家用懶人自動澆水機系統設計

周子惠　周泓

摘要：隨著社會經濟的發展，人們生活水平的提高，花卉逐漸收到人們的青昧，可以說綠色植物正逐漸成為人們生活中不可或缺的一部分。很多家庭都種植有花卉植物，這些植物不僅美化了人們的生活，工作環境，還能凈化空氣，陶冶情操，人們看見往往會賞心悅目。眾所周知，花沒有了水就會枯萎，但是給這些花草植物澆水也是一件麻煩的事情。通過對市場上現有的相關產品的研究，同時結合實際情況，提出一種可遠程操作且方便智能的家用懶人自動澆水機，其具備遠程操控自動澆水的功能。本設計主要組成結構包括：電源模塊、電磁閥、導水管、灑水噴頭、主控制系統模塊、澆水系統模塊、遠程控制器。本設計由遠程控制器發布指令，通過主控制系統模塊和澆水系統模塊來控制電磁閥和灑水噴頭的開或關，從而達到控制自動澆水的目的，同時每個灑水噴頭均為獨立控制，可應對多種不同花草植物所需的噴水量。該裝置可以幫助人們輕松遠程就完成澆水，免去換鞋、提水壺等工作，實現“懶人”目的。

關鍵詞：自動；遠程控制；澆水

中圖分類號TP2 文獻標識碼A 文章編號2095-6363（2016）06-0122-01

1.背景及發展現狀

在生活中，有部分家庭喜歡在家里養花，可以凈化空氣，陶冶情操。但是當養的花數量較大時，澆水就成為了一個大麻煩，需要消耗大量的時間和精力，而且有時工作較忙或者出差的時候經常會無法澆花。目前市場上自動澆水機相關產品尚處于起始階段，很多方面還不完善，價格也相差甚大，而且在實際使用過程中，還是遇到了一些問題。因此，針對上述問題，本設計提出一種可以通過遠程控制的懶人自動澆水機，組成結構包括：電源模塊、電磁閥、導水管、灑水噴頭、主控制系統模塊、澆水系統模塊、遠程控制器，通過WIFI模塊實現遠程操控，且每個灑水噴頭均為獨立控制，有效應對不同花草植物所需的不同澆水量。

2.懶人自動澆水機中分體設計

筆者自己是一位種植花草愛好者，通過對現有自動澆水機產品的分析對比，并通過自己平時種植花草的資料收集與觀察，提出了一種更適合的設計方案。

本設計的結構包括電源模塊、無線傳輸模塊、主控制系統模塊、澆水系統模塊、遠程控制器組成；其中，所述電源模塊將普通家庭常用電轉換為可以為主控模塊供電的特定電源；所述電磁閥安裝在導水管的進水口處；導水管上安裝有多個灑水噴頭，均為獨立控制；所述主控制系統模塊采用STM32核心控制板，可接收來自遠程控制器的信號，并控制電磁閥的開或關；所述主控制系統模塊，可接收來自遠程控制器的信號，并通過I/O口控制電磁閥的開關來達到控制灑水噴頭澆水的目的；遠程控制器與主控制系統模塊通過WiFi無線傳輸模塊傳遞信息。

本設計由具有遠程控制功能，通過無線控制器、WiFi模塊實現遠程信息傳遞交互，由遠程控制器發布指令，通過主控制系統模塊和澆水系統模塊來控制電磁閥和灑水噴頭的開或關，從而達到控制自動澆水的目的，而且該設計的每個灑水噴頭均為獨立控制，可以有效應對不同的花草植物需要的不同澆水量。該裝置可以幫助人們足不出戶就完成澆水，免去換鞋、提水壺等工作，實現“懶人”目的。

3.懶人自動澆水機的具體設計

根據以上功能分析，自動喂食機的總體模塊框圖如圖l所示，本設計包括遠程控制器、無線傳輸模塊（WIFE模塊）、主控制系統模塊（STM32控制器）、澆水系統模塊（電磁閥）、電源模塊組成。當遠程控制端發出澆水命令，通過WIFI無線傳輸模塊，傳遞到主控制模塊中，主控模塊通過I/O口控制電磁閥開或關，來達到控制澆水系統的澆水動作，完成懶人澆水的目的。

系統電源模塊：其中TPS5450的VIN端接電源適配器輸出的12V電源，GND與PWRPD端接地，PH端與地之間接SS35穩壓管，BOOT端接C39之后接L7，可輸出5V電源，R23與R18從5V電源串聯接地，Vsence引腳接R23與R18之間，進行電壓矯正。5V電源接到AMSlll7-3.3的VIN端，VOUT可輸出3.3V電壓的直流電源。其中C39、C40、C41、C42、C48、C49、C50均為耦合去噪電容。R0與R20為0R電阻，對不同芯片地端共地時進行保護。

系統處理器模塊：主控芯片為STM32F103RCT6（不限于此），其中DOWN-TX與DOWN Rx為調試串口，SWDIO與SWCLK為燒寫串口，BOOT0引腳接地，NRST為按鍵重啟端，OSC-OUT與OSC-IN為芯片外部晶振接口；VDD接3.3V電源，VSS接地，其中VDDA與VSSA分別為經過調理后的電源與地；M35-TX與M35-RX是與WIFI模塊的通信串口；I/O口接電磁閥控制端，控制電磁閥的開關。

WiFi模塊：本設計選用的是HLK M35（不限于此）的WiFi模塊，其中電源引腳接3.3V電源，地引腳共地；NRST引腳接按鍵重啟端；M35 Rx與M35 Tx接主控McU，與之進行數據傳WIFI_LED為該模塊的指示燈。

4.結論

本設計主要考慮的是可以遠程操控澆水，幫助人們節省下大量的時間和精力。將各個模塊的功能組合形成一個可以遠程操控，且每個灑水噴頭獨立控制，考慮到安全問題電源模塊采用低壓電源。自動化與機械化是現在的發展趨勢，該設計巧妙的將自動化應用到生活中，具有很好的市場推廣前景。