基于STM32的植物照看机器人设计

李志平 田倩倩 赵洪华 陈绵鹏

摘 要：养花作为许多人的爱好，将植物照看与人们日常生活联系在一起，当人们需要外出无人照看植物时其生长和存活就成为一个问题，文章基于这一问题设计了一种植物看护机器人，实现植物无人看护，该设计通过蓝牙模块与手机APP的通信实现植物生长环境参数预设值的设定，通过多种传感检测模块实现植物生长环境各项参数的检测，经分析后通过控制器控制冷、热风机以及补光装置等进行植物生长环境的参数调节。

关键词：植物照看；STM32单片机；自动化；蓝牙通信

中图分类号：TP249 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）12-0099-02

Abstract： Growing flowers， as a hobby of many people， links plant care to people's daily lives， and when people need to go out without looking after plants， their growth and survival become a problem. Based on this problem， a plant care robot is designed in this paper. The design realizes the preset value of plant growth environment parameters through the communication between Bluetooth module and mobile phone APP. Through a variety of sensor detection modules to achieve the detection of plant growth environment parameters， after the analysis of the controller through the control of cold， hot air and light compensator to adjust the parameters of plant growth environment.

Keywords： plant care； STM32 single chip microcomputer； automation； Bluetooth communication

前言

在我们的生活中生长着各种各样美丽的植物，养花也逐渐成为很多人的爱好，但是当人们需要长时间外出时植物的照看就成了一个问题，当植物处于无人照看的情况下，很容易造成水量供应不足、温度变化不适应等问题，并且很多种类的花会因几天未浇水而造成枯死[1]。随着科技的发展，单片机已经逐渐应用于家用电机、智能仪表灯行业的智能化中[2]，因此采用STM32单片机为控制器基础，实现植物的自动照看是非常有意义的。

1 系统总体设计

无论什么类型的花卉和植物，它们的生存都离不开阳光、空气、水和养料等生长要素[3]。可以基于上述这些要素进行智能化实现的分析。植物照看机器人的总体系统设计如图1所示，其包含了通信系统和机器人本体两个部分，通信系统负责和实现交互，完成预设值的设定，机器人本体则负责检测环境参数的变化并实现环境参数的调整。

2 通信系统设计

通信系统主要由手机APP和蓝牙模块组成，设计完成的手机APP如图2所示。

用APP设定植物生长环境所需的参数值，通过蓝牙模块将设定的环境参数值传递给STM32单片机，单片机接收到设定的环境参数值后将其储存，然后进行环境参数检测，通过实际值与设定值对比完成相应的动作。

3 机器人本体系统设计

3.1 自动浇水系统设计

自动浇水系统主要完成植物土壤湿度低于设定湿度值时的浇水工作，单次浇水的量也通过APP进行设定，其主要工作元件包括土壤湿度检测模块、继电器、小水泵，土壤湿度检测模块每隔一个小时进行一次检测，完成一次浇水的流程图如图3所示：

3.2 自动补光系统设计

自动补光系统的检测端由CO2浓度检测模块和光强检测模块两个部分组成，输出端由继电器和蓝紫光灯链组成。当检测到CO2浓度与设定范围相比过高或者光照强度设定范围相比过低时，STM32接通继电器给蓝紫光灯进行供电，完成对植物的补光。其中光照强度的检测从早上八点开启，到晚上六点停止。

3.3 温湿度调控系统设计

温湿度调控系统负责让植物生长的温湿度保持在设定的范围内，输入端由温湿度检测模块实现，输出端由继电器、冷/热风机、加湿器、干燥器组成。温度调控的过程与湿度控制大致相同，本文只介紹温度调控的过程，实现一次温度调控的流程图如图4所示。

3.4 智能报警系统设计

当异常发生时，调控超出机器人的能力范围，机器人会通过GSM模块向主人拨打电话实现报警，主要的异常包括人为进入到机器人系统、发生火灾以及由于特殊因素导致的光强过高湿度过低等情况。智能报警系统的组成如图5所示，其中人体传感器的加入还可以做到防盗检测的效果。

4 结束语

本文介绍的植物看护机器人可以完美实现植物的照看，通过环境参数的调节让植物在无人照看的环境中正常生长，以本文设计的机器人为基础，还可以进行其它环境参数检测调节装备的添加应用。总之，本文设计的机器人对于植物无人看护的实现具有重大意义。

参考文献：

[1]孙成竹，范瑛，蒋志云.家庭盆栽节水潜力分析[J].北京师范大学学报（自然科学版），2012，48（3）：298-300.

[2]蔡立娜.单片机的发展与应用[J].科技展望，2016，26（13）：99.

[3]崔彦彬，马昊坤.基于单片机的自动浇花装置[J].内燃机与配件，2017（09）：140-141.

[4]李辰迪，王艳新，马立婧，等.一种基于51单片机的智能安防机器人设计[J].科技创新与应用，2013（06）：6.