基于OneNET平台的智能种植系统

胡慧敏 田洪铭 王乐 李翠锦

摘 要：针对人们工作繁忙、不便于管理等一系列问题，本文设计了一款智能种植系统，该系统采用HT66F70A单片机为主控芯片，外设接2WB-06电磁阀、WT588D语音和TSL2561光照传感器等硬件设备。通过OneNET平台与手机进行通信，真正实现实时远程监控，该系统具有模式多样、功能齐全、智能方便等优势。

关键词：HT66F70A单片机;OneNET平台;传感器;远程监控

1 前言

随着现代人居生活水平的提高和对生活质量的追求，人们的生活理念也从“居者有其屋”转变为“居者优其屋”，生活环境的美化在人们心中越来越重要。植物，作为具有清除室内有害气体、杀除病菌、增加氧气、净化空气、缓解疲劳、吸收电磁辐射等诸多好处的室内装饰品之一，越来越受到众多消费者的青睐。而如何更好地种植自己喜欢的植物对于长期不在家或是缺乏种植技术的人来说是一大难题。

为了解决人们长期不在家以及不懂得如何种植，而导致植物出现枝叶稀疏、叶黄干细、枝干乱长，甚至是由于气温、光照、土壤干湿度等外在因素导致其枯萎的问题。本文设计了一套智能种植系统，此系统分为两种模式：（1）智能种植模式：主要针对的是长期不在家，无心顾及植物的消费者，在此模式下能够实现远程种植。（2）趣味种植模式：对于一些有时间但却不懂得种植或是想要让植物更加人性化的消费者，在此模式下通过面对面种植，人与植物之间实现面对面对话，让种植更具趣味。

2 设计原理

“智能种植系统”以HT66F70A单片机作为主控芯片实现智能种植，应用各类传感器检测植物的土壤温湿度、空气质量、光照强度等，通过阳光罩滤除无用光并提供充足光照，让植物在室内也能进行光合作用。采用微型摄像头监测植物的实时状况，应用OneNET平台实时更新数据，该系统分为智能种植模式和趣味种植模式：（1）智能种植模式：通过制作一款手机APP去控制植物光照、澆水量、施肥量;使用监控系统对种植物进行图像采集，从而利用终端定期对植物进行修枝;通过OneNET平台将植物生长数据发送至终端。（2）趣味种植模式：语音系统实现播报植物温湿度、空气状况等;与用户进行智能对话，指导用户进行种植。

3 设计结构

3.1 硬件结构

智能种植系统通过对控制模块、传感器模块的检测给单片机输入信号，单片机在对采集到的数据进行分析处理，通过蓝牙/WIFI模块将数据传输到后台数据库，可以在终端上查看数据，了解到植物的生长情况;然后输出相应的控制信号对语音模块控制，语音模块主要是用来播报植物生长状况，包括温度、湿度、光照以及进行智能对话等。

该系统主要由空气传感器、光照传感器、温度传感器、湿度传感器、电磁阀、摄像头、语音模块、蓝牙/WIFI模块、阳光罩九大部分为HT66F70A单片机服务，与机械模块共同构成智能种植系统的硬件，来实现语音播报、语音对话、剪枝，并将数据传输到OneNET平台，通过终端查看。

3.2 软件结构

（1）在智能种植系统中，将设备与OneNET平台连接，OneNET平台对植物的信息进行保存与输出。该平台兼容大部分物联网相关传输协议，也提供私有协议支持。

（2）系统的软件部分主要包括主程序、盆内子程序、APP程序。子程序的流程设计首先对系统和外接芯片进行初始化，然后进行温湿度、光照强度、空气的检测，通过程序控制与输出，最终在APP上显示出相关参数或是由系统进行语音播报，若测量值不在标准值范围内，系统将发出警告。

4 作品测试

通过手机与花盆的蓝牙模块/WIFI模块进行连接和操作，温湿度传感器、光照传感器等模块通电后进行数据检测，将数据传给单片机，单片机驱动机械臂，实现修枝功能;单片机开启电磁阀，实现浇水功能;单片机控制电源开关，实现补光功能;单片机控制语音模块实现语音播报和趣味对话功能。

测试结果：通过以上测试，智能种植系统修枝误差率只有2%，温湿度误差率仅有1.1%，浇水量精确率可达100%，语音播报和趣味对话存在噪声，有待进步。

5 总结与展望

传统植物花卉产业与互联网融合是一个良好的机遇，“传统植物花卉产业”+“技术”+“互联网”之间的结合，在未来发展空间非常大。本智能种植系统完全满足用户对智能监测、远程操控的需求，通过不断对手机APP升级和数据库更新，能够提供更多种类植物生长数据信息和教程，功能将会更加强大。必将成为未来市场、社会的大势所趋，也将弥补传统植物花卉产业中的不足。

目前该系统主要针对个体用户，范围不够广。将来发展方向为进一步完善各方面功能，拓展用户面;不断扩展植物数据库，提高系统的精度，有朝一日做到能用于保护濒危灭绝的植物（例如：金花葵，华山新麦草等）。

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基金来源：全国大学生创新创业项目（项目编号：201812608001）;重庆市高等教育教学改革研究项目（项目编号：193297）

作者简介：胡慧敏（1999-），女，本科在读，研究方向：电子信息工程。