一種盆栽智能澆水裝置的設(shè)計

楊福升 陶亮 陳苗苗 張楠楠 李旭華 張杰

【摘 要】盆栽智能澆水裝置可利用濕度傳感器對土壤中的水含量進(jìn)行實時檢測，并將檢測數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)，經(jīng)過運(yùn)算處理后對執(zhí)行端進(jìn)行自動澆水控制操作。本文設(shè)計了一種家庭用盆栽智能澆水裝置，由控制器、埋入土壤中的濕度傳感器、排水管、電磁閥、連接控制器和電磁閥的繼電器等組成，能根據(jù)盆栽中土壤水分進(jìn)行自動澆水調(diào)節(jié)。設(shè)計的智能澆水裝置可有效替代人工澆水，避免由于出差等原因造成植物干枯，為盆栽植物愛好者減少后顧之憂。

【關(guān)鍵詞】盆栽;智能澆水;系統(tǒng)設(shè)計;自動控制

中圖分類號 P184.6+3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）11-0035-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.11.015

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和生活水平的提高，家庭盆栽植物越來越多地受到人們的關(guān)注和喜愛。但由于工作繁忙、出差、外出旅游等各種原因，常出現(xiàn)因無法及時給盆栽植物補(bǔ)充水分而導(dǎo)致植物缺水死亡的情況。因此設(shè)計一種可在無人看管時自動對盆栽植物澆水的裝置顯得十分必要。

1 盆栽智能澆水裝置介紹

盆栽智能澆水裝置與目前應(yīng)用較廣的農(nóng)田智能澆灌裝置和實驗室采用的人工氣候室不同。農(nóng)田智能澆灌裝置用于大面積農(nóng)作物的灌溉，側(cè)重于節(jié)水灌溉。人工氣候室則側(cè)重于養(yǎng)護(hù)灌溉精確度等研究。盆栽智能澆水裝置主要針對家庭盆栽植物進(jìn)行自動澆水控制，側(cè)重于給盆栽愛好者帶來方便，改善盆栽種植環(huán)境，避免其在外出時因無法及時給植物澆水導(dǎo)致植物干枯的困境，而在澆水精度上則要求不高。

2 盆栽智能澆水裝置結(jié)構(gòu)

設(shè)計的盆栽智能澆水裝置由控制器、多個埋入土壤中的濕度傳感器、總排水管、連接總排水管的多根分支排水管、安裝在每根分支排水管上的電磁閥、連接控制器和電磁閥的繼電器組成，該裝置能根據(jù)各個土壤濕度值獨(dú)立控制各個相應(yīng)的電磁閥的打開和關(guān)閉來間接控制相應(yīng)的分支排水管向多個花盆中澆水。設(shè)計的盆栽智能澆水裝置系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。圖中，1為總排水管，2為球閥，3為連接電磁閥，4為繼電器，5為分水器，6為導(dǎo)管，7與12為濕度傳感器，8為控制器（單片機(jī)），9為土壤濕度顯示器，10為自來水管，11為分支排水管。

總排水管通過球閥與自來水管連接，采用分水器連接兩根導(dǎo)管和分支排水管，兩根導(dǎo)管的另一端對稱埋入土壤中的方式進(jìn)行澆水，采用單片機(jī)作為控制器，配置了可實時顯示土壤濕度的液晶顯示器，采用的電源包括連接單片機(jī)的充電寶和連接電磁閥的蓄電池。當(dāng)花盆土壤濕度低于某參數(shù)值時能夠進(jìn)行自動澆水工作，達(dá)到在無人干預(yù)的情況下保持花盆中土壤水分的效果。

3 結(jié)語

通過組裝與澆水測試，設(shè)計的盆栽智能澆水裝置可在花盆土壤濕度低于某參數(shù)值時有效開展自動澆水工作，達(dá)到在無人干預(yù)的情況下保持花盆中土壤水分的效果，且結(jié)構(gòu)簡單，建造成本低，能源消耗較小，能夠滿足家庭盆栽植物愛好者的澆水需要，具有較好的實際應(yīng)用價值。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Emma，Goldenpin Design Award.側(cè)面澆水的花盆[J].設(shè)計，2018（04）：17.

[2]陳晉航.基于AT89C52單片機(jī)的花盆自動澆水系統(tǒng)設(shè)計[J].自動化與儀器儀表，2018（01）：67-69.

[3]黃樹欽，張博一，張正梁.集雨儲水式花盆研究及應(yīng)用[J].中國園林，2017，33（11）：114-117.

[4]劉洪濤，鄧二偉.基于STM32的智能自動澆水花盆的設(shè)計[J].自動化與儀器儀表，2016（08）：232-233.

[5]吳磊.自動澆水的“懶人花盆”[J].現(xiàn)代營銷（創(chuàng)富信息版），2008（02）：16.

[6]園集.家庭養(yǎng)花小常識——花卉澆水技巧[J].園林，2000（06）：39.

[7]寧德林.自動澆水花盆[J].中國花卉盆景，1985（05）：21.

[8]李明楓，梁國錚，李曉飛，陳志杰，喬宇杰，張家旗，李富權(quán).智能宜家式盆栽自動灌溉控制系統(tǒng)設(shè)計[J].電子制作，2019（Z1）：30-32.

[9]鄭思岐，張曉菊，呂芳.單片機(jī)和傳感器聯(lián)動控制的智能灌溉的可行性[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（03）：47-48.

[10]陳天成.基于ZigBee農(nóng)田水肥一體化智能灌溉系統(tǒng)設(shè)計[J].中國設(shè)備工程，2018（23）：166-168.※基金項目：貴州理工學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目（201714440051）。