可遠(yuǎn)程控制的智能澆灌裝置設(shè)計(jì)和工作原理

王安娜　王順利　梁卓等

摘 要：該裝置可以通過土壤濕度傳感器對(duì)土壤的濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，該裝置安裝有攝像頭，可以通過手機(jī)客戶端進(jìn)行圖像傳輸，實(shí)時(shí)觀看植物的生長(zhǎng)狀況，進(jìn)行遠(yuǎn)程操作澆灌裝置的開關(guān)，也可以設(shè)定自動(dòng)狀態(tài)，裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)土壤的濕度。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程控制；智能澆灌；濕度傳感器；圖像傳輸；控制面板

中圖分類號(hào)：S277.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）17-0001-01

智能澆灌裝置能以數(shù)字顯示直觀的告知用戶土壤的濕度并且及時(shí)對(duì)土壤的濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證花卉蔬菜的正常生長(zhǎng)，這樣當(dāng)我們出差，出游，探親和放假的時(shí)候，能保證我們心愛的花卉的土壤保持正常的濕度，保證花卉正常的生長(zhǎng)。同時(shí)我們也可以通過智能澆灌裝置上的攝像頭定時(shí)向人們手機(jī)上傳送圖片，人們可以觀察到自己栽種的花卉或盆栽蔬菜的長(zhǎng)勢(shì)，同時(shí)手機(jī)可以遠(yuǎn)程控制本裝置的澆水開關(guān)，增加了養(yǎng)花和盆栽蔬菜的樂趣，給人們的生活帶來方便。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

可遠(yuǎn)程控制的智能澆灌裝置包括澆灌裝置、攝像裝置、手持式無線終端以及無線網(wǎng)絡(luò)，攝像裝置連接澆灌裝置的單片機(jī)，手持式無線終端通過無線網(wǎng)絡(luò)與澆灌裝置的通信模塊進(jìn)行通信，通信模塊與單片機(jī)連接。該裝置能以數(shù)字顯示直觀的告知用戶土壤的濕度并且及時(shí)對(duì)土壤的濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)總體框，如圖1所示；部分剖開視圖，如圖2所示。

2 工作原理

智能澆灌裝置的的盛水裝置是一個(gè)水箱，水箱的一側(cè)連接自來水水管，另一側(cè)連接電磁閥，其中水箱內(nèi)部有一個(gè)浮漂，浮漂通過壓桿與塞子連接，進(jìn)水筒1上方有蓋子密封，進(jìn)水筒1側(cè)面引出一根進(jìn)水筒2，進(jìn)水筒2的下端是開口的，正常情況下塞子處于塞緊狀態(tài)，當(dāng)水箱內(nèi)的水少的時(shí)候，浮漂下降，通過壓桿把塞子拉開，從而使外接自來水管中的水通過進(jìn)水筒1進(jìn)入進(jìn)水筒1內(nèi)，從進(jìn)水筒1再通過側(cè)面的進(jìn)水筒2進(jìn)入水箱內(nèi)，當(dāng)水箱內(nèi)的水達(dá)到一定的量的時(shí)候，浮漂上升，從而把塞子與進(jìn)水筒1之間塞緊，從而停止向箱體內(nèi)進(jìn)水，這樣就時(shí)刻保證水箱內(nèi)的水充足。供水系統(tǒng)如圖3所示。

智能澆灌裝置的主輸水管是一段一段的，而且可以彎曲，根據(jù)花卉和盆栽植物位置的不同，選用的主輸水管的節(jié)數(shù)不同，從而實(shí)現(xiàn)距離的控制，主管道的上側(cè)有接口，從接口處引出二級(jí)輸水管，根據(jù)花盆的大小不同，花卉和盆栽植物的種類不同，引入花卉和盆栽植物的二級(jí)輸水管的根數(shù)不同，從而實(shí)現(xiàn)不同大小盆子同時(shí)澆灌的效果。

根據(jù)連通器原理，主輸水管的一端是封閉的，當(dāng)主輸水管中的水充滿的時(shí)候，主輸水管的水同時(shí)從多個(gè)二級(jí)輸水管輸向盆，這樣就保證了所有的盆澆水均勻。

居家智能澆花機(jī)通過花盆中的濕度傳感器測(cè)量土壤的濕度，濕度傳感器把信號(hào)傳給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)對(duì)傳過來的信號(hào)進(jìn)行處理分析，當(dāng)土壤的濕度小于一定的值的時(shí)候，控制系統(tǒng)控制電磁閥打開，從而水箱里面的水通過主輸水管道和二級(jí)輸水管給花盆里面的花澆水。同時(shí)濕度傳感器繼續(xù)對(duì)花盆中土壤的濕度進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)把信號(hào)傳給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)對(duì)傳過來的信號(hào)再次進(jìn)行處理分析，當(dāng)土壤的濕度大于一定值的時(shí)候，控制系統(tǒng)控制電磁閥關(guān)閉，從而停止對(duì)花卉和盆栽蔬菜的澆灌。同時(shí)，智能澆灌裝置上安裝有攝像頭，用戶可以通過手機(jī)客戶端實(shí)時(shí)觀看花卉和盆栽植物的長(zhǎng)勢(shì)，同時(shí)，人們也可以通過手機(jī)APP控制智能澆灌裝置的開關(guān)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，增加了人們養(yǎng)花和盆栽植物的樂趣。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)如圖4所示。

3 結(jié) 語(yǔ)

智能澆灌裝置很好的解決了人們由于度假、出差、出游和探親沒時(shí)間澆灌自己栽種的小植物導(dǎo)致枯萎死亡的問題。智能澆灌裝置能以數(shù)字顯示直觀的告知用戶土壤的濕度并且及時(shí)對(duì)土壤的濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證花卉蔬菜的正常生長(zhǎng)。同時(shí)我們也可以通過智能澆灌裝置上的攝像頭實(shí)時(shí)觀察到自己栽種的花卉或盆栽蔬菜的長(zhǎng)勢(shì)，遠(yuǎn)程控制該裝置，增加了養(yǎng)花和盆栽蔬菜的樂趣，給人們的生活帶來方便。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭帥，寧禮佳.基于手機(jī)遙控的智能澆灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，（18）.

[2] 袁騰，王帥，梅明，等.基于單片機(jī)原理的可定時(shí)自動(dòng)澆花器[J].硅谷，2012，（13）.

[3] 劉明真，陳鴻.基于單片機(jī)智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].學(xué)術(shù)問題研究，2010，（1）.

[4] 張兆朋.基于AT89S52的家庭智能澆花器的設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2011，（5）.

[5] 單成祥.傳感器的理論與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及其應(yīng)用[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1999.