智慧盆栽發(fā)展現(xiàn)狀與展望

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展及人民生活水平提高，智慧家庭概念的提出推動了一系列智能化家居產(chǎn)品的發(fā)展。傳統(tǒng)的綠色盆栽與傳感控制、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)結(jié)合，發(fā)展為智能盆栽。它利用各種微傳感器實現(xiàn)了植物生長環(huán)境中的土壤溫濕度、營養(yǎng)成分和光照度監(jiān)測，與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理，并可通過人工智能方式與各種終端工具連接，實現(xiàn)了人機互動功能。智能盆栽作為智慧家庭的中重要元素，不僅美化了居家環(huán)境，并且為創(chuàng)造健康、安全、舒適、低碳、便捷的個性化家居生活提供了必要支持。

【關(guān)鍵詞】智慧家庭 智能盆栽 現(xiàn)代傳感物聯(lián)網(wǎng) 人工智能

1 智慧盆栽發(fā)展

1.1 智慧盆栽的概念

智能盆栽是智慧家庭的重要元素，是傳統(tǒng)盆栽與現(xiàn)代傳感技術(shù)、微控制技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人工智能技術(shù)的有機結(jié)合。其特征是借助先進(jìn)的傳感技術(shù)實現(xiàn)植物生長環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度、光照度的監(jiān)測，并利用物聯(lián)網(wǎng)與微控制技術(shù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，如光照時間、生長素與水分控制、生命周期記錄等。這些技術(shù)的應(yīng)用不僅使得家庭盆栽管理智能化，并且可以通過人工智能，虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，將采集到的盆栽數(shù)據(jù)與家庭娛樂與數(shù)據(jù)終端相連接，實現(xiàn)人機、人與植物之間互動，擴(kuò)展了盆栽在智慧家庭中的內(nèi)涵。未來智能盆栽不僅具有美化居家的功能，并且可以作為智慧家庭中一個重要的互動環(huán)節(jié)，為創(chuàng)造健康、安全、舒適、低碳、便捷的個性化家居生活提供條件。

1.2 智慧盆栽的發(fā)展歷程

20世紀(jì)70年代以來，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，微型傳感器與微控制系統(tǒng)使得植物生長智能管理成為現(xiàn)實，典型應(yīng)用包括智能灌溉系統(tǒng)，并催生了智慧盆栽的概念的提出。隨著現(xiàn)代傳感技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)的發(fā)展，人們對于智慧家庭的需求逐漸增長，也加速了的智能盆栽的發(fā)展。多種技術(shù)互相融合，促進(jìn)了智能盆栽向著更為精確的生長參數(shù)監(jiān)測，更為方便的遠(yuǎn)程控制管理，具備物聯(lián)網(wǎng)交互功能、滿足個性化需求的方向發(fā)展。其功能與內(nèi)涵也不斷擴(kuò)展，新產(chǎn)品、新功能不斷涌現(xiàn)，不僅美化居家環(huán)境，也在一定程度上具有了娛樂化功能，成為智慧家居不可或缺的重要組成部分。

2 智能盆栽產(chǎn)品

與人工盆栽相比，智能盆栽中應(yīng)用的技術(shù)包括現(xiàn)代傳感與控制，物聯(lián)網(wǎng)與人工智能，這些也是體現(xiàn)其“智能”元素的重要技術(shù)。目前已有多款智能盆栽產(chǎn)品上市，其產(chǎn)品特點如下：

2.1 具備現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)功能的智慧盆栽

在智慧盆栽中集成了現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)功能，實時監(jiān)測植物生長環(huán)境中空氣、溫度、濕度、養(yǎng)分等數(shù)據(jù)，通過無線傳輸方式將數(shù)據(jù)發(fā)送至用戶各種終端，并將控制指令反饋給智能盆栽，從而實現(xiàn)盆栽植物生長過程管理，例如增加光照度、自動澆灌等，實現(xiàn)智能設(shè)備與用戶之間的交互。

2.2 具備大數(shù)據(jù)功能的智慧盆栽

智能盆栽的另一個顯著特征是可實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與處理，在智慧盆栽中包括了智慧硬件和軟件，其中包含上千種植物生長數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)庫可以為智能盆栽管理提供參考。將智慧硬件檢測到的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，可以為當(dāng)前植物提供最佳的養(yǎng)護(hù)方案，并指導(dǎo)用戶的照顧與管理。

2.3 具備自我更新能力智慧盆栽

在一些智能盆栽產(chǎn)品中，體現(xiàn)了植物的自我更新能力。例如在盆栽中包含有一個種子盒，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到一株植物死后，種子盒會自動播種下一顆種子，以保證植物不間斷生長。還有一些智慧盆栽產(chǎn)品采用了聚合材料的百褶裙式設(shè)計，在植物較小的時候，這個智慧花盆周圍布滿了折邊，當(dāng)隨著植物的長大，花盆也被慢慢撐大，直到變得豐滿圓潤。

2.4 具備各種輔助的智慧盆栽

一些智慧盆栽產(chǎn)品集成了LED光源，可為根據(jù)植物不同生長時期特征及天氣情況，改變光照強度及波長，甚至模擬一天中的光照變化，從而為智能家居照明提供基礎(chǔ)。在智慧盆栽中除了種植綠植，它還能集成香薰臺、藍(lán)牙音箱、鬧鐘等輔助功能，讓智慧盆栽更像一個給你無限驚喜的魔盒。

2.5 具備人機交互智慧盆栽

目前市面上一款情侶智慧盆栽不僅能夠跟蹤植物的成長，而且將數(shù)據(jù)實時同步到云端，在任何地方打開手機APP即可看到自己和Ta的植物狀態(tài)，僅需輕輕點擊手機APP軟件，伴隨著澆水和開燈的動畫，便完成了一次“愛的呵護(hù)”。

3 智慧盆栽的應(yīng)用

智能盆栽不僅美化了人們的生活環(huán)境，并且在一定程度上也可以根據(jù)不同工作環(huán)境進(jìn)行改造，適應(yīng)人們在各種場景下的需求。

3.1 辦公環(huán)境的應(yīng)用

對于身處繁忙工作環(huán)境中的上班族來說，一個充滿生機的桌面綠色盆栽，會讓你有瞬間“驚艷”的感覺。智能盆栽產(chǎn)品通過集成在其內(nèi)部的各種傳感器，可以時刻檢測土壤的含水量；儲水系統(tǒng)和噴霧系統(tǒng)，可以根據(jù)含水量的變化自動調(diào)整噴霧系統(tǒng)的工作；尋光系統(tǒng)也可以通過光照度傳感器感知陽光的位置，并自動旋轉(zhuǎn)以確保光照的均勻覆蓋。通過物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制，讓我們也能在任何地方，查詢到這些小生命的“需求”與生命軌跡，通過交互式體驗，讓我們對這些植物有了更多的“牽掛”。

3.2 家庭環(huán)境的應(yīng)用

作為新裝修房間的空氣衛(wèi)士--綠色植物來說，它們幾乎成為了我們家庭中的一員，甚至一些家庭也會將自家的陽臺開辟成了蔬菜養(yǎng)殖區(qū)。對于大多數(shù)人來說，照顧這些植物或者蔬菜也需要一些專業(yè)的種植技術(shù)，而把這些交給一個具有物聯(lián)網(wǎng)功能的智慧盆栽來打理，會讓我們省卻了很多的煩惱，而平添了更多的收獲樂趣。

對于家庭用的智慧盆栽來說，它可適應(yīng)有土栽培或者無土栽培，其中設(shè)備的硬件部分集成了多種功能傳感器和傳動裝置，其中包括：自動灌溉系統(tǒng)、智能管線調(diào)節(jié)系統(tǒng)、智能溫濕度控制系統(tǒng)、智能加熱和通風(fēng)系統(tǒng)，它能自動調(diào)節(jié)溫度、濕度、光照周期等，并通過自動澆灌系統(tǒng)和加熱通風(fēng)系統(tǒng)，為植物生長創(chuàng)造“舒適”的環(huán)境。

3.3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用

對于大型的植物栽培和農(nóng)作物培養(yǎng)來說，智慧盆栽也是一種不錯的選擇，其中可集成智能灌溉、智能LED補光、智能溫度調(diào)節(jié)和智能預(yù)警系統(tǒng)，可通過選擇花卉種類，自動實現(xiàn)整體運行參數(shù)的調(diào)整，從而解決植物從生長、開花、結(jié)果全過程的養(yǎng)護(hù)難題。endprint

3.4 太空環(huán)境的應(yīng)用

隨著人類探索太空步伐的不斷進(jìn)步，需要解決載人航天器中的植物培養(yǎng)問題，智慧盆栽就是最佳選擇，其包括保溫保濕系統(tǒng)、光線保障系統(tǒng)、功耗管理系統(tǒng)及安全管理系統(tǒng)，可滿足空間環(huán)境中體積小、重量輕、長壽命及高可靠性的需求。

4 智慧盆栽的未來發(fā)展趨勢

4.1 互動性

隨著智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，實現(xiàn)具備無線交互功能的智慧盆栽已經(jīng)不是難題，然而在物質(zhì)生活滿足后的人們，會更加注重自身情感方面的需求，而具備智能化和情感交互功能的智慧盆栽，將會成為未來的主流設(shè)計，通過人工智能方式，實現(xiàn)人與花卉之間的互動，將讓養(yǎng)花變得更加開心愉悅。

4.2 時尚性

對于年輕一代來說，產(chǎn)品的時尚性設(shè)計成為了未來產(chǎn)品的重要選項，在融入了情侶關(guān)照等功能的個性化設(shè)計，將會為智慧盆栽貼上了更多時尚的標(biāo)簽，這也將大大促進(jìn)此類產(chǎn)品的推廣與應(yīng)用。

4.3 整體化

在如今智能家居慢慢走進(jìn)你我生活的檔口，做為智慧家居中的一部分，智慧盆栽也將被整合到一個應(yīng)用平臺中，并與采集到的智慧家居中其它設(shè)備的數(shù)據(jù)一起整合，進(jìn)而與大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)相配合，為用戶提供一個更加完善更加智能的家居體驗。

5 結(jié)束語

本文通過對智慧盆栽設(shè)備的調(diào)查分析，介紹了智能盆栽發(fā)展歷程及產(chǎn)品特點，并對其未來發(fā)展方向進(jìn)行了展望。智慧盆栽是智慧家庭的重要組成部分，是傳統(tǒng)盆栽與現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)、傳感、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)的有機結(jié)合，可以通過交互式照料植物生活生長的每個階段，讓我們無需再煩惱頻繁的施肥、澆水、鏟土過程，大數(shù)據(jù)庫也將彌補我們經(jīng)驗的不足，并通過設(shè)備自身智能化的盆栽管理程序，確保植物的生長良好，人工智能使得新型的人機交互與人與植物之間交互成為可能。隨著科技的發(fā)展，智能盆栽等產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，將大大改善我們未來的工作與生活環(huán)境。

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作者簡介

呂思成（1999-），男，北京市人。

作者單位

北京市一六一中學(xué) 北京市 100032endprint