一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能花卉系統(tǒng).pdf

價 值 工 程 0 引 言 家養(yǎng)小型盆栽花卉的市場巨大 而懂得和了解種植花 卉的人群卻極為稀少 1 因此智能語音花卉控制系統(tǒng)的設(shè)計 與生產(chǎn)便極為重要 該設(shè)備的出現(xiàn) 極大的幫助了人們進行 花卉種植 智能檢測花卉狀態(tài) 并實時反饋在用戶終端 以 便于用戶更好的了解自己的花卉的生長狀態(tài) 2 因此 設(shè)計 一款輔助人們養(yǎng)花的裝置將有很大的市場前景 3 1 主 體 設(shè) 計 本文所設(shè)計的花卉控制系統(tǒng)主要有殼體 裝在殼體中 的土盆 營養(yǎng)液槽 氧氣瓶 二氧化碳瓶 水槽等主要部分 感知設(shè)備與語音交互 實現(xiàn)互動式養(yǎng)花 通過云服務(wù)進行 遠程查看花生長 澆水 光照以及植物生長的最適條件 為 用戶解決了上班忙 沒有時間照料植物 出差擔心家中植 物的問題 該設(shè)備主要由物聯(lián)網(wǎng)平臺 信息傳感模塊 顯示 模塊 語音模塊 遠程視頻監(jiān)控 無線通信模塊 儲存模塊 組成 感知設(shè)備與語音交互實現(xiàn)互動式養(yǎng)花的設(shè)計在于創(chuàng) 新理念與設(shè)計實踐的結(jié)合 本文從立體智能花卉外觀改造 設(shè)計 提高花卉控制系統(tǒng)人機交互系統(tǒng)設(shè)計和物聯(lián)網(wǎng)共享 平臺開發(fā)三個方面著手 解決不會養(yǎng)花的問題 養(yǎng)花系統(tǒng)利用溫濕度傳感 器 光照傳感器 土壤濕度傳感器等獲取植物土壤的水份 光照情況經(jīng)過MCU的處理實現(xiàn)自動澆水 自動光照和遠 程賞花 生活的快節(jié)奏化 讓我們沒時間養(yǎng)花 但又希望享 受綠意 養(yǎng)花系統(tǒng)通過我們?nèi)粘Ｉ钪胁浑x手的手機將虛 擬與現(xiàn)實結(jié)合 通過WiFi將植物信息發(fā)送到手機APP 上 用戶不僅手指一點就可隨時隨地了解植物最新信息 物聯(lián)網(wǎng)平臺開發(fā)提高設(shè)備的利用率 讓智能設(shè)備 走向商業(yè)化 根據(jù)互聯(lián)網(wǎng) 智慧花卉系統(tǒng)理念 提出共享 智能花卉系統(tǒng) 具有獨立的自主的知識產(chǎn)權(quán) 可進行市場 化推廣 1 1結(jié)構(gòu)設(shè)計 本文所設(shè)計的花卉控制系統(tǒng)如圖1所示 主要有殼 體 裝在殼體中的土盆 營養(yǎng)液槽 氧氣瓶 二氧化碳瓶 水 槽等主要部分 內(nèi)部含有多種裝置 包括種植區(qū)域 營養(yǎng)供 給裝置 管體連接裝置 控制顯示裝置與箱體外殼裝置 各 裝置一起工作實現(xiàn)對花卉的自動監(jiān)測培植 圖1 智 能 花 卉 結(jié) 構(gòu) 種植區(qū)域包括土盆 補光燈 積水盆組成 是花卉種 植的主要區(qū)域 位于智能花卉系統(tǒng)的中部 由兩個箱子組 成 上方箱子放置泥土 下層放置一可拆卸空盆 用來積累 多余的水分 并能由用戶自行拆下清潔更換 兩個箱體之 間有一鏤有小孔的隔板 便于上方箱體多余水分滲下 補光燈根據(jù)光敏傳感器實時監(jiān)測植物生長環(huán)境的 光照強度 根據(jù)當時光線狀態(tài) 自動調(diào)整光源并通過單片 機智能控制光源強度 使得就算室外沒有陽光 也可以實 現(xiàn)溫室內(nèi)自動給光 對于一些不需要陽光的花朵 也可以 提供少量光照 使得花卉的光源可控 讓花卉享受到最好 的光資源環(huán)境 課 題 項 目 武漢商學院2019年大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目 項目號 201911654058 作 者 簡 介 王煜淇 2000 男 山西晉城人 在讀本科 研究方向 為機器人控制 智能機器人編程 耿明宏 1999 男 湖北黃石人 在讀本科 研究方向為智能機器人編程 機械自動化 一 種 基 于 物 聯(lián) 網(wǎng) 的 智 能 花 卉 系 統(tǒng) AnIntelligentFlowerSystemBasedonInternetofThings 王 煜 淇WANGYu qi 耿 明 宏GENGMing hong 武漢商學院機電工程與汽車服務(wù)學院 武漢430056 CollegeofMechanicalandElectricalEngineeringandAutomobileService WuhanBusinessUniversity Wuhan430056 China 摘 要 本 文 介 紹 了 一 種 新 型 基 于 物 聯(lián) 網(wǎng) 的 智 能 語 音 花 卉 種 植 系 統(tǒng) 以 及 該 花 卉 系 統(tǒng) 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 工 作 原 理 特 點 細 節(jié) 等 功 能 具 體 闡 述 了 這 一 新 型 智 能 語 音 花 卉 控 制 系 統(tǒng) 在 人 們 居 家 生 活 中 的 重 要 作 用 該 花 卉 系 統(tǒng) 具 有 功 能 全 面 自 動 控 制 體 積 小 成 本 低 等 優(yōu) 點 解 決 了 人 們 養(yǎng) 花 難 沒 時 間 專 心 照 料 花 卉 的 問 題 并 對 保 護 珍 稀 植 物 的 培 育 提 供 設(shè) 備 基 礎(chǔ) Abstract ThisarticleintroducesanewtypeofintelligentvoiceflowerplantingsystembasedontheInternetofThings andthebasic structure workingprinciple characteristics detailsandotherfunctionsoftheflowersystem andspecificallyexplainstheimportanceofthe newintelligentvoiceflowercontrolsysteminpeople shomes Theflowersystemhastheadvantagesofcomprehensivefunctions automatic control smallsize lowcost etc Itsolvestheproblemofpeople sdifficultyinraisingflowersandnotimetofocusonflowers andprovides equipmentfoundationfortheprotectionofrareplants 關(guān) 鍵 詞 智 能 控 制 語 音 控 制 花 卉 種 植 Keywords intelligentcontrol voicecontrol flowerplanting 中 圖 分 類 號 TP242 6 文 獻 標 識 碼 A 文 章 編 號 1006 4311 2020 02 0220 02 220 ValueEngineering 營養(yǎng)供給裝置包括營養(yǎng)液槽 氧氣瓶 二氧化碳瓶 水槽 這四種裝置置于連接主軸的轉(zhuǎn)盤上與主軸相連接 主軸的齒輪及傳動機構(gòu)相配合形成控制機構(gòu) 根據(jù)傳感器 的數(shù)據(jù)進行調(diào)節(jié) 主軸轉(zhuǎn)動帶動相應的器件轉(zhuǎn)動 根據(jù)植 物生長所需對花卉進行營養(yǎng)輸送 5 使花卉處于快速生長 的營養(yǎng)環(huán)境中 完成對花卉的自動培植 自動實現(xiàn)花卉培 植技術(shù) 管體連接裝置隱藏在箱體中 主要通過電線 傳感 器線連接傳感電子元件及單片機控制板 作為花卉控制系 統(tǒng)的控制基礎(chǔ) 水管連接位于主軸上的導液口與水槽和營 養(yǎng)液槽用來輸送水 營養(yǎng)液來保證植物生長的液體環(huán)境 4 氣管連接位于主軸上的氧氣罐和二氧化碳罐 根據(jù)氣壓以 及氣體比例 通過壓力閥控制氣體成分 保證花卉生長的 氣體環(huán)境 圖3 壓 力 閥 及 氣 體 罐 圖 控制顯示裝置位于箱體上表面 由一顯示屏及按 鈕 開關(guān)等組成 顯示模塊有花卉生環(huán)境 包括溫度 濕度 土壤濕度 氣壓 氣體成分 土壤營養(yǎng)比例等數(shù)據(jù) 便于用 戶查看自己植物的生長狀況 其內(nèi)部主要是單片機控制 板 電源等 保障系統(tǒng)的正常運行 1 2控制系統(tǒng)設(shè)計 互聯(lián)網(wǎng)智能花卉系統(tǒng)包括溫度傳感器 濕度傳感器 光強傳感器組成傳感模塊 這些模塊一起作輸入 輸出由 無線傳感模塊 語音模塊 顯示模塊 自動控制模塊組成 首先是輸入端采集信號給單片機 單片機在得到數(shù)據(jù) 后 對采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理 然后在顯示模塊上進 行數(shù)據(jù)顯示 根據(jù)單片機中內(nèi)含的程序 對硬件系統(tǒng)發(fā)出 指令 控制硬件系統(tǒng)對花卉進行培植 如濕度傳感器采集 到土壤濕度較低的信號 傳遞到單片機后 單片機對數(shù)據(jù) 進行分析處理 對硬件系統(tǒng)發(fā)出信號 硬件系統(tǒng)帶動相應 的營養(yǎng)模塊供給并將數(shù)據(jù)顯示在顯示模塊 通過WiFi模 塊發(fā)往用戶終端 語音模塊主要是用來播報天氣預報 植物生長環(huán)境的 溫度 濕度 光照等信息 再通過WiFi模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?云服務(wù) 這樣 就可以在終端上查看植物數(shù)據(jù) 了解到植物 的生長情況 6 最后在用戶也可在終端設(shè)備對植物進行所 需操作 如 補光 澆水 拍照等 由電源 光照傳感器 溫度 傳感器 濕度傳感器 水泵電子閥 攝像頭 WiFi模塊七大 部分為嵌入式系統(tǒng) CPU 服務(wù) 共同構(gòu)成智慧花卉的硬 件 來實現(xiàn)遠程訪問 自動控制澆水 拍照 并將數(shù)據(jù)傳輸 到后臺 通過終端查看 軟件系統(tǒng)主要包括主程序 Web程序 中斷控制程序 在云服務(wù)系統(tǒng)中 會將設(shè)備域 智能花盆 檢測數(shù)據(jù)和控制 參數(shù)上傳到平臺域 平臺會進行數(shù)據(jù)分析及處理 事件告 警 之后在應用層的終端設(shè)備查看養(yǎng)花信息 也能進行相 應的操作 用戶端由用戶下載系統(tǒng)對應的APP 裝配共享 智能語音花卉系統(tǒng) 登錄APP 將硬件系統(tǒng)與用戶客戶端 連接 7 通過系統(tǒng)硬件檢測花卉狀態(tài) 用戶通過云端對硬件 系統(tǒng)進行操作 系統(tǒng)通過硬件監(jiān)測與顯示模塊 語音模塊 反饋給用戶花卉狀態(tài)等信息 2 未 來 發(fā) 展 方 向 小型化 系統(tǒng)體積小型化 減小系統(tǒng)的占地面積與 占地空間 提高系統(tǒng)便攜程度 拓寬產(chǎn)品使用范圍 為用戶 的使用帶來方便快捷 低價化 降低系統(tǒng)制造成本 提高系統(tǒng)使用精度 增加用戶數(shù)量 便于大規(guī)模培育花卉 降低花卉培植人工 成本 智能化 增加更多的高級功能 豐富產(chǎn)品APP功 能 如 APP社區(qū) APP培植經(jīng)驗分享 APP花卉鑒賞 健 全系統(tǒng)內(nèi)置語音庫 內(nèi)置人工智能產(chǎn)品 實現(xiàn)簡單的人機 互動 全面化 不單單面向推廣家庭個體用戶 還將產(chǎn)品 推向花店 花卉市場 種植基地等多種使用者手中 3 結(jié) 語 智能語音花卉控制系統(tǒng)具有操作簡單方便 功能較為 完善等多種特點 適用于對各種小型花卉的培植 如多肉 綠蘿 吊蘭等 使用此系統(tǒng)能提高用戶經(jīng)驗 減輕培植難 度 給予用戶更好的培植體驗 為用戶解決了上班忙 沒有 時間照料植物 出差擔心家中植物的問題 在生活中感受 到植物帶給我們的好處 一份綠色 一份健康 同時 你也 可以打開手機界面的花友圈 找一群志同道合的花友們討 論養(yǎng)花之道 系統(tǒng)也會實時推送最新養(yǎng)花技巧 幫助用戶 學習相關(guān)養(yǎng)花知識 具有一定的市場應用和推廣價值 參 考 文 獻 1 李國雅 我國花卉產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展芻議 J 甘肅農(nóng)業(yè)科技 2019 05 77 80 2 張娜 智能花盆技術(shù)的研究 D 吉林農(nóng)業(yè)大學 2016 3 朱敏玲 李寧 智能家居發(fā)展現(xiàn)狀及未來淺析 J 電視技術(shù) 2015 39 04 82 85 96 4 吳平 多路智能家庭實用澆花器設(shè)計 J 價值工程 2014 33 12 23 25 5 楊守建 沈一波 周明旭 鄔楊波 基于土壤定時檢測的家 庭自動澆花裝置 J 北方園藝 2011 08 119 122 6 馮徐成 基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的智能家居系統(tǒng)的實現(xiàn)探究 J 居 舍 2019 30 169 189 7 薄玉桴 智能手機應用軟件交互設(shè)計和設(shè)計流程研究 D 華東理工大學 2011 圖2 局 部 細 節(jié) 圖 221