CN108935023A - 一种智能化家用物联网系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能化家用物联网系统，解决家中植物由于浇水不及时引起的死亡问题，属于家用物联网领域。智能化家用物联网系统由通讯连接的外围设备层、中间服务层和用户终端层组成，所述中间服务层响应用户终端层的指令，并将指令转发给外围设备层，同时将外围设备层采集的数据集中进行处理和存储，并将数据推送到用户终端层进行显示；所述智能化家用物联网系统还包括浇花系统。本发明可以根据家中植物不同的水分需求通过用户终端进行单独或同时水分供给，操作更加方便、更好控制，省去人工操作，做到智能湿度调节和水分供给，省时省力、节约资源、实用性好。

Description

一种智能化家用物联网系统

技术领域

本发明涉及大物联网技术领域，尤其涉及一种智能化家用物联网系统。

背景技术

智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

随着科技技术的发展，目前智能家居系统的发展已经取得了瞩目的成就，智能家居通过物联网技术将家中的各种设备，例如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电和三表抄送连接在一起，提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、暖通控制、红外转发和可编程定时控制等多种功能。

在日常生活中，人们喜欢在家里种植花卉植物，既可以改善生活的环境，净化空气，又给庭院或房间里增添了许多乐趣和生机。但是当今社会由于生活节奏加快，种花容易养花难的问题暴露出来，而养花最重要的问题就是浇水问题，研究表明花草80％以上的死亡由于浇水不及时引起。如何能够实现自动浇花，避免花草因缺水枯死是目前现有技术中存在的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能化家用物联网系统，可针对不同植物的水分需求通过互联网及时地进行水资源供给。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开的一种智能化家用物联网系统，由通讯连接的外围设备层、中间服务层和用户终端层组成，所述中间服务层响应用户终端层的指令，并将指令转发给外围设备层，同时将外围设备层采集的数据集中进行处理和存储，并将数据推送到用户终端层进行显示；所述智能化家用物联网系统还包括浇花系统。

进一步地，所述浇花系统包括布水装置和湿度传感器，所述布水装置和湿度传感器归属于外围设备层；所述湿度传感器采集花盆土壤湿度并将数据发送给中间服务层进行处理和存储，中间服务层将处理后的数据推送到用户终端层进行显示，当花盆中的土壤湿度低于预设湿度，所述布水装置接收中间服务层的指令向花盆中的土壤布水。

进一步地，所述布水装置包括水平放置的多根第一水管，多根所述第一水管互相平行；每根第一水管的一端垂直向下连接有第二水管，每根第一水管的另一端汇总连通于一根进水管，所述进水管通过电泵与水箱或与自来水管相连通；所述第二水管下端连接有喷头，所述喷头伸向花盆土壤的上方；所述湿度传感器位于花盆土壤的周围且远离喷头；每个花盆对应一个湿度传感器和一个喷头。

进一步地，所述进水管上设有总控电磁阀，所述第一水管或第二水管上设有分控电磁阀，总控电磁阀与分控电磁阀均与中间服务层通讯连接。

进一步地，所述喷头的下表面具有中间向下凸的曲面，位于曲面上设有多个喷孔，所述喷孔的直径为1～2mm。

进一步地，所述浇花系统，还包括排水装置，所述排水装置包括多个第一排水管，每个第一排水管的一端与花盆的托盘边沿相连通，另一端向下汇总连通于第二排水管。

进一步地，所述第二排水管与水箱或地漏相连通，在第二排水管和水箱之间设置有过滤网。

进一步地，所述中间服务层即服务器，包括以下互相连接的模块：

遥控指令发送模块，用于接收来自用户终端层发送的遥控指令发送请求，完成将遥控指令上行至外围设备层；所述遥控指令包括启动外围设备层的控制、外围设备层软件参数的设置和退出外围设备层的控制；

参数配置模块，用于接收来自用户终端层发送的参数配置请求，完成湿度范围值的预设搭建；

自动执行模块，用于接收来自用户终端层发送的自动执行请求，完成浇水操作的自动执行，并对执行过程进行显示及故障提示，执行完毕可自动生成浇水记录，供用户进行查看和下载；

数据显示模块，用于显示中间服务层处理后的数据，完成用户对接收数据的查看与监视；

数据处理模块，用于对用户终端层发送的指令进行数据处理、并将处理后的信号发送给外围设备层，以及对外围设备层产生的数据信号进行实时解析、并将解析的数据发送至用户终端层进行显示；

数据存储模块，采用磁盘，用于对外围设备层产生的数据进行实时存储，并在用户终端层进行历史数据的回放、筛选查看及数据导出；所述数据存储模块与中间服务层之间通过光纤有线TCP/IP协议连接；

过程管理模块，用于接收来自用户终端层发送的过程管理请求，完成用户权限的设定、登录IP的显示与管理。

进一步地，所述中间服务层，还包括无线路由器，中间服务层通过无线路由器与用户终端层通信。

进一步地，所述用户终端层包括智能手机、笔记本电脑、平板电脑和台式电脑中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的一种智能化家用物联网系统，带有智能、布水均匀的浇花系统，省时省力、节约资源、实用性好；

(2)本发明提供的一种智能化家用物联网系统，设置了一个总控电磁阀和多个分控电磁阀，并且与中间服务层相连接，可以根据家中植物的水分需求不同进行单独或同时水分供给，更加方便、更好控制；

(3)本发明提供的一种智能化家用物联网系统，在每个花盆中分布一个湿度传感器，总电磁阀可设为常开的状态，根据不同植物对水分的需求预先设定湿度范围值，当中间服务层接收湿度传感器的信号后，湿度小于预设值即启动相应区域的分控电磁阀，省去人工浇水的操作，做到智能湿度调节和水分供给；

(4)本发明提供的一种智能化家用物联网系统，还设置有排水装置，避免多余水从花盆托盘中溢出弄湿地面，并通过过滤装置回流于水箱，可将排出水回收再利用，节约了水资源。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种智能化家用物联网系统的示意图；

图2是本发明实施例提供的布水装置的俯视结构示意图；

图3是本发明实施例提供的布水装置的侧视结构示意图。

附图标记说明：

1、湿度传感器；2、第一水管；3、第二水管；4、进水管；5、电泵；6、水箱；7、喷头；8、花盆；9、总控电磁阀；10、分控电磁阀；11、喷孔；12、第一排水管；13、托盘；14、第二排水管。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

参见图1～3所示；

本发明的本发明公开的一种智能化家用物联网系统，由通讯连接的外围设备层、中间服务层和用户终端层组成，中间服务层响应用户终端层的指令，并将指令转发给外围设备层，同时将外围设备层采集的数据集中进行处理和存储，并将数据推送到用户终端层进行显示；智能化家用物联网系统还包括浇花系统。外围设备层可包括电冰箱、电视机、热水器、电灯、插座等家用电器。

浇花系统包括布水装置和湿度传感器1，布水装置和湿度传感器1归属于外围设备层；湿度传感器1采集花盆土壤湿度并将数据发送给中间服务层进行处理和存储，中间服务层将处理后的数据推送到用户终端层进行显示，当花盆中的土壤湿度低于预设湿度，布水装置接收中间服务层的指令向花盆中的土壤布水。

布水装置包括水平放置的多根第一水管2，多根第一水管2互相平行；每根第一水管2的一端垂直向下连接有第二水管3，每根第一水管2的另一端汇总连通于一根进水管4，进水管4通过电泵5与水箱6或与自来水管相连通；第二水管3下端连接有喷头7，喷头7伸向花盆8土壤的上方；湿度传感器1位于花盆8土壤的周围且远离喷头7；每个花盆8对应一个湿度传感器1和一个喷头7。喷头7与第二水管3可采用螺纹连接的结构，其带有自密封效果，输送水时不会出现泄压，保证布水的顺利进行。无论是清洗维护还是更换都十分便捷，无需其他工具即可实现拆装。

进水管4上设有总控电磁阀9，第一水管2或第二水管3上设有分控电磁阀10，总控电磁阀9与分控电磁阀10均与中间服务层通讯连接。在每个花盆8周围分布湿度传感器1，可以根据预设的湿度范围值，通过用户终端启动相应的分控电磁阀10，省去人工操作，做到智能湿度调节和水分控制；并且设置了多个分控电磁阀10，可以根据植物对的水分需求单独或同时供给，更加方便更好控制。

优选的实施例中，喷头7的下表面具有中间向下凸的曲面，位于曲面上设有多个喷孔11，喷孔11的直径为1～2mm。

优选的实施例中，浇花系统还包括排水装置，排水装置包括多个第一排水管12，每个第一排水管12的一端与花盆8的托盘13边沿相连通，另一端向下汇总连通于第二排水管14。

第二排水管14与水箱6或地漏相连通，在第二排水管14和水箱6之间设置有过滤网。设计了排水装置可以将部分没有被吸收利用的水回流至水箱6中，避免托盘13中的水溢出浸泡地面，过滤网最好设置在水箱6的进水口处，将水中的悬浮颗粒物质去除，也可在过滤网之后增加过滤膜，可以将有害病菌除去。

中间服务层，采用服务器，包括以下互相连接的模块：

遥控指令发送模块，用于接收来自用户终端层发送的遥控指令发送请求，完成将遥控指令上行至外围设备层；遥控指令包括启动外围设备层的控制、外围设备层软件参数的设置和退出外围设备层的控制；

参数配置模块，用于接收来自用户终端层发送的参数配置请求，完成湿度范围值的预设搭建；

自动执行模块，用于接收来自用户终端层发送的自动执行请求，完成浇水操作的自动执行，并对执行过程进行显示及故障提示，执行完毕可自动生成浇水记录，供用户进行查看和下载；

数据显示模块，用于显示中间服务层处理后的数据，完成用户对接收数据的查看与监视；

数据处理模块，用于对用户终端层发送的指令进行数据处理、并将处理后的信号发送给外围设备层，以及对外围设备层产生的数据信号进行实时解析、并将解析的数据发送至用户终端层进行显示；

数据存储模块，采用磁盘，用于对外围设备层产生的数据进行实时存储，并在用户终端层进行历史数据的回放、筛选查看及数据导出；数据存储模块与服务器之间通过光纤有线TCP/IP协议连接；

过程管理模块，用于接收来自用户终端层发送的过程管理请求，完成用户权限的设定、登录IP的显示与管理。

具体地，服务器可采用虚拟机技术，使用一套硬件设备虚拟出多套独立运行的操作系统，用户通过IP选择指定使用的服务器，保证了多设备同时操作的可能；服务器软件使用Java语言开发，适用于Linux与Windows双系统，因此可以将便携式笔记本做成可移动服务器，便于外出时使用。服务器的模块可采用B/S结构，用户终端层直接通过浏览器即可访问软件，无需进行软件部署，配置文件等修改可以快速实时同步，解决了传统C/S结构服务器需单独安装软件且更新程序后所有终端均需重新更新软件的问题。

优选的实施例中，中间服务层，还包括无线路由器，中间服务层通过无线路由器与用户终端层通信。

用户终端层包括智能手机、笔记本电脑、平板电脑和台式电脑中的一种或多种，可通过网络交换机采用有线TCP/IP通信或者通过无线路由器采用WiFi通信接入局域网与中间服务层连接，可以根据不同植物的生长需要和水分要求，通过用户终端即可进行浇水。

具体地，打开用户终端层，设置局域网络并连接，打开浏览器输入目标服务器IP地址，连接服务器，输入预先配置好的用户名及密码，即可登录服务器，进行用户终端操作。用户终端层添加无线路由模块，解除了传统网线连接对用户终端使用地点的束缚，操作更加方便快捷，用户在外时也可远程遥控进行浇花操作。

上述智能化家用物联网系统的数据交互方法，包括以下步骤：

(1)用户终端层向中间服务层提出数据交互注册请求，通过局域网登录中间服务层的服务器，并与服务器建立数据交互业务链接；

(2)用户终端层向服务器发送数据交互请求，所述数据交互请求包括：遥控指令发送请求、数据查看请求、参数配置请求、自动执行请求、数据回放请求和过程管理请求；

(3)如果数据交互请求为遥控指令发送请求，用户终端层建立与遥控指令发送模块之间的服务链路，并开启遥控指令发送模块和外围设备层中布水装置的总控电磁阀和分控电磁阀之间的遥控网络服务链路，用户终端层选定或编辑遥控指令给遥控指令发送模块，遥控指令发送模块发送遥控指令至外围设备层的相应设备，相应设备接收遥控指令并执行相应操作、并将执行信息返回至数据存储模块；所述遥控指令包括启动外围设备层的控制和退出外围设备层的控制；

如果数据交互请求为数据查看请求，用户终端层建立与数据显示模块之间的服务链路，用户终端层选定需要查看的参数组合列表，并将数据查看请求发送给数据显示模块，数据显示模块提取外围设备层中湿度传感器的发送数据，根据要求进行数据解析与组帧，并推送至用户终端供实时查看；

如果数据交互请求为参数配置请求，用户终端层建立与参数配置模块之间的服务链路，用户根据需求参数配置模块中预设湿度范围值进行任务建立并保存；

如果数据交互请求为自动执行请求，用户终端层建立与自动执行模块之间的服务链路，根据参数配置模块建好的预设湿度范围值，自动执行模块转发用户终端层的自动执行指令请求给外围设备层的布水装置，外围设备层的布水装置接收自动执行指令信号配合完成浇水操作，并将自动执行过程数据发送给数据存储模块及数据处理模块，数据处理模块将执行过程数据转推送至自动执行模块，完成自动执行过程显示及故障提示，自动执行完毕后测试序列自动执行模块自动生成浇水记录，供测试者查看和下载；

如果数据交互请求为过程管理请求，用户终端层建立与过程管理模块之间的服务链路，过程管理模块接收来自用户终端层发送的过程管理请求，完成登录用户名及密码设置、用户权限的设定、登录IP的显示与管理、以及登录用户的记录。

在上述技术方案中，本发明提供的一种智能化家用物联网系统，带有智能、布水均匀的浇花系统，可远程控制和自动执行操作，省时省力、节约资源、实用性好。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种智能化家用物联网系统，由通讯连接的外围设备层、中间服务层和用户终端层组成，所述中间服务层响应用户终端层的指令，并将指令转发给外围设备层，同时将外围设备层采集的数据集中进行处理和存储，并将数据推送到用户终端层进行显示；其特征在于，所述智能化家用物联网系统还包括浇花系统。

2.根据权利要求1所述的智能化家用物联网系统，其特征在于，所述浇花系统包括布水装置和湿度传感器，所述布水装置和湿度传感器归属于外围设备层；所述湿度传感器采集花盆土壤湿度并将数据发送给中间服务层进行处理和存储，中间服务层将处理后的数据推送到用户终端层进行显示，当花盆中的土壤湿度低于预设湿度，所述布水装置接收中间服务层的指令向花盆中的土壤布水。

3.根据权利要求2所述的智能化家用物联网系统，其特征在于，所述布水装置包括水平放置的多根第一水管，多根所述第一水管互相平行；每根第一水管的一端垂直向下连接有第二水管，每根第一水管的另一端汇总连通于一根进水管，所述进水管通过电泵与水箱或与自来水管相连通；所述第二水管下端连接有喷头，所述喷头伸向花盆土壤的上方；所述湿度传感器位于花盆土壤的周围且远离喷头；每个花盆对应一个湿度传感器和一个喷头。

4.根据权利要求3所述的智能化家用物联网系统，其特征在于，所述进水管上设有总控电磁阀，所述第一水管或第二水管上设有分控电磁阀，总控电磁阀与分控电磁阀均与中间服务层通讯连接。

5.根据权利要求3所述的智能化家用物联网系统，其特征在于，所述喷头的下表面具有中间向下凸的曲面，位于曲面上设有多个喷孔，所述喷孔的直径为1～2mm。

6.根据权利要求3所述的智能化家用物联网系统，其特征在于，所述浇花系统，还包括排水装置，所述排水装置包括多个第一排水管，每个第一排水管的一端与花盆的托盘边沿相连通，另一端向下汇总连通于第二排水管。

7.根据权利要求6所述的智能化家用物联网系统，其特征在于，所述第二排水管与水箱或地漏相连通，在第二排水管和水箱之间设置有过滤网。

8.根据权利要求1所述的智能化家用物联网系统，其特征在于，所述中间服务层包括以下互相连接的模块：

遥控指令发送模块，用于接收来自用户终端层发送的遥控指令发送请求，完成将遥控指令上行至外围设备层；所述遥控指令包括启动外围设备层的控制、外围设备层软件参数的设置和退出外围设备层的控制；

参数配置模块，用于接收来自用户终端层发送的参数配置请求，完成湿度范围值的预设搭建；

自动执行模块，用于接收来自用户终端层发送的自动执行请求，完成浇水操作的自动执行，并对执行过程进行显示及故障提示，执行完毕可自动生成浇水记录，供用户进行查看和下载；

数据显示模块，用于显示中间服务层处理后的数据，完成用户对接收数据的查看与监视；

数据处理模块，用于对用户终端层发送的指令进行数据处理、并将处理后的信号发送给外围设备层，以及对外围设备层产生的数据信号进行实时解析、并将解析的数据发送至用户终端层进行显示；

数据存储模块，用于对外围设备层产生的数据进行实时存储，并在用户终端层进行历史数据的回放、筛选查看及数据导出；所述数据存储模块与中间服务层之间通过光纤有线TCP/IP协议连接；

过程管理模块，用于接收来自用户终端层发送的过程管理请求，完成用户权限的设定、登录IP的显示与管理。

9.根据权利要求8所述的智能化家用物联网系统，其特征在于，所述中间服务层，还包括无线路由器，中间服务层通过无线路由器与用户终端层通信。

10.根据权利要求1～9任一项所述的智能化家用物联网系统，其特征在于，所述用户终端层包括智能手机、笔记本电脑、平板电脑和台式电脑中的一种或多种。