摘 要： 我国是人口大国, 人均水资源量较少, 属于严重缺水的国家之一, 节约用水是我们一直关注的问题。自动浇水设备在我们的生活各方面广泛应用, 自动浇水设备应用先进的系统对绿色植物生长的环境的土壤湿度、温度、光照强度等参数进行采集, 通过土壤的湿度情况来判断浇水的时间, 实现对水资源的节约和植物生长需要, 让人们生活的条件更美好。
关键词： 自动浇水设备; 物联网技术; 花园; 应用潜力评价;
1、 自动浇水设备的意义
随着生活水平的提高, 人们越来越追求高品质的生活质量, 对于原有的生活环境越来越不满足, 人们希望生活中充满绿色, 绿色植物给人们的生活带来了很大影响, 它可以改变人们的心情和释放压力。绿色植物净化空气的效果非常好, 它可以吸收空气中的甲醛和苯等对人身体有害的物质, 释放氧气。人们通过观察绿色植物生长环境中空气的湿度、温度、光照强度和土壤的湿度等参数来进行通风、遮光、浇水等操作。不干不浇, 浇就浇透是浇水的原则。但是人们很难判断准确土壤的干湿程度, 无法把握浇水的时间和浇水的多少。浇水量的多少会严重影响绿色植物的生长状况。而且我国的水资源严重短缺, 浇水方式不恰当, 可能导致水资源的极大浪费。[1]
另外, 由于人们出差在外、长时间放假、工作忙等原因, 导致人们经常不能够及时给绿色植物浇水和养护, 影响绿色植物正常的生长, 甚至导致其死亡。
基于以上情况, 物联网技术在绿色植物管理方面得到了应用, 并有效的解决了上述问题。物联网技术可以高度集成和综合应用绿色植物自动浇水和环境参数, 改变了以前人工浇水的管理方式, 使得绿色植物的管理朝着精细化和智能化改变。物联网技术的工作原理为采集绿色植物生长的土壤湿度参数, 并将这些参数发送到协调器, 协调器会对接受到的数据进行对比, 看其是否达到节点阈值, 从而发送命令是否需要浇水。这种系统操作十分简单, 自动浇水效果显着, 在办公室、家庭等场所广泛应用。
综上所述, 基于物联网技术设计的绿色植物生长环境参数采集和自动浇水系统具有重要使用价值, 它可以准确判断进行自动浇水, 让那些忙于工作的人们不用担心喜爱的绿色植物会缺水而影响生长, 它可以针对不同生活习性的绿色植物制定不同的浇水方案。
2、 自动浇水设备的研究现状
2.1、 国外研究现状
国外对绿色植物自动浇水设备的研究较早, 国外很多国家非常注重绿色植物的种植, 它们花费了大量的资金进行自动浇水设备的研发工作, 当前已经有很多产品在我们的生活中得以应用。
20世纪70年代, 荷兰的PRIVA公司研发了一套被誉为盆栽花卉管理专家系统。该系统的工作原理为首先植物学专家根据统计结果得出某种植物的土壤湿度的最佳值, 将其作为阈值, 然后通过节点控制器实时采集绿色植物生长的土壤湿度值, 将其与阈值进行对比, 从而控制相关设备是否对绿色植物进行浇水。
美国是最早将电子技术和计算机技术应用于绿色植物自动浇水方面的国家。Benami等人研发了一套可以根据某种植物的生长特点和对环境的生长要求来控制温室内温度、湿度、光照强度等因素的自动浇水系统。[2]
以色列是世界最缺水的国家, 自动浇灌技术在世界处于领先地位, 以色列基本对所有温室内的绿色植物配备了自动浇灌的设备, 通过采集土壤的湿度和肥度, 应用计算机程序远程对绿色植物进行浇水和施肥。
2.2、 国内研究现状
我国是农业大国, 农业用水量占总用水量的一半以上。同时我国又是人口大国, 人均的水资源量短缺, 所以我国一直十分重视农业水资源的利用率。随着科学水平的进步, 我国研发出一系列的节水自动浇灌系统。
2011年, 杨守建等设计了一套家庭自动浇花装置, 这种装置具有一个土壤湿度传感器, 定时测量土壤湿度, 根据不同植物的最适宜的土壤湿度, 通过该装置对植物进行浇水。
2012年, 赵丽等设计了以单片机为基础的智能浇花系统。该系统的为核心控制器是AT89S52, 它定时读取SLHT5-1传感器参数值, 使用模糊控制的方法控制水栗对植物进行浇水。当绿色植物需要浇水时, 报警器会发出信号。[3]
3、 自动浇水设备在花园中的运用
自动浇水设备我们生活的各个方面都有应用, 花园中应用自动浇水设备是以方便家居为前提, 改善人们的生活环境, 满足人们在美观、便捷等方面的需求, 并合理利用了水资源。
3.1、 自动控制, 管理简便
绿色植物不同于动物, 它不会表达自己的想法, 它只会静静地等待人们去照顾它。很多没有经验的绿色植物养殖者, 对植物知识缺乏, 导致植物没养多久就死了。很多人们的工作较忙, 没有时间照顾家里的花花草草。自动浇水设备成功的解决了这个问题。自动浇水系统实现自动养护, 为种植者分担解忧, 让家庭园艺变得简单。[4]
3.2、 良好的稳定性、可扩展性
自动浇水设备应用于居家生活, 没有专业人员维护, 这就要求自动浇水设备具有较高的稳定性和耐用性。花园的分布区域广泛, 花园的大小差别也较大, 这就要求自动浇水设备的采集端和控制端能够根据具体情况能够进行扩展和缩减, 以适应不同的环境的花园。
3.3、 低成本, 安装使用简易
我国的观赏园艺行业发展较慢, 人们只会将少部分的资金投入其中, 这就要求自动浇水设备的造价成本不能太。家庭园艺种植者都属于非专业种植者, 这就要求自动浇水设备操作要简单方便, 安装便捷, 让大众能够接受。
4 、结论
自动浇水设备可以根据不同绿色植物生长的需要对其浇水进行控制, 实现了对水资源的节约。工作繁忙的人们不用担心花花草草因不能按时交水而死亡, 让人们可以享受绿色植物给生活带来的好处。自动浇水设备具有较好的应用前景。
参考文献
[1] 田艳丽.基于AVR单片机的绿植自动浇水系统研究[J].农家参谋, 2019:249.
[2] 陈春先, 曲鸣飞.基于单片机的办公室花卉智能浇水系统设计[J].互联网+技术, 2018, 45-46.
[3]吴蓓, 张阳.基于单片机的自动浇花系统的设计[J].现代信息科技, 2018, 2 (3) :39-41.
[4]冯筱, 秦文华, 于欣, 周子力.基于控制土壤湿度的智能花卉浇水系统设计[J].现代电子技术, 2015, 38 (07) :110-113.
