花盆中泥土濕度報警裝置的研發與應用

2017-03-14 19:50:58隋緣

綠色科技 2017年3期

摘要：指出了家庭種植花卉可陶冶人的情操，改善身心，維持和增進健康，提高人們的生活質量及品位。為解決家庭種植花卉澆灌時間和澆灌水量的問題，研發了由安裝2節5號干電池的電源、電源開關、帶有感應探頭的濕度計、存儲有不同花卉最適宜濕度的可調式PLC、電子顯示蜂鳴器、絕緣防水導線組成的花盆中泥土濕度的報警裝置，消除了人們如何掌握花盆養植各種花卉的澆水量和澆水時間的煩惱，滿足了人們日常養植、觀賞花卉的需要。百余家庭應用后結果顯示：滿意度100%。

關鍵詞：花盆；花卉；泥土；濕度；報警；裝置

中圖分類號：TU986文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）03004902

1引言

欣賞花卉能夠陶冶情操，增添生活情趣，激發人們熱愛生活的情感，同時，也起到了凈化生活空間的作用[1]。隨著人們生活水平的提高，城市家庭中幾乎家家都用花盆養植各種花卉。顧文蕓等人[2]提出的園藝療法與傳統養生文化，是利用種植花卉活動，改善身心，維持和增進健康，從而提高人們的生活質量及品位。但花卉的生根發芽、成長條件苛刻，土壤水分含量、空氣溫度和大氣光照強度等有一定要求。而大多數家庭成員，并不知道如何澆花，往往想起什么時候澆就什么時候澆，澆多少水也是很隨意，這樣造成了有的花卉澆水過多爛根死掉，有的花卉因缺水干枯而死。馮筱[3]以ZigBee模塊為基礎，以MSP單片機為微控制器，在上位機數據界面顯示無線采集和傳輸得到的花卉土壤濕度、溫度和光照強度等生長環境參數，利用花卉澆灌歷史數據進行BP神經網絡訓練，預測花卉的澆灌時間和澆灌水量，實現了花卉的智能澆灌；這種溫室花卉智能灌溉系統主設備復雜、投資大，不適合家庭種植花卉的澆灌。雖然，很多的花卉養植科技圖書[4]、公共電視節目對如何在家庭養植花卉進行了詳細講解[5，6]，比如：禮佛之花-萬壽菊[7]、盆栽雪里蕻[8]、蘭花草[9]等，但人們掌握起來有很大的難度，仍然不知道何時給花卉澆水？澆多少水？基于此，筆者設計了一種花盆中泥土濕度的報警裝置[10]，解決了花盆養植各種花卉的澆水量和澆水時間問題，達到滿足人們日常養植、觀賞花卉需要的目的。

2花盆中泥土濕度報警裝置的研發

2.1花盆中泥土濕度報警裝置原理

收集城市家庭中普遍養植花卉最適宜生長的泥土濕度范圍，將其資料嵌入可調式PLC中，當濕度計探針插入養植花卉花盆泥土中，調整PLC中相應的設定值，接通電源，濕度低于PLC內設定的某一花卉需要的濕度最低值時，電子顯示蜂鳴器發出蜂鳴聲報警，指示需要澆水；當濕度高于PLC內設定的某一花卉需要的濕度最高值時，電子顯示蜂鳴器發出蜂鳴聲報警，指示停止澆水。

2.2花盆中泥土濕度報警裝置原材料

安裝有2節5號干電池的電源：干電池規格為1.2 V，容量2500 mAh，自制簡易電源盒；電源開關：上海加夢電子貿易有限公司提供的SDDJF型按動開關，其他同類型和用途的按動開關也可以使用；帶有感應探頭的濕度計：為FDS-100土壤濕度傳感器探針長度為5.5 cm、直徑為3 mm，或市場上銷售的其他具有相同功能的同類型產品；存儲有不同花卉最適宜濕度的可調式PLC和電子顯示蜂鳴器：由中國石油天然氣股份有限公司華北油田分公司采油工程研究院根據用戶需要制造；絕緣防水導線：規格為2×0.5，銅芯。

2.3花盆中泥土濕度報警裝置的結構特征

花盆中泥土濕度報警裝置的結構特征如圖1所示，圖中：①為安裝2節5號干電池的電源，②為電源開關，③為帶有感應探頭的濕度計，④為存儲有不同花卉最適宜濕度的可調式PLC，⑤為電子顯示蜂鳴器，⑥為絕緣防水導線。

裝2節5號干電池的電源①通過絕緣防水導線⑥與帶有感應探頭的濕度計③連接；帶有感應探頭的濕度計③通過絕緣防水導線⑥與存儲有不同花卉最適宜濕度的可調式PLC④連接；存儲有不同花卉最適宜濕度的可調式PLC④通過絕緣防水導線⑥與電子顯示蜂鳴器⑤連接、電子顯示蜂鳴器⑤通過絕緣防水導線⑥與電源開關②連接、電源開關②通過絕緣防水導線⑥與安裝2節5號干電池的電源1連接；安裝2節5號干電池的電源①、電源開關②、帶有感應探頭的濕度計③、存儲有不同花卉最適宜濕度的可調式PLC④、電子顯示蜂鳴器5通過絕緣防水導線⑥形成一個串聯回路。

2.4花盆中泥土濕度報警裝置的應用

花盆中泥土濕度報警裝置在使用時，將感應探頭的濕度計探針從花盆的邊緣插入，打開電源開關，根據不同的花卉，調節存儲有不同花卉最適宜濕度的可調式PLC的濕度數值設定，2～3 min后，電子顯示蜂鳴器上會顯示插入探針花盆內的泥土濕度，當濕度低于PLC內設定的某一花卉需要的濕度最低值時，電子顯示蜂鳴器發出蜂鳴聲報警，指示需要澆水；當濕度高于PLC內設定的某一花卉需要的濕度最高值時，電子顯示蜂鳴器發出蜂鳴聲報警，指示停止澆水。

通過在百余家庭應用，消除了人們如何掌握花盆養植各種花卉的澆水量和澆水時間的煩惱，滿足了人們日常養植、觀賞花卉的需要，滿意度100%。

2017年2月綠色科技第3期

隋緣：花盆中泥土濕度報警裝置的研發與應用園林與景觀

3結論

（1）花盆中泥土濕度報警裝置原理正確，所用原材料簡單、易購，組裝工藝簡便，為城市普通家庭所能掌握；目前，該裝置正在市場化。

（2）花盆中泥土濕度報警裝置的使用在一定程度上節省了水資源，減少了浪費。

（3）花盆中泥土濕度報警裝置消除了人們難以把握花盆養植花卉的澆水量和澆水時間的煩惱，使五彩繽紛的花卉凈化了室內環境，養植花卉的人們愉悅身心。

參考文獻：

[1]李懿.淺議室內花卉養植技術的發展[J].中國農業信息，2012（13）：89～90.

[2]顧文蕓，單奕.園藝療法與傳統養生文化在養老景觀中的應用[J].綠色科技，2016（1）：143～145.

[3]馮筱.基于物聯網的溫室花卉智能灌溉系統設計[D].曲阜：曲阜師范大學，2015：1～43.

[4]何天宇.觀賞芳香植物在園林綠化中的應用研究[J].綠色科技，2011（4）：127～130.