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专利号: 2023117118620
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于环境感知的自适应智能花盆,其特征在于,包括花盆盆体(1)、花盆盆底(2)、花盆盆顶(3)、花卉分割(4)、智能监测处理系统、视觉检测处理系统以及人机交互系统;

所述智能监测处理系统用于实时监测花卉的生长状况,并反馈给人机交互系统;

所述视觉检测处理系统用于检测每个花卉分割中所种植的花卉种类,以便于之后对不同花卉的精准养护;

所述人机交互系统用于用户对花盆的控制,以可视化的方式将花卉的生长状况反馈给人机交互系统;

所述花盆盆体(1)下端固定装有花盆盆底(2),所述花盆盆体(1)内部固定装有花卉分割(4),所述花卉分割(4)上端固定装有花盆盆顶(3),所述花盆盆体(1)与花盆盆底(2)与花卉分割(4)与花盆盆顶(3)相互固定连接;

智能监测处理系统、视觉检测处理系统、人机交互系统安装在花盆盆体(1)的两侧;

所述花盆盆体(1)底部设置有第一滑道(5)和第二滑道卡槽(8),所述花盆盆体(1)中设有通水口(9)和舵机安装槽(10),第一滑道(5)位于花盆盆底的外侧、第二滑道卡槽(8)位于花盆盆体底部的内测、通水口(9)和舵机安装槽(10)上下嵌套的安装于花盆盆体底部的中间位置;

所述通水口(9)上侧设置有土壤湿度传感器(42)和养分浓度传感器(43);

所述第一滑道(5)为环形滑道,第二滑道卡槽(8)为环形卡槽,所述舵机安装槽(10)为矩形卡槽;

所述第一滑道(5)与第一滑道卡槽(7)之间设置钢珠,所述第二滑道卡槽(8)第二滑道(6)之间设置钢珠;

所述花卉分割(4)中包括第一分隔片(60)、第二分隔片(61)、第三分隔片(62)、第四分隔片(63)、第二储水器(64)、第二出水口(65)、组装圆环(66);其中四个分隔片均位于第二储水器的外侧,且每两个相邻的分隔片之间成90°直角,第二储水器与输水管直径相同且成同心关系,组装圆环位于第二储水器底部,并将第二储水器(64)包裹在内;

所述花卉分割(4)顶部有组装圆环(66),所述花盆盆顶(3)底部安有圆环卡扣,所述花卉分割(4)与花盆盆顶(3)通过组装圆环(66)进行配合固定;

所述智能监测处理系统包括浇水系统(67)、补光系统(68)、空气温湿度系统(69)、花盆转动系统(70);

所述浇水系统(67)包括土壤湿度传感器(42)、水泵(55)、输水管(56)、第一储水器(11)、第二储水器(64)、第一出水口(37)、第二出水口(65);其中土壤湿度传感器(42)插入在花盆盆体(1)内部的土壤之中,且每两个花卉分隔片之间都插有一土壤湿度传感器(42),水泵(55)位于花盆盆底的第一储水器(11)之中,第一储水器(11)、第二储水器(64)和输水管(56)在竖直方向同心配合且紧密相扣,第一出水口(37)位于输水管(56)的外侧,第二出水口(65)位于花卉分割(4)底部的第二储水器(64)外侧;

所述补光系统(68)包括灯带安装槽(39)、光照强度传感器(41)、灯带(57);其中灯带(57)安装槽嵌入在吊顶(15)内部,光照强度传感器(41)通过热熔胶黏贴在吊顶(15)的外侧,灯带(57)嵌套于灯带安装槽(39)的内部;

所述灯带(57)与灯带安装槽(39)通过胶水进行粘合连接;

所述空气温湿度系统(69)包括空气温湿度模块卡槽(33)、空气温湿度模块保护壳(34)、空气温湿度传感器(45);其中空气温湿度模块卡槽(33)与空气温湿度模块保护壳(34)均位于第二安装板上;

所述花盆转动系统(70)包括角度传感器(44)、舵机(54)、舵机云台(13);其中角度传感器(44)位于第二安装板上,舵机(54)与舵机云台(13)均位于花盆底座的正中间,且通过卡槽及螺丝固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于环境感知的自适应智能花盆,其特征在于,所述花盆盆底(2)中分为第一储水器(11)和盆体‑盆底固定器(12),第一储水器(11)位于盆体‑盆底固定器(12)下部,第一储水器(11)的形状为锥形结构且第一储水器(11)与盆体‑盆底固定器(12)通过热熔胶相扣连通;

所述花盆盆底(2)中安有舵机云台(13),位于花盆盆底(2)底部的中间处和输水管的正下方,花盆盆底(2)设置有花盆转动系统(70),花盆转动系统(70)中包含舵机(54),所述舵机云台(13)与舵机(54)通过螺丝进行固定连接;

所述盆体‑盆底固定器(12)中设有第二滑道(6)和第一滑道卡槽(7),第二滑道(6)和第一滑道卡槽(7),第二滑道(6)位于花盆盆底(2)底部的内侧,第一滑道卡槽(7)位于花盆盆底(2)的外侧,所述盆体‑盆底固定器(12)中安有舵机云台(13),舵机云台(13)用于固定舵机(54)并实现舵机(54)带动花盆盆体(1)旋转,舵机(54)与花盆盆体(1)通过舵机转动处的齿轮相互配合连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于环境感知的自适应智能花盆,其特征在于,所述花盆盆顶(3)中分为盆顶储水桶(14)和位于盆顶储水桶(14)顶部的吊顶(15),所述盆顶储水桶(14)为柱形储水桶,吊顶(15)为环形外壳加六个柱形固定器,所述盆顶储水桶(14)前侧安有第一安装板(16),所述第一安装板(16)包括第一继电器安装槽(18)、第二继电器安装槽(19)、第一限位器保护壳(20)、第二限位器保护壳(21)、自制降压模块(22)、自制降压模块保护壳(23)、第一限位器出线口(24)、第二限位器出线口(25)、降压模块出线口(26);

所述花盆盆顶(3)前侧安有第一安装板(16),所述花盆盆顶(3)后侧安有第二安装板(17),所述花盆盆顶(3)左侧装有迷你音箱安装槽(35),所述花盆盆顶(3)右侧装有电池存放箱(36),所述第一安装板(16)、第二安装板(17)、迷你音箱安装槽(35)、电池存放箱(36)与花盆盆顶(3)相互固定连接;

所述第一安装板(16)上安有第一继电器安装槽(18)、第二继电器安装槽(19)、第一限位器保护壳(20)、第二限位器保护壳(21)、自制降压模块(22)、自制降压模块保护壳(23),所述第一继电器安装槽(18)与第一限位器保护壳(20)和第二继电器安装槽(19)与第二限位器保护壳(21)和自制降压模块(22)与自制降压模块保护壳(23)通过卡扣方式进行固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于环境感知的自适应智能花盆,其特征在于,所述盆顶储水桶(14)后侧安有第二安装板(17),所述第二安装板(17)包括HC‑05蓝牙卡槽(27)、HC‑

05蓝牙保护壳(28)、语音模块卡槽(29)、语音模块保护壳(30)、主控板卡槽(31)、主控板保护壳(32)、空气温湿度模块卡槽(33)、空气温湿度模块保护壳(34),所述盆顶储水桶(14)左侧装有迷你音箱安装槽(35),所述盆顶储水桶(14)右侧装有电池存放箱(36)、第一出水口(37),水管存放箱(38),所述吊顶(15)中安有灯带安装槽(39)、LCD显示屏(40)、光照强度传感器(41);

所述第二安装板(17)上安有HC‑05蓝牙卡槽(27)、HC‑05蓝牙保护壳(28)、语音模块卡槽(29)、语音模块保护壳(30)、主控板卡槽(31)、主控板保护壳(32)、空气温湿度模块卡槽(33)、空气温湿度模块保护壳(34),所述人机交互系统中包括HC‑05蓝牙模块(47)、ASR‑PRO语音模块(48),空气温湿度系统(69)包括空气温湿度模块卡槽(33),所述HC‑05蓝牙卡槽(27)与HC‑05蓝牙保护壳(28)和语音模块卡槽(29)与语音模块保护壳(30)和主控板卡槽(31)与主控板保护壳(32)和空气温湿度模块卡槽(33)与空气温湿度模块保护壳(34)通过卡扣方式进行固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于环境感知的自适应智能花盆,其特征在于,所述花盆盆顶(3)中包含吊顶(15),所述吊顶(15)中安有LCD显示屏(40)、光照强度传感器(41)、风扇(58),所述吊顶(15)与LCD显示屏(40)、光照强度传感器(41)、风扇(58)通过胶水进行粘合连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于环境感知的自适应智能花盆,其特征在于,所述视觉检测处理系统包括OV7670视觉识别模块(46),OV7670视觉识别模块(46)用于识别每个花卉分割中所种植的花卉种类,所述OV7670视觉识别模块(46)与花盆盆顶(3)和主控板(53)相连接;

所述人机交互系统包括LCD显示屏(40)、HC‑05蓝牙模块(47)、ASR‑PRO语音模块(48)、迷你音箱(49);其中LCD显示屏(40)通过热熔胶黏贴于吊顶(15)的最外层,HC‑05蓝牙模块(47)和ASR‑PRO语音模块(48)均通过螺丝固定于第二安装板上,迷你音响通过热熔胶黏贴于第二输水管的外侧。

7.根据权利要求1‑6任一项所述的一种基于环境感知的自适应智能花盆的控制方法,其特征在于,包括以下步骤;

智能控制:当花盆启动后,首先由OV7670视觉识别模块(46)对四个花卉中的花种进行精准识别,识别方式为神经网络算法识别,即通过导入当前时刻的花卉图片,并在花卉图片中提前特征信息,并用在训练集中训练出的模型对该特征信息进行匹配识别,从而得到花卉的具体品种,并将信息传输给主控板(53),主控板(53)对四个花卉中的植物进行编号及命名;

由光照强度传感器(41)、土壤湿度传感器(42)、空气温湿度传感器(45)、养分浓度传感器(43)分别进行实时的检测;

当某一传感器所检测到的阈值小于控制系统中所识别出的该类花种的平均阈值时,将启动补光系统(68)、浇水系统(67)、空气温湿度系统(69);

当该传感器检测到的阈值大于或等于控制系统中所识别出的该类花种的平均阈值时,将停止该处理操作;

语音控制:当花盆启动后,ASR‑PRO语音模块(48)将自动开启并时刻捕捉语音信息;

用户应用“小若,小若”唤醒词来唤醒花盆的语音控制系统;

当花盆被唤醒后便可识别其余的词条信息,此时用户可对花盆说“开启浇水”使得花盆进入浇水系统的运作中;

或对花盆说“进入蓝牙模式”、“进入智能模式”来实现固定的功能;

蓝牙控制:当花盆启动后,HC‑05蓝牙模块(47)将自动开启,用户需要通过手机蓝牙连接名为“HC‑05”的蓝牙模块;

当用户连接好蓝牙后,需要先通过“小若,小若”的语音词条来唤醒花盆;用户需要对花盆说“进入蓝牙模式”来启动蓝牙系统;当蓝牙系统启动后,用户可通过手机APP“蓝牙调试器”中的按键来控制花盆浇水、补光的控制操作。