物聯網花卉種植監控系統研究

摘要：為了實現家庭花卉管理流程的復雜性，智能性，可視化和美觀，我們使用Arduino硬件開發平臺、手機終端、云網絡和相關的傳感器模塊開發并設計了用于智能花卉管理的遠程監控系統。建立家庭式的智能監控系統，通過環境傳感器收集Firebox中的各種花卉參數，使用Arduino硬件開發平臺進行分析和處理，使用物聯網平臺進行遠程智能供水，自處理和數據實時監控等功能分析。實踐證明，該系統可以為家庭花卉的維護提供良好的環境，提高花卉的生長質量。

關鍵詞：花卉管理;智能;物聯網平臺

中圖分類號：TP277;TP391.44;TN929.5?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）11-0065-01

1 物聯網智能花卉養護簡介

物聯網分意識層，網絡層和應用層。感知層主要位于傳感器收集的信息的最底層，網絡層用于收集信息的通信和傳輸，應用層用于信息集成，最后用于智能服務。在該實驗中，傳感層由幾個濕度傳感器組成，這些傳感器用于收集植物土壤水分信息以獲得植物信息。使用可見光通信作為通信手段來構造網絡層，并且通過無線通信來收集感測層。信息被傳輸到應用層，該應用層分析從網絡層（物聯網的最高層）輸出的信息，然后控制智能設備完成服務。在該實驗中，應用層使用了自主生產的智能供水設備，為了提供智能服務，該任務將立即完成植物土壤水分的智能監測服務，實驗設計是工廠與智能供水設備之間的連接，使用可見光通信實現工廠與智能供水設備之間的信息通信，并在物聯網系統中顯示物之間的通信，也是物聯網可見光通信系統已應用于智能家居的表現。

2 系統總體結構

物聯網花卉管理智能系統設計的主要目標是解決植物缺水的問題。該系統利用白光LED可見光通信來實現數據信息的無線傳輸。系統的設計旨在簡化，操作和控制簡單，設備價格低廉，并滿足人們的工廠維護需求，當要求苛刻時，它既便宜又實用。

2.1濕度傳感器。該實驗的基礎是濕度傳感器。在本實驗中，使用YL-69濕度傳感器，該土壤傳感器的土壤探測探頭具有寬廣的感應區域，并且在表面上鍍了鎳，以提高導電性，防止生銹并延長其使用壽命。濕度處理模塊包括電源指示燈、電源正負輸入、濕度開關指示燈、濕度閾值調節電位器、濕度數字輸出、濕度模擬輸出等。濕度傳感器的工作電壓可以控制在3.3V-5V之間。

2.2調壓電路設計。智能設備的設計和使用基于電源，不同芯片設備的正常工作電壓差異很大。因此，智能設備設計中各種穩壓電路的設計如下。，在該實驗中，智能汽車的運行需要高于5V的電壓，泵正常需要12 V的電壓，CPLD的工作電壓為5V，可見光通信接收器電路的工作電壓為±3.3V。在實驗中，每個設備所需的電壓是不同的，同時有必要滿足將各種設備集中在智能推車上的需求，因此如何獲得所需的電壓是硬件設計中的重要任務。在本實驗中，以二次電池為主要電源，并設計了其他設備所需的電壓以滿足其自身的需求，并對該電壓進行升壓和降壓，主電源包括兩個3.7V可充電電池，電壓為7.4V，L293D電動機驅動電路將電源電壓放大為信號電壓，并提供給智能汽車以驅動智能汽車的電動機。

2.3智能澆水控制設備的設計。澆水設備很重要，該設備的目的是完成植物的澆水行為。在本實驗中，信息傳輸采用可見光通信的無線傳輸，將土壤濕度傳感器的濕度信息作為整個系統信號的傳輸端，與可見光通信傳輸端相結合，信息接收終端電路與智能供水設備相結合。目的是實現智能系列的無線信息傳輸。

2.4供電模塊設計。根據所應用傳感器和控制系統的電源要求，電源模塊必須提供5V2A電源，以確保系統的低功耗運行。灌溉設備、大功率水泵、植物生長輔助照明設備和其他設備需要220V標準電源電路支持。根據以上分析，低功率設備在運行時可以用太陽能為電源供電，市場上通用的大容量5V2A輸出移動電源可以滿足低功率設備的電源需求，使現場電源接線困難或者可以在陽臺上使用。

3 系統實例分析

3.1移動監控界面。該智能監控系統旨在通過物聯網平臺實現移動終端的環境監控功能。可以實時手動檢查水泵的供水控制、室溫、土壤濕度、水箱水位等數據，并根據設置的參數自動供水，節省時間和精力。

3.2自動澆水測試。可以設置土壤濕度的上限和下限以測試自動澆水功能。如果土壤水分低于下限，它將自動澆水直到土壤水分達到上限，以使花卉和植物保持最佳生長狀態。根據設置，如果土壤濕度低于下限，水泵將打開，并且硬件RGB指示燈將變為紅色。把傳感器暴露在空氣，當土壤濕度為零時，自動澆水，并且硬件RGB指示燈變為紅色，如圖3-1所示。

3.3光照強度檢測。光照強度檢測子系統通過GY-30光照強度傳感器檢測光照強度，將數據上傳到智云平臺，并討論光照強度是否在植物生長的最佳范圍內（如果已存儲數據）并提供補花燈的數據庫。

4 結論

隨著時間的發展，城市化的步伐在加快，人口密度在增加，高樓大廈遍地開花，綠色美感越來越少。人們越來越努力地擁有一個自然、和諧、舒適和安靜的綠色環境，美化環境可以做到這一點。智能花控系統具有操作簡便，功能齊全等特點，適用于多肉，綠稈，蜘蛛等各種小花的栽培。使用此系統，可以改善用戶體驗，減少耕種困難，為用戶提供更好的耕種體驗，解決忙碌的工作中，因沒有時間照顧擔心家庭植物的問題，以及可以感受到植物在生活中的好處，綠色、健康等。同時，還可以在移動界面上打開花卉圈子，并找到一群志趣相投的花卉朋友，討論如何種植花卉。另外，系統實時推送最新的花卉栽培技術，幫助用戶獲得相關的花卉栽培知識，具體的市場應用和促銷價值。

參考文獻：

[1]安寧. 花卉溫室大棚智能控制系統設計與實現[D].北京工業大學，2016.

作者簡介：陸妍 （1985-）女，江蘇省南通市人，民族：漢 學歷：在讀碩士研究生。研究方向：軟件工程。