智慧盆栽发展现状与展望

摘 要 隨着科学技术发展及人民生活水平提高，智慧家庭概念的提出推动了一系列智能化家居产品的发展。传统的绿色盆栽与传感控制、人工智能、物联网等技术结合，发展为智能盆栽。它利用各种微传感器实现了植物生长环境中的土壤温湿度、营养成分和光照度监测，与物联网技术相结合实现远程监控与管理，并可通过人工智能方式与各种终端工具连接，实现了人机互动功能。智能盆栽作为智慧家庭的中重要元素，不仅美化了居家环境，并且为创造健康、安全、舒适、低碳、便捷的个性化家居生活提供了必要支持。

【关键词】智慧家庭 智能盆栽 现代传感物联网 人工智能

1 智慧盆栽发展

1.1 智慧盆栽的概念

智能盆栽是智慧家庭的重要元素，是传统盆栽与现代传感技术、微控制技术、物联网技术与人工智能技术的有机结合。其特征是借助先进的传感技术实现植物生长环境参数，如温度、湿度、光照度的监测，并利用物联网与微控制技术实现远程管理，如光照时间、生长素与水分控制、生命周期记录等。这些技术的应用不仅使得家庭盆栽管理智能化，并且可以通过人工智能，虚拟现实等技术，将采集到的盆栽数据与家庭娱乐与数据终端相连接，实现人机、人与植物之间互动，扩展了盆栽在智慧家庭中的内涵。未来智能盆栽不仅具有美化居家的功能，并且可以作为智慧家庭中一个重要的互动环节，为创造健康、安全、舒适、低碳、便捷的个性化家居生活提供条件。

1.2 智慧盆栽的发展历程

20世纪70年代以来，随着微电子技术的发展，微型传感器与微控制系统使得植物生长智能管理成为现实，典型应用包括智能灌溉系统，并催生了智慧盆栽的概念的提出。随着现代传感技术，物联网与人工智能技术的发展，人们对于智慧家庭的需求逐渐增长，也加速了的智能盆栽的发展。多种技术互相融合，促进了智能盆栽向着更为精确的生长参数监测，更为方便的远程控制管理，具备物联网交互功能、满足个性化需求的方向发展。其功能与内涵也不断扩展，新产品、新功能不断涌现，不仅美化居家环境，也在一定程度上具有了娱乐化功能，成为智慧家居不可或缺的重要组成部分。

2 智能盆栽产品

与人工盆栽相比，智能盆栽中应用的技术包括现代传感与控制，物联网与人工智能，这些也是体现其“智能”元素的重要技术。目前已有多款智能盆栽产品上市，其产品特点如下：

2.1 具备现代物联网功能的智慧盆栽

在智慧盆栽中集成了现代物联网功能，实时监测植物生长环境中空气、温度、湿度、养分等数据，通过无线传输方式将数据发送至用户各种终端，并将控制指令反馈给智能盆栽，从而实现盆栽植物生长过程管理，例如增加光照度、自动浇灌等，实现智能设备与用户之间的交互。

2.2 具备大数据功能的智慧盆栽

智能盆栽的另一个显著特征是可实现数据采集与处理，在智慧盆栽中包括了智慧硬件和软件，其中包含上千种植物生长数据的大数据库可以为智能盆栽管理提供参考。将智慧硬件检测到的数据与数据库的数据进行对比分析，可以为当前植物提供最佳的养护方案，并指导用户的照顾与管理。

2.3 具备自我更新能力智慧盆栽

在一些智能盆栽产品中，体现了植物的自我更新能力。例如在盆栽中包含有一个种子盒，当系统监测到一株植物死后，种子盒会自动播种下一颗种子，以保证植物不间断生长。还有一些智慧盆栽产品采用了聚合材料的百褶裙式设计，在植物较小的时候，这个智慧花盆周围布满了折边，当随着植物的长大，花盆也被慢慢撑大，直到变得丰满圆润。

2.4 具备各种辅助的智慧盆栽

一些智慧盆栽产品集成了LED光源，可为根据植物不同生长时期特征及天气情况，改变光照强度及波长，甚至模拟一天中的光照变化，从而为智能家居照明提供基础。在智慧盆栽中除了种植绿植，它还能集成香薰台、蓝牙音箱、闹钟等辅助功能，让智慧盆栽更像一个给你无限惊喜的魔盒。

2.5 具备人机交互智慧盆栽

目前市面上一款情侣智慧盆栽不仅能够跟踪植物的成长，而且将数据实时同步到云端，在任何地方打开手机APP即可看到自己和Ta的植物状态，仅需轻轻点击手机APP软件，伴随着浇水和开灯的动画，便完成了一次“爱的呵护”。

3 智慧盆栽的应用

智能盆栽不仅美化了人们的生活环境，并且在一定程度上也可以根据不同工作环境进行改造，适应人们在各种场景下的需求。

3.1 办公环境的应用

对于身处繁忙工作环境中的上班族来说，一个充满生机的桌面绿色盆栽，会让你有瞬间“惊艳”的感觉。智能盆栽产品通过集成在其内部的各种传感器，可以时刻检测土壤的含水量；储水系统和喷雾系统，可以根据含水量的变化自动调整喷雾系统的工作；寻光系统也可以通过光照度传感器感知阳光的位置，并自动旋转以确保光照的均匀覆盖。通过物联网进行远程监测与控制，让我们也能在任何地方，查询到这些小生命的“需求”与生命轨迹，通过交互式体验，让我们对这些植物有了更多的“牵挂”。

3.2 家庭环境的应用

作为新装修房间的空气卫士--绿色植物来说，它们几乎成为了我们家庭中的一员，甚至一些家庭也会将自家的阳台开辟成了蔬菜养殖区。对于大多数人来说，照顾这些植物或者蔬菜也需要一些专业的种植技术，而把这些交给一个具有物联网功能的智慧盆栽来打理，会让我们省却了很多的烦恼，而平添了更多的收获乐趣。

对于家庭用的智慧盆栽来说，它可适应有土栽培或者无土栽培，其中设备的硬件部分集成了多种功能传感器和传动装置，其中包括：自动灌溉系统、智能管线调节系统、智能温湿度控制系统、智能加热和通风系统，它能自动调节温度、湿度、光照周期等，并通过自动浇灌系统和加热通风系统，为植物生长创造“舒适”的环境。

3.3 农业生产的应用

对于大型的植物栽培和农作物培养来说，智慧盆栽也是一种不错的选择，其中可集成智能灌溉、智能LED补光、智能温度调节和智能预警系统，可通过选择花卉种类，自动实现整体运行参数的调整，从而解决植物从生长、开花、结果全过程的养护难题。endprint

3.4 太空環境的应用

随着人类探索太空步伐的不断进步，需要解决载人航天器中的植物培养问题，智慧盆栽就是最佳选择，其包括保温保湿系统、光线保障系统、功耗管理系统及安全管理系统，可满足空间环境中体积小、重量轻、长寿命及高可靠性的需求。

4 智慧盆栽的未来发展趋势

4.1 互动性

随着智能技术的不断进步，实现具备无线交互功能的智慧盆栽已经不是难题，然而在物质生活满足后的人们，会更加注重自身情感方面的需求，而具备智能化和情感交互功能的智慧盆栽，将会成为未来的主流设计，通过人工智能方式，实现人与花卉之间的互动，将让养花变得更加开心愉悦。

4.2 时尚性

对于年轻一代来说，产品的时尚性设计成为了未来产品的重要选项，在融入了情侣关照等功能的个性化设计，将会为智慧盆栽贴上了更多时尚的标签，这也将大大促进此类产品的推广与应用。

4.3 整体化

在如今智能家居慢慢走进你我生活的档口，做为智慧家居中的一部分，智慧盆栽也将被整合到一个应用平台中，并与采集到的智慧家居中其它设备的数据一起整合，进而与大数据和云计算技术相配合，为用户提供一个更加完善更加智能的家居体验。

5 结束语

本文通过对智慧盆栽设备的调查分析，介绍了智能盆栽发展历程及产品特点，并对其未来发展方向进行了展望。智慧盆栽是智慧家庭的重要组成部分，是传统盆栽与现代物联网、传感、大数据、人工智能技术的有机结合，可以通过交互式照料植物生活生长的每个阶段，让我们无需再烦恼频繁的施肥、浇水、铲土过程，大数据库也将弥补我们经验的不足，并通过设备自身智能化的盆栽管理程序，确保植物的生长良好，人工智能使得新型的人机交互与人与植物之间交互成为可能。随着科技的发展，智能盆栽等产品不断涌现，将大大改善我们未来的工作与生活环境。

参考文献

[1]李武云，陈浩，龙珍.基于GSM的智慧花盆的设计[J].电子制作，2015（01）.

[2]尚吉星 刘超 路成辉 尹义志 张昕昕，基于Arduino和yeelink平台在智能花盆上的应用[J].中国新技术新产品，2016（04）.

[3]蔡宇，周泓，李许可，朱斌斌，代永辉.基于物联网的抽屉式家用蔬菜生长柜控制系统[J].农机化研究，2015（04）.

[4]王海燕，高之圣.智能滴灌花盆控制器的研制[J].电子测试，2014（22）.

[5]苏诗淼.LED光对温室植物生长的影响[J].安徽农业科学，2014（25）.

作者简介

吕思成（1999-），男，北京市人。

作者单位

北京市一六一中学 北京市 100032endprint