基于单片机的远程智能花卉培育系统设计文献综述
2020-04-28 20:18:35
文 献 综 述
随着社会生活的进步,人们的生活质量越来越高。在家里养盆花不仅可以陶冶情操、丰富生活,使得家中装饰更具情趣。同时,盆花通过光合作用可吸收二氧化碳,净化室内空气,在有花木的地方空气中阴离子聚积较多,所以空气也特别清新,而且有许多花木还可吸收空气中的有害气体,因此,养盆花如今被许多的人所喜爱。
盆花浇水量是否能做到适时适量,是养花成败的关键。浇灌植物时,选择合适的浇水量的是十分重要的,因为这个物理条件会对植物产生直接影响。缺水或含水量过高将会导致植物干燥或腐烂。但是,在生活中人们总是会有无暇顾及所养植物的时候,比如工作太忙或者出差、旅游的时候,人们就不能很好地管理花草植物的浇水问题。据统计,花草生长问题80%以上是由花儿浇灌问题引起;好不容易种植几个月的花草,因为浇水不及时,长势不好,用来美化家园的花草几乎成了”鸡肋”;若是不种植,家中没有绿色衬托感觉没有生机;如果选择保留,则花草长得不够旺盛,还影响家庭装饰效果。虽然目前市面上也有贩卖盆花自动浇水器的,但价格一般都十分的昂贵,并且大多数的品牌只能设定一个固定的浇水的时间,因此也很难做到给盆花适时适量地浇水。因此,针对以上种种情况我想通过设计一种集盆花土壤湿度检测,自动浇水以及蓄水箱自动供水于一体的盆花自动浇水系统。同时可以让人们远程通过手机来控制该浇水系统,让盆花在人们无暇照顾盆花时植被也能得到及时的浇灌。
微喷又称作雾滴喷灌,是近几年来,国内外在总结喷灌与滴灌的基础上,新近研制和发展起来的一种先进灌溉技术。微喷技术比喷灌更为省水,由于雾滴细小,其适应性比喷灌更大,农作物从苗期到成长收获期全过程都适用。它利用低压水泵和管道系统输水,在低压水的作用下,通过特别设计的微型雾化喷头,把水喷射到空中,并散成细小雾滴,洒在作物枝叶上或树冠下地面的一种灌水方式,简称为微喷,从而达到及时补充水分的目的。微喷既可增加土壤水分,又可提高空气湿度,起到调节小气候的作用。该系统具有用水量少、冲击力小的灌溉特性,适用于栽培密度大、植株柔软细嫩的植物。自动浇花器的诞生是随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快而诞生的一种懒人园艺用品。它把微喷的概念应用于家庭盆花浇灌中,通过相应的改进,达到合理地给盆花自动浇水的目的。
早在很多年前,国外就已经开始普及各种型号的自动浇花器,国内使用的电子类自动浇花器多数从国外进口的,价格相对昂贵,但质量比较可靠。不过这并不太适用于国内,目前国内外比较流行的是玻璃制作的自动浇花器。这种类型的浇花器多数在我国山西和浙江一带加工生产的,价格比较低廉,实用性没有电子类自动浇花器好。随着国内居民消费水平和生活质量的提高,居家园艺市场异常火爆,但是由于生活节奏加快,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,因此国内商家已经看到了这种需求潜力。新型的自动浇花器的设计需求变得迫在眉睫。
我们知道,当前传感器技术与单片机技术发展迅速,其应用逐步由工业、军事等领域向其他领域渗透,已经和我们的日常生活息息相关。而且智能家居概念也越来越受人们的推崇,因此,微电脑控制的电子类自动浇花系统有很好的发展前景。将单片机作为控制智能花卉培育系统的核心是一种不错的选择,单片机具有较好的可操控性,能凭借开发者的代码实现不同的控制功能。同时在单片机上连接各种所需要的传感器,让他们受单片机的统一控制,从而让整个系统能够完成相应的控制。
由此,我们可以设计一种由单片机为核心进行控制的智能花卉培育系统,实现室内盆花的自动浇水与自动补光。该系统可对土壤的温湿度进行监控,并对作物花卉进行适时适量的浇水。整个系统的核心是单片机和温湿度采集和显示电路以及浇水驱动电路构成的检测控制部分。主要研究土壤湿度与浇水量之间的关系、浇灌控制技术及设备系统的硬件、软件编程各个部分。整个系统将具体分为以下几个电路模块:温湿度传感器电路,光照传感电路,浇水电路,补光电路,显示模块电路以及通信模块电路。温湿度传感器电路主要是将检测到的土壤温湿度模拟量放大转换成数字量,并将数据传送至单片机芯片中进行处理。而浇水电路,补光电路则是由单片机芯片进行控制的,单片机将温湿度传感芯片所采集到的温湿度数据进行简单软件处理分析,来判断目前土壤的干燥程度,以此来决定是否打开浇水电路。若土壤湿度高于设定值,则不浇水;若土壤湿度低于设定值,则浇水。同时光照采集芯片可将目前植被的环境光照值由模拟量转为数字量并被单片机所接收,单片机以此为依据判断是否需要补光,进而决定是否开启补光电路。此外,系统还将与一个通信模块相连接,用于将实时温湿度及光照数据发送到人们的智能手机上,以达到人们不论是否在家,都能进行实时读取数据的效果。并且人们可以通过手机向通信模块发送指令,通信模块再将该命令发送给单片机,最后由单片机执行对应功能(浇水,补光),并经过一段设定好的时间后结束当前正在进行的操作,从而达到一个远程控制智能花卉培育系统的效果。