家居型智能花盆

太原理工大學

周佳男，楊 鵬，邵溫財，宋威岐

指導老師：桑勝波，彭宏麗

1 作品簡介

該產品通過溫濕度傳感器來監測土壤濕度，并將信息返回至MCU。當返回濕度值小于設置濕度值時，MCU控制儲存有足夠水的水桶中的水泵工作，開始澆花，使土壤上升到其適宜濕度后停止澆水。同時在水桶中放置浮球開關，當水桶中水位下降時浮球開關彈起，提示燈和蜂鳴器報警，提醒使用者及時補充水。該花盆還增加了煙霧報警功能，當有燃氣泄漏或者火災煙霧發生時會自動報警。除此之外，還設計有臺燈照明及MP3功能。遙控器和智能花盆之間通過藍牙通信，控制使用者可遠程遙控智能花盆。打開遙控器顯示主界面，選擇植物生長檢測界面，會顯示植物當前的土壤溫濕度和光照強度；選擇音樂播放界面可以播放音樂；選擇工作界面可以實現臺燈開關和水泵開關；選擇時間界面可以查看時間。設計操作簡單，極具人性化。實物如圖1所示。

圖1 系統實物

2 工作原理

遙控器原理如圖1所示。花盆原理如圖2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實現對藍牙、溫濕度、水泵、浮球開關、光照強度、煙霧檢測、臺燈以及指示燈和預警蜂鳴器的控制；遙控器采用STM32F103C8T6實現對藍牙、界面顯示屏、按鍵開關的控制，從而實現對智能花盆的控制以及數據的采集和分析。

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

（3）GY-30光強模塊：實時檢測外界光強，并返回值給MCU完成采集。通過遙控器可在屏幕上查看這些參數，用于對植物培養進行分析。

（4）煙霧檢測模塊：可以調節靈敏度，并把實時監測到的情況發送給MCU，通過程序設置，若返回值過高則通過蜂鳴器報警，提醒人們存在安全隱患。

（5）藍牙模塊：借助兩個藍牙實現遙控器與智能花盆間的通信、數據傳輸和控制指令傳輸。

（6）顯示屏：實現人機交互，顯示藍牙返回的數據，實現界面調控和實時監測。

（7）MP3-TF-16P模塊：通過遙控器控制花盆MCU，發送指令控制模塊實現播放音樂、下上曲音量調節等功能。

（8）燈光和浮球開關：燈光可以起到夜間照明的作用，浮球開關在水桶無水時會掛起，提醒用戶及時續水。

3 創新點

（1）實現花盆的智能化、宜居化，擺放在辦公室或家中，既可清新環境，也可放松心情，同時臺燈和MP3提供了照明和娛樂等功能，使得人們的日常生活更為便利和豐富。

（2）自動澆水功能，即使長時間外出也可以自動澆水，無需擔心植物干枯，同時還可以通過遙控器控制澆水。

（3）實時便捷地監測花的生長情況，且能夠監測火災、煤氣泄漏等危險情況并預警。

（4）成本低，功能多且安全可靠，人機交互操作簡單，充電便捷，花盆CPU可進入低功耗模式，延長工作時間。

4 市場前景

本團隊致力于“將創業的核心立足于花盆的智能化、宜居化問題。”對于很多上班族、白領階層來說，都會在室內或者家內廚房、臥室擺放花卉，既可以清新環境，也可以放松心情。但是很多客戶會忽略對花卉的照顧，忘記澆水，針對此問題，我們設計了家居型智能花盆，通過傳感器實時監測土壤濕度，從而實現自動澆水，同時也可以通過遙控進行手動加水，使家居植物的培養更為便捷。此外，還為花盆增加了煙霧報警功能、MP3功能以及照明功能。