劉富海++張定俊++金奕歆++韓成勇++黃璐瀅

摘 要：為解決目前高樓住戶養(yǎng)花占用空間、無法很好打理、花盆容易掉落等問題，特設計了一套不占用空間、智能養(yǎng)花、不易掉落的太陽能戶外自動花架系統(tǒng)，用于對高樓家庭用戶中養(yǎng)花的有效管理。本系統(tǒng)主要包括機械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)兩大部分，文章主要是從控制系統(tǒng)對本裝置進行介紹。

關(guān)鍵詞：主控制器；太陽能板；用戶端；服務器端

分類號：TP23 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2945（2017）27-0089-02

引言

隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，城市人口越來越多，導致高樓越來越高，也越來越多。跟農(nóng)村相比，種花成了城市中一大難題，但花花草草在人們的生活中扮演著重要的角色。陽臺上種花是大部分人的首選，原本就不大的陽臺空間，就顯得擁擠雜亂。于是陽臺外空間就成為大多數(shù)人的選擇，但大部分就是在陽臺外面弄一個架子，把花盆放在外面，進而可以節(jié)省陽臺的空間。

但由于大部分植物的生長過程中對環(huán)境的要求較高，不能接受高溫的暴曬和雨淋，經(jīng)常會出現(xiàn)過一段時間花被養(yǎng)死的現(xiàn)象；再者，主人工作太忙，對花草管理時間太少，同樣會導致缺水死亡；重要的是，花盆在無防護的花架上很容易掉落對行人造成一定危險[1]。

針對以上問題，特設計一款太陽能戶外自動花架，旨在解決都市高樓人群種花養(yǎng)花難的問題，提高高層建筑中戶外種植的安全性；增加高層戶型的戶外空間利用率；減少主人對種植綠色植物的時間支出，增加種花的樂趣，進而滿足現(xiàn)代都市人對綠色生活的追求。

本系統(tǒng)主要有兩大部分組成，本文主要從電氣方面對系統(tǒng)進行介紹。

1 系統(tǒng)簡介

太陽能戶外自動花架以矩形伸縮拉桿為主體框架，外側(cè)以鋁板為底板放置花盆，為增加花架的安全性，使用奧氏體不銹鋼作為擋板護欄，護欄上安裝包有光線傳感器，濕度傳感器，溫度傳感器，以及太陽能板。鋁板下部安裝了雨水導向管，可將雨水收集儲存到水箱中作為滴灌的主水源。

主控制器（PLC）會根據(jù)光線感應器和溫度傳感器反饋的數(shù)據(jù)[2]，控制推桿電機的運動，讓植物盡可能的得到更多的陽光；而檢測到室外溫度過高時，主控制器會發(fā)出指令控制推桿電機收縮，帶動伸縮拉桿做回縮動作，同時控制遮陽網(wǎng)電機，帶動遮陽網(wǎng)做弧線運動，減少陽光對植物的直接照射，遭遇天氣突變時，防水遮陽網(wǎng)會啟動進入第二行程，避免植物直接淋雨；根據(jù)濕度傳感器反饋的數(shù)據(jù)，控制器會在清晨（7：30-8：30），傍晚（16：30-17：30）兩個時間段內(nèi)控制水泵工作對植物進行滴灌補水[3]。

系統(tǒng)具有記憶學習功能，將感應器收集到的數(shù)據(jù)上傳到服務器進行比對，終端再發(fā)出指令控制各部件的運動，以實現(xiàn)智能化的自動“養(yǎng)”花的功能。系統(tǒng)具有遠程控制、監(jiān)控功能，可通過APP軟件觀看當前和歷史狀態(tài)，并可控制花架實現(xiàn)伸縮放收、澆水、遮陽等功能；亦可人工控制，通過按鈕式操作，實現(xiàn)用戶為主體，機械部分為輔助的手動養(yǎng)花功能。三種模式可以自由切換[4]。

2 系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)設計

系統(tǒng)包括主體端、控制端、服務器端和用戶端四部分，其中主體端包括放置花盆的花架，驅(qū)動花架進行伸縮的執(zhí)行模塊，對溫度、濕度和光線進行檢測的傳感器模塊，對花瓶進行澆水的澆水模塊。服務器端包括根據(jù)用戶設定和傳感器模塊信息控制主體端各模塊運動的處理模塊，控制模塊通過網(wǎng)絡與處理模塊相連，用戶端通過網(wǎng)絡與控制模塊相連。

通過傳感器模塊對花架所處環(huán)境的溫度、濕度、光線進行檢測，并上傳至服務器端，由處理模塊進行數(shù)據(jù)對比，發(fā)送控制命令給控制模塊，控制各模塊進行運動，實現(xiàn)了智能化自動養(yǎng)花的功能。將處理模塊設置在服務器端上，減少了主體端硬件要求，降低了成本。用戶端能夠?qū)χ黧w端進行設定和控制，設定參數(shù)發(fā)送給控制模塊?？刂颇K根據(jù)用戶設定控制澆水模塊對花架進行澆水。

系統(tǒng)的電源部分為設置在花架上的太陽能電池板和蓄電池組成，太陽能電池板與蓄電池模塊相連，太陽能電池板，在對花盆進行光照的時同也進行太陽能發(fā)電，生成的電能在蓄電池模塊進行存儲，用于對各模塊提供用電[5]。

系統(tǒng)框圖如圖1所示，包括主體端1、服務器端2和用戶端3。其中主體端包括放置花盆的花架，驅(qū)動花架進行伸縮的執(zhí)行模塊4，對溫度、濕度和光線進行檢測的傳感器模塊6，對花瓶進行澆水的澆水模塊5、手動控制的按鍵模塊15。執(zhí)行模塊、傳感器模塊、澆水模塊、按鍵模塊分別與控制模塊相連。傳感器模塊包括溫度檢查模塊11、濕度檢測模塊12和光線檢測模塊13。

3 結(jié)束語

本文主要介紹了一種太陽能戶外自動花架電氣系統(tǒng)，詳細的介紹了系統(tǒng)的功能，根據(jù)功能要求對電氣系統(tǒng)進行闡述，可以為花草愛好者提供一定的便利以及裝置制作者提供一定的借鑒。

參考文獻：

[1]陳福鵬.高樓陽臺盆花度夏避弊就利法[J].花木盆景：花卉園藝，2006（7）：21-21.

[2]李雪.數(shù)據(jù)化養(yǎng)花系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)實踐[D].湖北工業(yè)大學，2016.

[3]姜娓娓，劉巧平.一種盆花自動澆水系統(tǒng)的設計[J].電子測試，2014（20）：4-6.

[4]許發(fā)翔，覃煥昌，潘大勝，等.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能養(yǎng)花系統(tǒng)，CN106034803A[P].2016.

[5]馬榮朝，趙自強，陳開華，等.一種太陽能戶外自動洗浴設備，CN203

885397U[P].2014.endprint