基于机智云物联网平台的智能远程植物养护装置设计与实现
摘要: 设计一种智能远程植物养护装置,采用STM32F103单片机为控制核心,对植物所处环境温度和土壤湿度进行检测,并根据用户所设置的适合植物生长的湿度参数,控制水泵的开关,通过机智云平台在手机APP上实时监控植物的生长环境。测试结果表明本设计能完成远程精确灌溉和按需灌溉,促进盆栽植物的茁壮成长。
关键词: 植物养护 远程 STM32 机智云 手机APP
引言
现代生活在高层建筑里的人们越来越热衷于在家里或办公室里种植各种各样的盆栽植物,盆栽植物可以净化空气,陶冶情操,营造良好的生活环境。然而,由于工作的繁忙或是外出旅游,人们经常忽视管理或无人看管,导致植物缺水,给爱花草的人带来很多麻烦。设计一种能够实时监控盆栽植物信息,并通过远程虚拟开关智能养护盆栽植物的系统具有应用价值和现实意义
本次设计为智能远程植物养护装置,其具体功能要求和设计指标为:
(1)设计一个湿度检测的下位机,测出土壤湿度并在下位机显示,湿度测量范围10%～90%,误差范围为±1%。
(2)设计一个温度检测的下位机,测出环境温度并在下位机显示,温度测量范围-50～125℃,误差范围为±0.5℃
(3)测量出的环境温度和土壤湿度通过无线通信模块,间隔500ms发送给上位机手机APP并显示。
(4)在植物近端设备可设置土壤湿度,且设置信息上传至手机APP。
(5)在手机APP上可根据植物养护要求设置土壤湿度,且设置信息发送至植物近端设备。
(6)通过手机APP,选择不同的浇灌模式,远程控制系统开关,实现自动、手动浇灌模式。
(7)系统根据用户设置的土壤湿度与实际测量的土壤湿度做对比,判断土壤的水分状态,并将土壤水分状态上报至手机APP,系统开启自动浇灌模式。土壤水分状态将显示在LCD界面上。
接收到的无线信号也可以转换成串行口信号,传送到单片机上,单片机通过应用程序改变湿度参数,控制泵的启闭。主要流程如图4所示。
图3 串口中断程序框图
图4 主程序程序框图
3 系统测试
图5 智能远程植物养护装置控制界面
通过装置上的按键设置土壤湿度,初始设置的土壤湿度值为50%,在初始值的基础上加减。
两个土壤湿度传感器测量当前土壤湿度的52%,测量环境温度为28.1°C,系统处于开放状态。当前土壤湿度略高于用户设定的土壤湿度,系统显示当前土壤湿度良好,系统运行时泵不工作,手机APP界面如图6所示
图6 设置土壤湿度为50%
4 结语
本设计基于机智云物联网平台,采用STM32F103单片机为控制核心,对植物所处环境温度和土壤湿度进行检测和处理,温湿度数据实时传输到液晶显示屏和用户手机APP上,用户可通过机智云物联网平台在手机APP上实时监控植物的生长环境,控制水泵的开关。测试结果表明本设计能完成所有功能和设计指标,实现远程精确灌溉和按需灌溉,促进盆栽植物的茁壮成长。
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