崔京昊　劉子慧　李粉宗　楊春明　鄭玉千

摘 要：多肉植物是一種觀賞性極高的盆栽植物，深受人們的喜愛。由于多肉植物生命力頑強(qiáng)容易養(yǎng)植，所以多肉培養(yǎng)者往往會(huì)存在疏于照顧的情況，致使多肉植物的死亡。所以針對(duì)這一情況，本文設(shè)計(jì)完成了一項(xiàng)基于環(huán)境監(jiān)控的智能管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠監(jiān)測(cè)多肉植物的生長(zhǎng)環(huán)境，如濕度、溫度、二氧化碳濃度以及光照強(qiáng)度等多肉植物的生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)，并對(duì)這些環(huán)境參數(shù)進(jìn)行控制調(diào)整保障多肉植物的正常生長(zhǎng)。通過部署測(cè)試該系統(tǒng)能夠正常的運(yùn)行，達(dá)到了預(yù)期的效果。

關(guān)鍵詞：智能監(jiān)測(cè);環(huán)境控制;單片機(jī)

1 概述

隨著人類社會(huì)水平的不斷進(jìn)步，人們?cè)谌粘Ｉ钪薪?jīng)常會(huì)培養(yǎng)一些綠色植物來陶冶情操提高生活質(zhì)量。多肉植物作為一種綠色健康的植物，其觀賞性也極高，深受人們的喜愛。由于多肉植物生命力較為頑強(qiáng)，容易養(yǎng)植，所以多肉培養(yǎng)者往往會(huì)存在疏于照顧的情況，致使多肉植物的死亡。因此，針對(duì)這一情況需要設(shè)計(jì)開發(fā)出一款基于環(huán)境監(jiān)控的智能管理系統(tǒng)，對(duì)多肉植物的生長(zhǎng)環(huán)境（二氧化碳濃度參數(shù)、濕度參數(shù)、溫度參數(shù)、光照強(qiáng)度參數(shù)等）進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制，避免出現(xiàn)由于培養(yǎng)者的疏忽而造成多肉植物死亡的情況發(fā)生，保障多肉植物的正常生長(zhǎng)。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

圖1給出了多肉植物智能監(jiān)控管理系統(tǒng)總體框架示意圖。從上圖可以看出，該系統(tǒng)總體上是由終端模塊、上位機(jī)模塊以及協(xié)調(diào)器模塊構(gòu)成。其中協(xié)調(diào)器模塊是終端模塊以及上位機(jī)模塊的聯(lián)絡(luò)中介，起著承上啟下的聯(lián)絡(luò)作用。協(xié)調(diào)器使用的是AT89C51單片機(jī)芯片，能夠與終端模塊進(jìn)行通訊聯(lián)絡(luò)，收集整理由終端模塊傳來的數(shù)據(jù)信息。然后，協(xié)調(diào)器可以將收集整理到的數(shù)據(jù)信息傳遞給上位機(jī)，方便數(shù)據(jù)信息的展示和進(jìn)一步的處理。終端模塊中嵌套有LM393芯片作為比較器的電阻式濕度傳感器及BH1750芯片驅(qū)動(dòng)的GY-302模塊，其中，LM393芯片是一款已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的濕度傳感器，終端能夠通過該模塊對(duì)多肉植物的生長(zhǎng)環(huán)境中的濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集監(jiān)控，而BH1750芯片驅(qū)動(dòng)的GY-302模塊則是能夠滿足終端部分對(duì)多肉植物生長(zhǎng)環(huán)境的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集及整理，然后將這些采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)參數(shù)上傳給協(xié)調(diào)器中。上位機(jī)模塊能夠接受來自協(xié)調(diào)器發(fā)來的數(shù)據(jù)信息，然后將這些信息轉(zhuǎn)換成圖形化數(shù)據(jù)展示給系統(tǒng)使用者，方便使用者對(duì)多肉植物的養(yǎng)護(hù)處理。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在本文設(shè)計(jì)開發(fā)的一種多肉植物智能監(jiān)控管理系統(tǒng)中，系統(tǒng)監(jiān)控管理的對(duì)象是多肉植物的生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)，包括：濕度、溫度、二氧化碳濃度以及光照強(qiáng)度等，系統(tǒng)不僅可以對(duì)這些參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且也可以對(duì)這些數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足多肉植物的生長(zhǎng)要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)多肉植物的智能監(jiān)控管理的目的。

在該系統(tǒng)中，終端部分能過實(shí)現(xiàn)對(duì)多肉植物生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)的采集整理工作，該模塊在開啟的時(shí)候，需要先進(jìn)行系統(tǒng)初始化連接到協(xié)調(diào)器，然后將采集整理到的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如果參數(shù)數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)值，那么控制執(zhí)行器就會(huì)做出相應(yīng)的反應(yīng)做出調(diào)整，改變多肉植物的生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，反之，如果參數(shù)數(shù)據(jù)沒有超過預(yù)設(shè)值，那么就會(huì)將這些數(shù)據(jù)信息上傳給協(xié)調(diào)器。上圖給出了終端模塊運(yùn)行流程示意圖。接著，協(xié)調(diào)器在啟動(dòng)的時(shí)候也需要先進(jìn)行初始化操作，然后將這些收集整理到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理和上傳操作。

4 小結(jié)

在本文設(shè)計(jì)開發(fā)的一種多肉植物智能監(jiān)控管理系統(tǒng)中，系統(tǒng)開啟后聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多肉植物生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠采集整理溫度、濕度、光照強(qiáng)度以及二氧化碳濃度等生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)做出分析判斷，根據(jù)具體的情況，對(duì)環(huán)境做出相應(yīng)的反應(yīng)，靈敏度較高，魯棒性好，可操作性強(qiáng)，達(dá)到了預(yù)期的智能監(jiān)控的目的。

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作者簡(jiǎn)介：崔京昊（1998-），男，河北承德人，本科在讀，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。