arduino的智能花卉灌溉系统
爱花的人不少，但是有经验和精力去打理的人却不多，这就催生了对智能花卉养护系统的需求。本系统使用嵌入式开发技术、蓝牙通信技术、传感器技术，以Arduino Uno R3开发板作为系统控制中心，土壤湿度传感器采集环境数据，继电器和潜水泵用来浇灌花卉植物，为满足爱花人士对花草特有的关注心，本系统还可以使用Android设备远程监控并发送手动操作命令。
目录
一、绪论 1
（一）开发背景 1
1. 家庭花卉养护需求情况 1
2. 植物灌溉技术现状分析 1
（二）开发工具 2
1. Arduino IDE 2
2. APP Inventor 2
3. 开发语言 2
二、系统概述 2
（一）系统组成 3
1. 硬件系统 3
2. 软件系统 3
（二）系统功能概述 3
1. 蓝牙数据链路 3
2. 土壤湿度检测 3
3. 自动灌溉功能 3
4. 手动灌溉功能 3
三、系统分析 3
（一）系统功能需求 4
1. 蓝牙搜索和链接功能 4
2. APP控制的浇水功能 4
3. 数据读取功能 4
4. 自动灌溉功能 4
（二）运行环境 4
四、系统设计 4
（一）无线网络设计 4
1. Arduino平台无线网关 4
2. 蓝牙模块 5
3. Android蓝牙设备 5
（二）智能花卉灌溉功能设计 5
（三）系统硬件设计 5
1. Arduino Uno 系列 5
2. HC06蓝牙模块 6
3. 土壤湿度传感器 6
（四）APP设计 6
1. 蓝牙连接功能 6
2. Android蓝牙数据传输获取功能 7
五、系统功能实现 8
（一）自动浇花功能的实现 8
（二）蓝牙连接和数据传输功能的实现 8
（三）手动控制功
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
能的实现 9
六、总结和展望 10
参考文献 12
致谢 13
附录 14
一、绪论
（一）开发背景
2000年，走在时代前列的美国人提出了“物联网”这个概念，所谓的“物联网”，是指利用红外感应器，GPS（全球定位系统）、激光扫描器等传感设备，依托射频识别技术，按照约定协议，把任何物品通过物联网域名相互链接为一个整体，进行数据交换和设备之间的通信，从而实现智能识别、智能定位、智能跟踪、智能监管的“4S”新型网络概念。
2009年，温家宝总理关于“感知中国”的讲话促使国内一批先进单位迅速建立了物联网研究院。同时物联网被正式确立为国家五大新兴战略性产业之一，写进了“十一大”会议政府共组报告中，在国内社会也引发了极大的关注度。在此背景下，政府扶持了相当一批相关创业者和企业，创造了客观的经济效应。
1. 家庭花卉养护需求情况
近些年来，我国空气污染的问题愈发严重，人们开始呼吁保护环境，净化空气。而植树造林，大量种植各种植物作为净化空气最有效的措施也为大众所推崇。同理可得，家庭环境的改善也可以通过种植花卉达到目的。我国人民自古以来便偏爱各类花草，室内装饰更是讲究天人合一，贴近自然。各式花草的不同情调和形态良好的改造了室内空间和环境氛围，在目前追求“简约高效，轻装修，重装饰”的现代室内装修概念相符合，同时，良好的自然环境装修还能够减缓人的压力，调节生活，更有不少家庭在家里的阳台种植各类花草植物，甚至搭建了一个简易的家庭菜园。
但是，植物相比动物对水土环境的要求极高，非自然环境下的种植条件对种植手段和日常打理的要求极高，上班族压力大时间紧迫，根本来不及打理植物。老年人虽然时间多，但是往往缺少花卉种植和打理的经验，不是水浇多了就是时间没把握好，导致花卉根本无法长时间存活，所以，到底怎么打理花卉，当长时间没人管理时怎样保证花卉存活已经成为困扰几乎所有养殖者的问题。但这便催生了对各类花草养护的庞大需求。而市场上对花卉的养护都是通过人工来实现，成本高而且效率低，并没有出现与本设计相同的家用智能花卉灌溉设备，实际上是一片市场空白。
2. 植物灌溉技术现状分析
目前，主要的可控灌溉技术还停留在人工开渠，饮水漫灌的阶段，欧美国家投入重金发展的“滴灌”和“喷灌”技术又因为其技术的局限性无法适应家庭需求，因为“滴灌”是在传统的水管中通过可控开口技术，实时控制总水阀水量进行灌溉，工作环境基本上是公园绿地、高尔夫球场、绿化带等景观设施。“喷灌”技术则因为蒸发迅速、受风力影响大的缺点无法普及。
而就我国国内灌溉技术来看，依旧存在基础设施薄弱、灌溉方式简单粗暴等问题。但是国内先进节水型灌溉技术和设备仍旧处于待研究和待开发阶段，成熟的产品少，根本无法满足日益增长的需求。引进的国外产品又不符合我国的生产需要。因此，国内先进节水灌溉设备具有很大的发展空间，本设计通过计算机技术，单片机技术，无线通信技术，人机交互技术，智能化技术，实现自动化控制，自动化调节的新型灌溉模式，在全程可控可监测的情况下实现节水型灌溉，同比其他灌溉技术节约40%以上的水量。
（二）开发工具
1. Arduino IDE
Arduino IDE是Arduino的开放源代码的集成开发环境，具有界面简洁，语法简单等特点，这使Arduino程序设计变得非常容易上手。作为一款开源软件，Arduino IDE也是由Java、C++等开放源码的软件写成，其另一个最大特点是跨平台的兼容性，适用于Windows、Max OS X以及Linux。它没有令人头疼的单片机底层代码，没有复杂难学的汇编语言，只有简单实用的各类函数，极大的自由度和丰富的扩展性是他最大的特点。
2. APP Inventor
App Inventor 原是谷歌实验室（Google Lab）的一个子计划，由一群谷歌工程师和谷歌用户共同设计完成。是一个完全在线开发的Android编程和调试环境，他抛弃了Android Studio、ADT复杂的程式代码设计，而是使用类似乐高积木式的堆叠法来完成您的Android APP开发。而且它也正式宣布支持乐高NXT机器人的程序编写，对于Android初学者或是机器人开发者而言都是一个好消息。因为对于想要用智能设备控制机器人的开发者，他们不需要花哨的界面，只要使用基本的例如按钮、文字输入输出功能的模块即可。目前，APP Inventor已经由谷歌实验室交给美国麻省理工学院行动学习中心托管，并且在2012年四月正式对全球用户开放使用。
目录
一、绪论 1
（一）开发背景 1
1. 家庭花卉养护需求情况 1
2. 植物灌溉技术现状分析 1
（二）开发工具 2
1. Arduino IDE 2
2. APP Inventor 2
3. 开发语言 2
二、系统概述 2
（一）系统组成 3
1. 硬件系统 3
2. 软件系统 3
（二）系统功能概述 3
1. 蓝牙数据链路 3
2. 土壤湿度检测 3
3. 自动灌溉功能 3
4. 手动灌溉功能 3
三、系统分析 3
（一）系统功能需求 4
1. 蓝牙搜索和链接功能 4
2. APP控制的浇水功能 4
3. 数据读取功能 4
4. 自动灌溉功能 4
（二）运行环境 4
四、系统设计 4
（一）无线网络设计 4
1. Arduino平台无线网关 4
2. 蓝牙模块 5
3. Android蓝牙设备 5
（二）智能花卉灌溉功能设计 5
（三）系统硬件设计 5
1. Arduino Uno 系列 5
2. HC06蓝牙模块 6
3. 土壤湿度传感器 6
（四）APP设计 6
1. 蓝牙连接功能 6
2. Android蓝牙数据传输获取功能 7
五、系统功能实现 8
（一）自动浇花功能的实现 8
（二）蓝牙连接和数据传输功能的实现 8
（三）手动控制功
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
能的实现 9
六、总结和展望 10
参考文献 12
致谢 13
附录 14
一、绪论
（一）开发背景
2000年，走在时代前列的美国人提出了“物联网”这个概念，所谓的“物联网”，是指利用红外感应器，GPS（全球定位系统）、激光扫描器等传感设备，依托射频识别技术，按照约定协议，把任何物品通过物联网域名相互链接为一个整体，进行数据交换和设备之间的通信，从而实现智能识别、智能定位、智能跟踪、智能监管的“4S”新型网络概念。
2009年，温家宝总理关于“感知中国”的讲话促使国内一批先进单位迅速建立了物联网研究院。同时物联网被正式确立为国家五大新兴战略性产业之一，写进了“十一大”会议政府共组报告中，在国内社会也引发了极大的关注度。在此背景下，政府扶持了相当一批相关创业者和企业，创造了客观的经济效应。
1. 家庭花卉养护需求情况
近些年来，我国空气污染的问题愈发严重，人们开始呼吁保护环境，净化空气。而植树造林，大量种植各种植物作为净化空气最有效的措施也为大众所推崇。同理可得，家庭环境的改善也可以通过种植花卉达到目的。我国人民自古以来便偏爱各类花草，室内装饰更是讲究天人合一，贴近自然。各式花草的不同情调和形态良好的改造了室内空间和环境氛围，在目前追求“简约高效，轻装修，重装饰”的现代室内装修概念相符合，同时，良好的自然环境装修还能够减缓人的压力，调节生活，更有不少家庭在家里的阳台种植各类花草植物，甚至搭建了一个简易的家庭菜园。
但是，植物相比动物对水土环境的要求极高，非自然环境下的种植条件对种植手段和日常打理的要求极高，上班族压力大时间紧迫，根本来不及打理植物。老年人虽然时间多，但是往往缺少花卉种植和打理的经验，不是水浇多了就是时间没把握好，导致花卉根本无法长时间存活，所以，到底怎么打理花卉，当长时间没人管理时怎样保证花卉存活已经成为困扰几乎所有养殖者的问题。但这便催生了对各类花草养护的庞大需求。而市场上对花卉的养护都是通过人工来实现，成本高而且效率低，并没有出现与本设计相同的家用智能花卉灌溉设备，实际上是一片市场空白。
2. 植物灌溉技术现状分析
目前，主要的可控灌溉技术还停留在人工开渠，饮水漫灌的阶段，欧美国家投入重金发展的“滴灌”和“喷灌”技术又因为其技术的局限性无法适应家庭需求，因为“滴灌”是在传统的水管中通过可控开口技术，实时控制总水阀水量进行灌溉，工作环境基本上是公园绿地、高尔夫球场、绿化带等景观设施。“喷灌”技术则因为蒸发迅速、受风力影响大的缺点无法普及。
而就我国国内灌溉技术来看，依旧存在基础设施薄弱、灌溉方式简单粗暴等问题。但是国内先进节水型灌溉技术和设备仍旧处于待研究和待开发阶段，成熟的产品少，根本无法满足日益增长的需求。引进的国外产品又不符合我国的生产需要。因此，国内先进节水灌溉设备具有很大的发展空间，本设计通过计算机技术，单片机技术，无线通信技术，人机交互技术，智能化技术，实现自动化控制，自动化调节的新型灌溉模式，在全程可控可监测的情况下实现节水型灌溉，同比其他灌溉技术节约40%以上的水量。
（二）开发工具
1. Arduino IDE
Arduino IDE是Arduino的开放源代码的集成开发环境，具有界面简洁，语法简单等特点，这使Arduino程序设计变得非常容易上手。作为一款开源软件，Arduino IDE也是由Java、C++等开放源码的软件写成，其另一个最大特点是跨平台的兼容性，适用于Windows、Max OS X以及Linux。它没有令人头疼的单片机底层代码，没有复杂难学的汇编语言，只有简单实用的各类函数，极大的自由度和丰富的扩展性是他最大的特点。
2. APP Inventor
App Inventor 原是谷歌实验室（Google Lab）的一个子计划，由一群谷歌工程师和谷歌用户共同设计完成。是一个完全在线开发的Android编程和调试环境，他抛弃了Android Studio、ADT复杂的程式代码设计，而是使用类似乐高积木式的堆叠法来完成您的Android APP开发。而且它也正式宣布支持乐高NXT机器人的程序编写，对于Android初学者或是机器人开发者而言都是一个好消息。因为对于想要用智能设备控制机器人的开发者，他们不需要花哨的界面，只要使用基本的例如按钮、文字输入输出功能的模块即可。目前，APP Inventor已经由谷歌实验室交给美国麻省理工学院行动学习中心托管，并且在2012年四月正式对全球用户开放使用。
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