家居型智能花盆

太原理工大学

周佳男，杨 鹏，邵温财，宋威岐

指导老师：桑胜波，彭宏丽

1 作品简介

该产品通过温湿度传感器来监测土壤湿度，并将信息返回至MCU。当返回湿度值小于设置湿度值时，MCU控制储存有足够水的水桶中的水泵工作，开始浇花，使土壤上升到其适宜湿度后停止浇水。同时在水桶中放置浮球开关，当水桶中水位下降时浮球开关弹起，提示灯和蜂鸣器报警，提醒使用者及时补充水。该花盆还增加了烟雾报警功能，当有燃气泄漏或者火灾烟雾发生时会自动报警。除此之外，还设计有台灯照明及MP3功能。遥控器和智能花盆之间通过蓝牙通信，控制使用者可远程遥控智能花盆。打开遥控器显示主界面，选择植物生长检测界面，会显示植物当前的土壤温湿度和光照强度；选择音乐播放界面可以播放音乐；选择工作界面可以实现台灯开关和水泵开关；选择时间界面可以查看时间。设计操作简单，极具人性化。实物如图1所示。

图1 系统实物

2 工作原理

遥控器原理如图1所示。花盆原理如图2所示。

图1 遥控器原理图

图2 花盆电路原理图

（1）MCU部分：智能花盆采用STC89C52RC实现对蓝牙、温湿度、水泵、浮球开关、光照强度、烟雾检测、台灯以及指示灯和预警蜂鸣器的控制；遥控器采用STM32F103C8T6实现对蓝牙、界面显示屏、按键开关的控制，从而实现对智能花盆的控制以及数据的采集和分析。

（2）温湿度传感器模块：此部分通过花盆底部引线放置在花盆土壤中，寄存器返回值给MCU，完成采集。

（3）GY-30光强模块：实时检测外界光强，并返回值给MCU完成采集。通过遥控器可在屏幕上查看这些参数，用于对植物培养进行分析。

（4）烟雾检测模块：可以调节灵敏度，并把实时监测到的情况发送给MCU，通过程序设置，若返回值过高则通过蜂鸣器报警，提醒人们存在安全隐患。

（5）蓝牙模块：借助两个蓝牙实现遥控器与智能花盆间的通信、数据传输和控制指令传输。

（6）显示屏：实现人机交互，显示蓝牙返回的数据，实现界面调控和实时监测。

（7）MP3-TF-16P模块：通过遥控器控制花盆MCU，发送指令控制模块实现播放音乐、下上曲音量调节等功能。

（8）灯光和浮球开关：灯光可以起到夜间照明的作用，浮球开关在水桶无水时会挂起，提醒用户及时续水。

3 创新点

（1）实现花盆的智能化、宜居化，摆放在办公室或家中，既可清新环境，也可放松心情，同时台灯和MP3提供了照明和娱乐等功能，使得人们的日常生活更为便利和丰富。

（2）自动浇水功能，即使长时间外出也可以自动浇水，无需担心植物干枯，同时还可以通过遥控器控制浇水。

（3）实时便捷地监测花的生长情况，且能够监测火灾、煤气泄漏等危险情况并预警。

（4）成本低，功能多且安全可靠，人机交互操作简单，充电便捷，花盆CPU可进入低功耗模式，延长工作时间。

4 市场前景

本团队致力于“将创业的核心立足于花盆的智能化、宜居化问题。”对于很多上班族、白领阶层来说，都会在室内或者家内厨房、卧室摆放花卉，既可以清新环境，也可以放松心情。但是很多客户会忽略对花卉的照顾，忘记浇水，针对此问题，我们设计了家居型智能花盆，通过传感器实时监测土壤湿度，从而实现自动浇水，同时也可以通过遥控进行手动加水，使家居植物的培养更为便捷。此外，还为花盆增加了烟雾报警功能、MP3功能以及照明功能。