基于Arduino的盆栽阔叶苗缺水远程监测与浇水系统设计文献综述

 2022-04-07 23:51:34

《基于Arduino的盆栽阔叶苗缺水远程监测与浇水系统设计》文献综述

摘要:现在我们已经进入了数字化和智能化时代,人们在充分享受现代科技发展的同时，对家居的智能化提出了更高的要求，这进一步推动了智能家居技术的发展。在自己家中装饰上盆栽，不仅为家中增添了绿色，提升了整个家庭的意境，还能缓解人们疲倦的身心[1]。由于人们整天忙于工作，当节假日来的时候，大多数人也会选择外出游玩，根本就不能抽出时间来照顾植物[2,3]，因此植物很容易因为缺水而死亡。基于Arduino的远程监测与浇水系统就是为了解决这一问题而生的。远程监测与浇水系统可以实时监测植物生长状况，检测植物土壤的湿度和环境温度，并选择是否自动浇水，这样植物就可以避免因缺水而死亡。

关键词：自动浇水；远程监测；土壤的湿度；环境温度；Arduino

Literature review of Arduino-based remote monitoring and watering system for potted broad-leaved seedlings

Abstract: Now we have entered the digital and intelligent era, people fully enjoy the development of modern science and technology at the same time, the intelligent home put forward higher requirements, which further promoted the development of intelligent home technology. Decorating potted plants in one#39;s own home not only adds green to the home, but also enhances the artistic conception of the whole family and alleviates people#39;s tired body and mind. As people are busy with their work all day, when the holidays come, most of them will choose to go out to play, they can#39;t spare time to take care of the plants at all, so the plants are easy to die for lack of water. Remote monitoring and watering systems are designed to solve this problem. Remote monitoring and watering systems can monitor plant growth in real time, detect plant soil moisture and ambient temperature, and choose whether or not to water automatically, so plants can avoid dying from lack of water.

Keywords：Automatic watering；Remote monitoring；Soil moisture；The environment temperature；Arduino；

  1. Arduino单片机搭建的平台

Arduino单片机搭建的智能平台是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，它不局限于某种系统，不局限于某种语言，利用Arduino构建的系统可利用各种各样的传感器来感知环境，并可通过控制马达和其他装置来反馈影响环境[4]。物联网智能花盆[5]采用温湿度传感器[6]、光照传感器、PH值[7]传感器等采集植物的生长环境参数，并通过Arduino单片机构建的智能平台进行数据处理，控制浇水、移动花盆等机械装置实现自动浇水、调整光线等功能，并可将植物生长的相关数据传输到用户的手机App端，可通过手机实现远程监控[8]等功能。

  1. 整个系统的组成

该系统由检测装置、执行机构和监视[9]系统3部分构成。其中,检测装置由土壤传感器、PM2.5传感器[10]、气体传感器和主控制芯片模块组成;执行机构由蜂鸣器、雾化片、水泵组成;监控系统包括LCD1602、OV7670摄像头和TFT彩屏。系统通过多传感器采集植物土壤温湿度、氨、硫化物、苯系等有毒气体以及PM2.5等实时数据,并将其传回主芯片Arduino，通过实时数据与专家经验数据对比结果,驱动执行机构完成相应的处理动作。同时，由LCD1602实时显示数据,并调用MATLAB完成数据处理。系统利用STM32主芯片,通过按键控制将TFT彩屏显示的动图转化成静止图片并保存在SD卡中,最后利用MATLAB对试验数据进行分析，建立模型及相应的植物生长数据库。在图像监视方面,用OV7670模块采集图像数据,传回开发板后将数据发送给TFT彩屏,经过D/A转化,实时显示图像。在独立按键控制下,将动态图像一帧一帧的静态图像,并存入SD卡里,为大数据库提供数据资源。

  1. 土壤的湿度测量

基于阔叶盆栽的土壤的湿度测量方法采用简单的土壤湿度传感器测量以及传输数据到芯片。比如DS18B20、DHT11数字温湿度传感器等。方越[11]采用的单天线模式的BD-R测量土壤湿度，但该技术适用于大范围的农田土地监测，其具有非接触性测量，不会破坏土壤结构等优点。而李培昊[12]提出的北斗GEO卫星信噪比的土壤湿度反演也同样如此。吴肖龙[13]对温室土壤采用的模糊控制法来对土壤湿度进行测量。郭谦[14]采用的HJ-1B的遥感数据利用温度植被干旱指数法，得到表征土壤含水量，同样是适用于较大面积植被覆盖的地方。

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