家居型智能花盆

太原理工大學(xué)

周佳男，楊 鵬，邵溫財(cái)，宋威岐

指導(dǎo)老師：桑勝波，彭宏麗

1 作品簡(jiǎn)介

該產(chǎn)品通過(guò)溫濕度傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)土壤濕度，并將信息返回至MCU。當(dāng)返回濕度值小于設(shè)置濕度值時(shí)，MCU控制儲(chǔ)存有足夠水的水桶中的水泵工作，開(kāi)始澆花，使土壤上升到其適宜濕度后停止?jié)菜?。同時(shí)在水桶中放置浮球開(kāi)關(guān)，當(dāng)水桶中水位下降時(shí)浮球開(kāi)關(guān)彈起，提示燈和蜂鳴器報(bào)警，提醒使用者及時(shí)補(bǔ)充水。該花盆還增加了煙霧報(bào)警功能，當(dāng)有燃?xì)庑孤┗蛘呋馂?zāi)煙霧發(fā)生時(shí)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。除此之外，還設(shè)計(jì)有臺(tái)燈照明及MP3功能。遙控器和智能花盆之間通過(guò)藍(lán)牙通信，控制使用者可遠(yuǎn)程遙控智能花盆。打開(kāi)遙控器顯示主界面，選擇植物生長(zhǎng)檢測(cè)界面，會(huì)顯示植物當(dāng)前的土壤溫濕度和光照強(qiáng)度；選擇音樂(lè)播放界面可以播放音樂(lè)；選擇工作界面可以實(shí)現(xiàn)臺(tái)燈開(kāi)關(guān)和水泵開(kāi)關(guān)；選擇時(shí)間界面可以查看時(shí)間。設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)單，極具人性化。實(shí)物如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)實(shí)物

2 工作原理

遙控器原理如圖1所示?；ㄅ柙砣鐖D2所示。

圖1 遙控器原理圖

圖2 花盆電路原理圖

（1）MCU部分：智能花盆采用STC89C52RC實(shí)現(xiàn)對(duì)藍(lán)牙、溫濕度、水泵、浮球開(kāi)關(guān)、光照強(qiáng)度、煙霧檢測(cè)、臺(tái)燈以及指示燈和預(yù)警蜂鳴器的控制；遙控器采用STM32F103C8T6實(shí)現(xiàn)對(duì)藍(lán)牙、界面顯示屏、按鍵開(kāi)關(guān)的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)智能花盆的控制以及數(shù)據(jù)的采集和分析。

（2）溫濕度傳感器模塊：此部分通過(guò)花盆底部引線(xiàn)放置在花盆土壤中，寄存器返回值給MCU，完成采集。

（3）GY-30光強(qiáng)模塊：實(shí)時(shí)檢測(cè)外界光強(qiáng)，并返回值給MCU完成采集。通過(guò)遙控器可在屏幕上查看這些參數(shù)，用于對(duì)植物培養(yǎng)進(jìn)行分析。

（4）煙霧檢測(cè)模塊：可以調(diào)節(jié)靈敏度，并把實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的情況發(fā)送給MCU，通過(guò)程序設(shè)置，若返回值過(guò)高則通過(guò)蜂鳴器報(bào)警，提醒人們存在安全隱患。

（5）藍(lán)牙模塊：借助兩個(gè)藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)遙控器與智能花盆間的通信、數(shù)據(jù)傳輸和控制指令傳輸。

（6）顯示屏：實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，顯示藍(lán)牙返回的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)界面調(diào)控和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

（7）MP3-TF-16P模塊：通過(guò)遙控器控制花盆MCU，發(fā)送指令控制模塊實(shí)現(xiàn)播放音樂(lè)、下上曲音量調(diào)節(jié)等功能。

（8）燈光和浮球開(kāi)關(guān)：燈光可以起到夜間照明的作用，浮球開(kāi)關(guān)在水桶無(wú)水時(shí)會(huì)掛起，提醒用戶(hù)及時(shí)續(xù)水。

3 創(chuàng)新點(diǎn)

（1）實(shí)現(xiàn)花盆的智能化、宜居化，擺放在辦公室或家中，既可清新環(huán)境，也可放松心情，同時(shí)臺(tái)燈和MP3提供了照明和娛樂(lè)等功能，使得人們的日常生活更為便利和豐富。

（2）自動(dòng)澆水功能，即使長(zhǎng)時(shí)間外出也可以自動(dòng)澆水，無(wú)需擔(dān)心植物干枯，同時(shí)還可以通過(guò)遙控器控制澆水。

（3）實(shí)時(shí)便捷地監(jiān)測(cè)花的生長(zhǎng)情況，且能夠監(jiān)測(cè)火災(zāi)、煤氣泄漏等危險(xiǎn)情況并預(yù)警。

（4）成本低，功能多且安全可靠，人機(jī)交互操作簡(jiǎn)單，充電便捷，花盆CPU可進(jìn)入低功耗模式，延長(zhǎng)工作時(shí)間。

4 市場(chǎng)前景

本團(tuán)隊(duì)致力于“將創(chuàng)業(yè)的核心立足于花盆的智能化、宜居化問(wèn)題?！睂?duì)于很多上班族、白領(lǐng)階層來(lái)說(shuō)，都會(huì)在室內(nèi)或者家內(nèi)廚房、臥室擺放花卉，既可以清新環(huán)境，也可以放松心情。但是很多客戶(hù)會(huì)忽略對(duì)花卉的照顧，忘記澆水，針對(duì)此問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了家居型智能花盆，通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤濕度，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆水，同時(shí)也可以通過(guò)遙控進(jìn)行手動(dòng)加水，使家居植物的培養(yǎng)更為便捷。此外，還為花盆增加了煙霧報(bào)警功能、MP3功能以及照明功能。