楊嘉旭 劉美程 李文斌 付麗華

沈陽工學院信息與控制學院

基于物聯(lián)網技術的智能盆栽設計

楊嘉旭 劉美程 李文斌 付麗華

沈陽工學院信息與控制學院

本文提出的基于物聯(lián)網技術的智能盆栽，由MCU、智能傳感器、語音提示、LED顯示、藍牙、WIFI等模塊構成，最后與互聯(lián)網相融合，可以通過相應的APP軟件，進行參數(shù)調整或者功能實現(xiàn)，并且能夠獨立完成對盆栽周圍的溫度，濕度和光照強度的有效監(jiān)測。利用監(jiān)測到的數(shù)據(jù)來有效調節(jié)利于盆栽的生長環(huán)境。本設計具有遠程監(jiān)測、調節(jié)、控制水量和光照等功能，并且通過語音提示，液晶顯示的功能，使人們與盆栽有更親密的了解與互動。

物聯(lián)網 智能盆栽 遠程監(jiān)控

基于物聯(lián)網技術的智能盆栽，具有自動監(jiān)測、調節(jié)溫度濕度和蓄水的功能。當檢測到植物需要澆水時，能夠自動進行噴水，并且具有音樂與燈光功能能夠帶給用戶舒適的享受。在設備上還備有液晶顯示和語音播報功能，除了能夠提示預先設定的信息之外，還能夠根據(jù)植物的生長形狀來與用戶進行交流。

1 系統(tǒng)構成

本設計以MCU控制器為核心，采用智能傳感器（溫度傳感器、濕度傳感器、光敏傳感器等）對盆栽周圍環(huán)境進行溫度、濕度、光照強度的監(jiān)測，對盆栽內土壤進行濕度溫度的監(jiān)測，此外智能創(chuàng)意盆栽還具有語音提示、LED顯示、基于CC2530的無線通信模塊等構成，最后與互聯(lián)網相融合。

本設計既能使用相關的APP軟件，又能獨立完成對盆栽周圍的溫度、濕度和光照強度的有效監(jiān)測。利用監(jiān)測到的數(shù)據(jù)來有效調節(jié)利于盆栽的生長環(huán)境。

本設計主要分成兩部分，分別為硬件設備設計和客戶端程序設計。各部分設計及工作原理如下。

2 硬件設備設計

設備由盆栽和控制電路構成。模型如圖1所示。控制電路構成及功能如下：

控制電路包括：MCU、基于CC2530的無線通信模塊、溫度傳感器18B20、溫濕度傳感器DHT11、繼電器以及單片機。18B20傳感器和DHT11傳感器是測量盆栽周圍溫濕度的，該傳感器具有抗干擾，不易損壞，穩(wěn)定性強等優(yōu)點，繼電器可以控制抽水泵，可以控制給盆栽灌溉的功能。

分別實現(xiàn)如下功能：

圖1 設備智能花盆模型

檢測濕度與溫度：在盆栽的高、中、低合適位置安裝濕度、溫度傳感器、光敏傳感器，將這些傳感器設計貼合緊密。自動澆水功能：在設備中有蓄水裝置，在檢測到濕度達不到標準值或者在預先設定的時間對植物進行澆水。光照功能：可以在預先設定的時間對植物進行光照。液晶顯示與語音提示功能：用戶可以通過預先設定的語句在LCD上進行顯示。同時，設備還能夠通過傳感器檢測到的數(shù)值進行植物的狀態(tài)判定，并通過顯示屏和語音提示功能來表示植物的“心情”，與用戶進行互動。

噴泉、音樂與燈光功能：用戶可以通過藍牙或者網絡將手機與設備相連，選定歌曲、燈光閃爍模式和噴泉的模式。

3 客戶端程序設計

客戶端程序設計，包括APP軟件設計和微信端程序設計。

3.1 APP軟件設計

在本設計中，APP軟件實現(xiàn)如下功能：

拍照識別：該功能能夠對照片進行識別，用戶可以將自己的植物進行拍照來得到該植物的相關信息。自動提醒功能：軟件會定時收集設備中的信息來判斷植物的狀態(tài)，并且對用戶進行提醒。數(shù)據(jù)收集與計算：軟甲能夠通過收集設備反饋的數(shù)據(jù)來將植物所釋放的氧氣或者吸收的二氧化碳進行計算，還可以進行環(huán)保指數(shù)的計算。植物醫(yī)生：當用戶的植物生病時，軟件會通過用戶的描述或者圖片的識別來判定植物的病因，并且給予用戶解決方案。模式選擇：用戶可以利用軟件來進行設備模式的選擇或者系統(tǒng)更新。

3.2 微信端設計

在本設計中，微信端實現(xiàn)如下功能：

公司消息發(fā)布：微信關注公眾號可以得到制造公司最新的動態(tài)。產品最新消息：在這項功能中用戶可以通過公司發(fā)布的更新包來更新自己的設備，增加新功能或者模式。同時還能夠了解到同類產品的最新消息。社區(qū)互動：用戶可以與其他產品體驗者進行交流。通過交流獲得樂趣。

4 結論

本設計是基于物聯(lián)網技術的智能盆栽，此盆栽具有遠程監(jiān)測、調節(jié)、控制水量和光照等功能。而且通過語音提示，液晶顯示的功能，使人們與盆栽有更親密的了解與互動。

本設計具有成本低廉、具備新興、時尚、智能等優(yōu)勢，市場前景較好。

[1]洪琴. 基于物聯(lián)網的智能植物生長系統(tǒng)[J].無線互聯(lián)科技.2015年16期

[2] CC2530數(shù)據(jù)手冊[EB/OL]. http://www.sobaidupan.com/ file-50737920.html

楊嘉旭、劉美程、李文斌，沈陽工學院，學生。

付麗華（通訊作者），1972年6月，女，滿族，遼寧人，沈陽工學院，教師，副教授。