全自动智能花盆的设计与实现

2017年第5期

35方案与应用

信息技术与信息化

全自动智能花盆的设计与实现

苑新宇* 马淑香 艾志杰

YUAN Xin-yu MA Shu-xiang AI Zhi-jie

摘　要 进入2 l 世纪以来，随着自动控制技术、电子技术、通信技术等的飞速发展，各种高新技术融入到了植

物栽培中，不仅可以改善植物生长的环境因素，提高植物的存活率，而且可以满足生活、生产等方面的需求。全自动智能花盆是借助传感技术，根据花卉生长环境的变化按需实施供给的一套现代化种植管理系统，不但可以最大限度提高植物的存活率，而且是实现优质，低耗和环保的可持续发展的有效途径。

关键词 花盆；传感技术；智能化；自动化

doi：10.3969/j.issn.1672-9528.2017.05.006

* 山东农业大学信息科学与工程学院 山东泰安 271018

1 引言

随着生活水平的提高，越来越多的人喜欢在家里、办公室里栽种几盆花草，不仅陶冶情操，而且放松心情。但快节奏的现代生活又使得人们没有足够的时间和精力去照顾花草，进而导致其枯萎。因此，研发智能化、自动化的花卉养植系统极具现实意义。

国内外的科技工作者对智能花盆的研究从未停止过，市场上也先后出现了多种不同形式的智能花盆：在国外，英国布鲁内尔大学女生娜塔莉?金发明了一种能自动感应土壤温度湿度并能够通过灯光报警的花盆[1]；在美国也出现了一种称之为“WaterLink”的产品，WaterLink 能够通过湿度传感器釆集土壤的含水量，将土壤含水量的相关数据通过WCDM 网络发送到用户，用户通过智能手机的客户端了解相关情况；在国内，也有类似的产品问世：长春工程学院电气与信息工程学院的纪秀就发明过可对土壤温湿度以及光照强度进行检测，还可自动浇水的智能花盆[3]；西南科技大学信息工程学院的李武云曾设计出基于GSM 的智能花盆[4]，具有一定的创新性和较强的实用性，对现代人繁忙的生活、工作而言，产生了极大的便利。2 系统构图和设计思路

本系统目标是设计一种单片机控制的全自动智能花盆系统，实现室内植株的自动浇水、通风和补光等功能。系统实体主要包括花盆实体、主控模块、显示模块、驱动模块、终端设备五大主体，主要实现自动适量浇水、自动补光、自动通风功能，系统构图如图1所示。

主控模块以STC89C52单片机为核心，驱动继电器等硬件器材，通过C 语言编程实现单片机对驱动模块的控制。初期使用光敏电阻传感器、湿度传感器、DS18B20数字温度传感器检测采集模拟数据、然后使用ADC0832进行转换处理传送给单片机进行标准阈值匹对，再通过STC89C52单片机发出信号控制驱动装置等硬件设备完成浇水、补光、通风等各项自动化功能，同时将经过AD 处理的数据通过单片机的I/O 口输送到LCD 上进行显示，以供用户参考。

该系统可对土壤的湿度、室内温度、光照强度进行监控，并对植株进行适时适量的浇水、通风和补光。其核心是由单片机、温湿度、光照强度数据采集和显示电路以及驱动电路构成的检测控制部分。数据采集和显示电路可将检测到的模拟数据放大转换成数字数据，然后借助单片机内嵌程序，将检测到的温度、湿度和光照强度分别显示在

LCD 显示屏上，同时通过单片机内的中断服务程序判断是否要给植株浇水、通风以及补光，若需要，则由单片机系统发出信号，开始浇水、通风、补光，若不需要，则进行下一次循环检测。系统详细电路图如图2所示。

图1 系统构图