一种太阳能户外自动花架电气系统简介

刘富海++张定俊++金奕歆++韩成勇++黄璐滢

摘 要：为解决目前高楼住户养花占用空间、无法很好打理、花盆容易掉落等问题，特设计了一套不占用空间、智能养花、不易掉落的太阳能户外自动花架系统，用于对高楼家庭用户中养花的有效管理。本系统主要包括机械结构和控制系统两大部分，文章主要是从控制系统对本装置进行介绍。

关键词：主控制器；太阳能板；用户端；服务器端

分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：2095-2945（2017）27-0089-02

引言

随着城镇化的发展，城市人口越来越多，导致高楼越来越高，也越来越多。跟农村相比，种花成了城市中一大难题，但花花草草在人们的生活中扮演着重要的角色。阳台上种花是大部分人的首选，原本就不大的阳台空间，就显得拥挤杂乱。于是阳台外空间就成为大多数人的选择，但大部分就是在阳台外面弄一个架子，把花盆放在外面，进而可以节省阳台的空间。

但由于大部分植物的生长过程中对环境的要求较高，不能接受高温的暴晒和雨淋，经常会出现过一段时间花被养死的现象；再者，主人工作太忙，对花草管理时间太少，同样会导致缺水死亡；重要的是，花盆在无防护的花架上很容易掉落对行人造成一定危险[1]。

针对以上问题，特设计一款太阳能户外自动花架，旨在解决都市高楼人群种花养花难的问题，提高高层建筑中户外种植的安全性；增加高层户型的户外空间利用率；减少主人对种植绿色植物的时间支出，增加种花的乐趣，进而满足现代都市人对绿色生活的追求。

本系统主要有两大部分组成，本文主要从电气方面对系统进行介绍。

1 系统简介

太阳能户外自动花架以矩形伸缩拉杆为主体框架，外侧以铝板为底板放置花盆，为增加花架的安全性，使用奥氏体不锈钢作为挡板护栏，护栏上安装包有光线传感器，湿度传感器，温度传感器，以及太阳能板。铝板下部安装了雨水导向管，可将雨水收集储存到水箱中作为滴灌的主水源。

主控制器（PLC）会根据光线感应器和温度传感器反馈的数据[2]，控制推杆电机的运动，让植物尽可能的得到更多的阳光；而检测到室外温度过高时，主控制器会发出指令控制推杆电机收缩，带动伸缩拉杆做回缩动作，同时控制遮阳网电机，带动遮阳网做弧线运动，减少阳光对植物的直接照射，遭遇天气突变时，防水遮阳网会启动进入第二行程，避免植物直接淋雨；根据湿度传感器反馈的数据，控制器会在清晨（7：30-8：30），傍晚（16：30-17：30）兩个时间段内控制水泵工作对植物进行滴灌补水[3]。

系统具有记忆学习功能，将感应器收集到的数据上传到服务器进行比对，终端再发出指令控制各部件的运动，以实现智能化的自动“养”花的功能。系统具有远程控制、监控功能，可通过APP软件观看当前和历史状态，并可控制花架实现伸缩放收、浇水、遮阳等功能；亦可人工控制，通过按钮式操作，实现用户为主体，机械部分为辅助的手动养花功能。三种模式可以自由切换[4]。

2 系统的电气系统设计

系统包括主体端、控制端、服务器端和用户端四部分，其中主体端包括放置花盆的花架，驱动花架进行伸缩的执行模块，对温度、湿度和光线进行检测的传感器模块，对花瓶进行浇水的浇水模块。服务器端包括根据用户设定和传感器模块信息控制主体端各模块运动的处理模块，控制模块通过网络与处理模块相连，用户端通过网络与控制模块相连。

通过传感器模块对花架所处环境的温度、湿度、光线进行检测，并上传至服务器端，由处理模块进行数据对比，发送控制命令给控制模块，控制各模块进行运动，实现了智能化自动养花的功能。将处理模块设置在服务器端上，减少了主体端硬件要求，降低了成本。用户端能够对主体端进行设定和控制，设定参数发送给控制模块。控制模块根据用户设定控制浇水模块对花架进行浇水。

系统的电源部分为设置在花架上的太阳能电池板和蓄电池组成，太阳能电池板与蓄电池模块相连，太阳能电池板，在对花盆进行光照的时同也进行太阳能发电，生成的电能在蓄电池模块进行存储，用于对各模块提供用电[5]。

系统框图如图1所示，包括主体端1、服务器端2和用户端3。其中主体端包括放置花盆的花架，驱动花架进行伸缩的执行模块4，对温度、湿度和光线进行检测的传感器模块6，对花瓶进行浇水的浇水模块5、手动控制的按键模块15。执行模块、传感器模块、浇水模块、按键模块分别与控制模块相连。传感器模块包括温度检查模块11、湿度检测模块12和光线检测模块13。

3 结束语

本文主要介绍了一种太阳能户外自动花架电气系统，详细的介绍了系统的功能，根据功能要求对电气系统进行阐述，可以为花草爱好者提供一定的便利以及装置制作者提供一定的借鉴。

参考文献：

[1]陈福鹏.高楼阳台盆花度夏避弊就利法[J].花木盆景：花卉园艺，2006（7）：21-21.

[2]李雪.数据化养花系统产品开发实践[D].湖北工业大学，2016.

[3]姜娓娓，刘巧平.一种盆花自动浇水系统的设计[J].电子测试，2014（20）：4-6.

[4]许发翔，覃焕昌，潘大胜，等.一种基于物联网的智能养花系统，CN106034803A[P].2016.

[5]马荣朝，赵自强，陈开华，等.一种太阳能户外自动洗浴设备，CN203

885397U[P].2014.endprint