信息;
根据该植物的植物生长图像,确定出该植物的当前生长状态;
根据该植物的所述植物种类信息、所述种植时长信息和所述当前生长状态,确定出预期时长内该植物的生长空间;
根据该移动载台的位置和该植物的生长空间,确定出用于该移动载台的所述移动载台调控信息。
5.根据权利要求2所述的适用于室内的智能化花盆,其特征在于,所述生长环境监测单元包括土壤水分检测子单元、光照强度检测子单元和气体检测子单元,
所述气体检测子单元设置在所述立柱上,用于检测室内的气体浓度参数,并将所述气体浓度参数发送给所述主控单元,其中,所述气体浓度参数包括二氧化碳含量和/或氧气含量;
所述光照强度检测子单元设置在所述立柱的顶端,且与所述触控单元互不接触,所述光照强度检测子单元用于检测室内的光照强度参数,并将所述光照强度参数发送给所述主控单元;
针对每个盆体,所述土壤水分检测子单元的第一探针和第二探针间隔预设距离设置在每个盆体的底部,在该盆体中种植植物时,该盆体内承载的土壤覆盖所述第一探针和所述第二探针,所述第一探针和所述第二探针均与所述主控单元连接,所述主控单元控制所述第一探针发送探测信号,所述第二探针接收返回信号,并将所述返回信号发送给所述主控单元,以便所述主控单元基于所述返回信号确定出土壤水分含量参数,其中,所述第一探针发送的所述探测信号经过土壤传递至所述第二探针,所述第二探针接收到的信号即为所述返回信号;
对应的,所述生长环境参数包括所述气体浓度参数、所述光照强度参数和所述土壤水分含量参数,所述主控单元,则用于执行以下方式中的至少一项:根据所述气体浓度参数和所述光照强度参数,确定出光照调控信息,以基于所述光照调控信息控制所述光照单元的运行;或者,根据所述土壤水分含量参数和所述植物生长图像,确定出供水调控信息,以基于所述供水调控信息控制所述供水单元的运行;或者,根据所述植物生长图像,结合所述供肥单元运行的历史记录,确定出供肥调控信息,以基于所述供肥调控信息控制所述供肥单元的运行。
6.根据权利要求5所述的适用于室内的智能化花盆,其特征在于,所述气体浓度参数中包含二氧化碳含量,所述主控单元根据所述气体浓度参数和所述光照强度参数,确定出光照调控信息的方式为:
判断所述二氧化碳含量是否高于预设二氧化碳含量值,判断所述光照强度参数是否低于预设光照强度值;
若所述二氧化碳含量高于所述预设二氧化碳含量值,且所述光照强度参数低于所述预设光照强度值,判断所述适用于室内的智能化花盆的任一盆体内是否存在生长状态满足条件的目标植物,其中,所述目标植物为光照条件下进行吸收二氧化碳释放氧气的植物,所述条件为该植物的种植时长高于对应的该植物的设定时长;
若存在满足所述条件的目标植物,生成控制所述光照单元开启的光照调控信息。
7.根据权利要求5所述的适用于室内的智能化花盆,其特征在于,所述主控单元根据所述土壤水分含量参数和所述植物生长图像,确定出供水调控信息的方式为:
判断所述土壤水分含量参数是否低于预设土壤水分含量;
若所述土壤水分含量参数低于所述预设土壤水分含量,获取对应的盆体内植物的种植时长和植物生长图像;
根据该盆体内植物的种植时长和植物生长图像,确定出该盆体内植物的当前生长状态,并确定出与该当前生长状态对应的供水量;
确定出与所述供水量和所述当前生长状态匹配的供水方式,其中,所述供水方式包括利用所述第一端口的第一方式和利用所述第二端口的第二方式,所述供水调控信息为利用匹配的供水方式向对应的盆体内植物提供所述供水量对应的水。
8.根据权利要求5所述的适用于室内的智能化花盆,其特征在于,所述主控单元根据所述植物生长图像,结合所述供肥单元运行的历史记录,确定出供肥调控信息的方式为:
根据所述植物生长图像,确定出对应的盆体内植物的当前生长状态;
获取所述供肥单元运行的历史记录中的上次供肥时间和上次供肥量;
若所述上次供肥时间与当前时间之间的时间差大于预设供肥时长,根据所述当前生长状态和所述上次供肥量,确定出本次供肥量,其中,所述供肥调控信息为向对应的盆体内植物提供所述本次供肥量对应的营养液。
技术总结