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(wú)法很好打理、花盆容易掉落等問(wèn)題，特設(shè)計(jì)了一套不占用空間、智能養(yǎng)花、不易掉落的太陽(yáng)能戶外自動(dòng)花架系統(tǒng)，用于對(duì)高樓家庭用戶中養(yǎng)花的有效管理。本系統(tǒng)主要包括機(jī)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(duì)本裝置進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：主控制器；太陽(yáng)能板；用戶端；服務(wù)器端

分類號(hào)：TP23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）27-0089-02

引言

隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，城市人口越來(lái)越多，導(dǎo)致高樓越來(lái)越高，也越來(lái)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(yáng)臺(tái)上種花是大部分人的首選，原本就不大的陽(yáng)臺(tái)空間，就顯得擁擠雜亂。于是陽(yáng)臺(tái)外空間就成為大多數(shù)人的選擇，但大部分就是在陽(yáng)臺(tái)外面弄一個(gè)架子，把花盆放在外面，進(jìn)而可以節(jié)省陽(yáng)臺(tái)的空間。

但由于大部分植物的生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)環(huán)境的要求較高，不能接受高溫的暴曬和雨淋，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)過(guò)一段時(shí)間花被養(yǎng)死的現(xiàn)象；再者，主人工作太忙，對(duì)花草管理時(shí)間太少，同樣會(huì)導(dǎo)致缺水死亡；重要的是，花盆在無(wú)防護(hù)的花架上很容易掉落對(duì)行人造成一定危險(xiǎn)[1]。

針對(duì)以上問(wèn)題，特設(shè)計(jì)一款太陽(yáng)能戶外自動(dòng)花架，旨在解決都市高樓人群種花養(yǎng)花難的問(wèn)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(duì)種植綠色植物的時(shí)間支出，增加種花的樂(lè)趣，進(jìn)而滿足現(xiàn)代都市人對(duì)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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行介紹。

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

太陽(yáng)能戶外自動(dòng)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(hù)欄，護(hù)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(yáng)能板。鋁板下部安裝了雨水導(dǎo)向管，可將雨水收集儲(chǔ)存到水箱中作為滴灌的主水源。

主控制器（PLC）會(huì)根據(jù)光線感應(yīng)器和溫度傳感器反饋的數(shù)據(jù)[2]，控制推桿電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，讓植物盡可能的得到更多的陽(yáng)光；而檢測(cè)到室外溫度過(guò)高時(shí)，主控制器會(huì)發(fā)出指令控制推桿電機(jī)收縮，帶動(dòng)伸縮拉桿做回縮動(dòng)作，同時(shí)控制遮陽(yáng)網(wǎng)電機(jī)，帶動(dòng)遮陽(yáng)網(wǎng)做弧線運(yùn)動(dòng)，減少陽(yáng)光對(duì)植物的直接照射，遭遇天氣突變時(shí)，防水遮陽(yáng)網(wǎng)會(huì)啟動(dòng)進(jìn)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(huì)在清晨（7：30-8：30），傍晚（16：30-17：30）兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)控制水泵工作對(duì)植物進(jìn)行滴灌補(bǔ)水[3]。

系統(tǒng)具有記憶學(xué)習(xí)功能，將感應(yīng)器收集到的數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器進(jìn)行比對(duì)，終端再發(fā)出指令控制各部件的運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)智能化的自動(dòng)“養(yǎng)”花的功能。系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程控制、監(jiān)控功能，可通過(guò)APP軟件觀看當(dāng)前和歷史狀態(tài)，并可控制花架實(shí)現(xiàn)伸縮放收、澆水、遮陽(yáng)等功能；亦可人工控制，通過(guò)按鈕式操作，實(shí)現(xiàn)用戶為主體，機(jī)械部分為輔助的手動(dòng)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(shè)計(jì)

系統(tǒng)包括主體端、控制端、服務(wù)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(dòng)花架進(jìn)行伸縮的執(zhí)行模塊，對(duì)溫度、濕度和光線進(jìn)行檢測(cè)的傳感器模塊，對(duì)花瓶進(jìn)行澆水的澆水模塊。服務(wù)器端包括根據(jù)用戶設(shè)定和傳感器模塊信息控制主體端各模塊運(yùn)動(dòng)的處理模塊，控制模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與處理模塊相連，用戶端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與控制模塊相連。

通過(guò)傳感器模塊對(duì)花架所處環(huán)境的溫度、濕度、光線進(jìn)行檢測(cè)，并上傳至服務(wù)器端，由處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，發(fā)送控制命令給控制模塊，控制各模塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了智能化自動(dòng)養(yǎng)花的功能。將處理模塊設(shè)置在服務(wù)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(jìn)行設(shè)定和控制，設(shè)定參數(shù)發(fā)送給控制模塊?？刂颇K根據(jù)用戶設(shè)定控制澆水模塊對(duì)花架進(jìn)行澆水。

系統(tǒng)的電源部分為設(shè)置在花架上的太陽(yáng)能電池板和蓄電池組成，太陽(yáng)能電池板與蓄電池模塊相連，太陽(yáng)能電池板，在對(duì)花盆進(jìn)行光照的時(shí)同也進(jìn)行太陽(yáng)能發(fā)電，生成的電能在蓄電池模塊進(jìn)行存儲(chǔ)，用于對(duì)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(wù)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(dòng)花架進(jìn)行伸縮的執(zhí)行模塊4，對(duì)溫度、濕度和光線進(jìn)行檢測(cè)的傳感器模塊6，對(duì)花瓶進(jìn)行澆水的澆水模塊5、手動(dòng)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(cè)模塊12和光線檢測(cè)模塊13。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文主要介紹了一種太陽(yáng)能戶外自動(dòng)花架電氣系統(tǒng)，詳細(xì)的介紹了系統(tǒng)的功能，根據(jù)功能要求對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行闡述，可以為花草愛(ài)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(xiàn)：

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885397U[P].2014.endprint