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基于物联网技术的智能花卉养护系统物联网正在逐渐的进入到大众的生活当中，在生活中也随处可见，智能蓝牙手环、家里的智能门锁、智能窗帘等都是物联网应用。但这只是物联网应用中的冰山一角，未来生活的城市，工作环境、生活环境几乎人类涉及到的地方都将应用到物联网技术，物联网是以后发展的趋势，同时物联网即将促使人类进入下一个智能时代。

简介

由于生活的压力，我们都忙于工作，而无心休闲。导致出现了有心赏花，无心种花的现象。在繁忙的大都市里，人们没办法一直惦记着自己种的花，使得有时花卉因长期无人浇水而枯萎，花卉死亡几率大幅提升。而电子设备擅长处理流程固定的工作，能够根据采集的数据做出对应的动作、正确无误地完成既定的任务。

针对传统花卉养护手工操作工作效率低、可交互性差、缺乏远程监控能力以及人机交互界面缺乏视觉感染力问题，设计一款基于物联网技术的智能花卉养护系统，来提高花卉的存活率，改善居住环境尤为重要。

二、技术方案

基于物联网技术的智能花卉养护系统是由上位机和下位机两部分组成，整体实现方案如图1所示。上位机是基于阿里云的物联网设备管理系统和手机APP组成，下位机由基于STM32F103RCT6的花卉养护硬件设备组成。

使用土壤湿度传感器，温湿度传感器，光照传感器等获取环境数据，经过STM32F103RCT6处理数据，再通过EMW3080模块将数据上传至阿里云物联网平台进行MQTT协议的通讯，让使用者能通过手机远程获取信息及操控或自动化养护设置。

在自动工作模式下，传感模块获取传感器的实时数据发送给主控芯片，主控芯片根据当前传感器的读取的信息控制全光谱灯和水泵做出相应动作。如：当环境亮度偏暗，光照不足，将打开全光谱灯补光，当土壤湿度过低，将打开水泵浇水。同时主控芯片将传感器数据构建MQTT报文后发送给云平台。云平台将相关数据发送到用户的手机APP上供用户阅览。

在手动工作模式下，用户可根据主控上报的花卉温湿度数据，手动开启或关闭水泵和全光谱灯，实现花卉的远程养护。

三、创新设计

1、EMW3080通过MQTT协议与阿里云物联网平台传输数据

阿里云物联网平台向下连接海量设备，支撑设备数据采集上云；向上提供云端API，指令数据通过API调用下发至设备端，实现远程控制。提供MQTT, CoaP, HTTP/S等多种协议SDK设备接入，可快速对接2G/3G/4G、NB-IoT、LoRa、WiFi等不同网络设备。

下位机智能花卉养护系统获取到数据后，在MCU芯片中将数据进行处理，通过MCU的串口连接EMW3080将数据加上MQTT报文，如图2所示，通过MQTT通信协议发送至阿里云物联网平台。

2、根据物联网数据对花卉生长状态进行回归预测分析的算法

智能花卉养护系统基于物联网对数据能良好的存储的特点，对这些数据进行处理。一方面，根据采集的温度、湿度数据等信息，按照年月周日为间隔，绘制了诸多直观的表格并显示在APP上，使用户直观的观察花卉的状态变化，以此来做出更好的养护方案。

另一方面，本项目利用物联网上传而积累的大量数据，对花卉状态进行马尔可夫预测，预测出花卉可能发生的诸多状态和问题，并分析出花卉的未来一段时间发展趋势。本项目通过预测出来可能发生问题的比例，结合对该类问题的大量研究和当前的环境因素，通过AHP算法对权重进行一系列比较，最终将得出一到两种针对性养护建议。用户可以根据提供的建议，结合自身实际，对花卉进行养护方案的优化。

3、系统结构

本项目中的智能花卉养护系统机构采用一体化设计，solidworks建模如图3所示，智能花卉系统实物图如图4所示。该作品由3D打印而成。中间种植花卉，旁边的缸用来存水，用于定时浇水。花卉正上方悬有全光谱灯，用于光照不足时给植物补光。

4、系统硬件

通过Altium Designer软件设计完成了智能花卉养护系统的主控系统PCB如图5、图6所示。在完成设计后送到制版加工厂进行打样制作，进行相关元器件的焊接后完成主控电路板的实物制作。