智能养花系统产品的设计与实现——以陕西省为例

张路，袁子晴，刘祎凡，刘佳璇，朱华旺

（商洛学院数计学院，陕西商洛 726000）

随着国内养花产业规模的扩大和科技水平的不断提高，“智能养花”已成为一种新的养殖花卉方式。养花用户对花卉方面的消费已由少数群体消费转为大众消费，“智能养花”开始进入千家万户。“花语”智能花卉管理服务系统，配套名为Grow.F 的黑科技养花监测仪，可应用于大、小型盆栽。对于小型盆栽，仪器外观设计形似一支笔，可直接插入土壤中；对于大型盆栽，可将Grow.F 监测仪放置在花盆边缘或嵌入花盆底部。通过智能网络控制系统、蓝牙技术、生物技术、芯片技术、数据传输，实现与智能花卉管理服务平台的共享共连。

1 调查背景及目的

随着我国经济水平的不断提高和农业政策的不断调整，人们的精神需求日益丰富，作为修身养性的“花”成为人们的种植对象。“智能养花”这一创新概念的提出，使人们从不知道如何科学养花，到现在人们可以从手机或平台上查到各种花卉信息。国内外有关智能养花的系统和产品只能实现简单浇水功能，根据用户种植花卉的种类提供种植建议。

科学技术养花的体现不仅是一款产品，更是养花方式的改变。养花类软件使用率正在逐年升高，但目前的产品只能实现监测和推荐功能，缺乏互动性和方便性。所以，开发一种可检测植物花卉疾病、远程监控、提醒浇水、拍照识别花卉及检测土壤温度、湿度、肥力等功能的软件或平台就显得尤为重要。

2 国内研究现状

武朝等[1]通过研究花卉行业发展历程及现状，探索出一条以花卉文化为核心，发展花卉消费群体的专业化花卉平台，助推花卉文化产业发展新道路，以期建立后疫情时代我国花卉生态创新管理模式，为花卉行业可持续发展提供参考。农业农村部[2]在开展全国“一村一品”示范村镇建设认定工作时，从花卉加工、栽培、产品销售等方面，将花卉产业打造成具有地方特色并能带动农民大幅增收的产业。智能养花平台的建造及辅助产品的快速发展，使智能养花已经渗透生活的各个领域。张换换[3]认为，智能管理系统可促使园林花卉科学、标准、优质、健康地生长，能扩大生产规模，提高管理效率，减少劳动力投入和节约资源，降低生产成本，从而为社会提供更多、更好的园林花卉产品和优质服务。陈文杰等[4]通过设计物联网和Android 平台的智能花卉环境监测系统，利用蓝牙连接传输至手机App，可查看养花用户各种参数。梁菁[5]设计了一个以《花镜》内容为原型的App，可随时随地扫描、识别自己想了解的花卉并推送与花卉有关的种植、养护技巧。还可通过地图定位锁定拍照时间和地点，突破既有形式的结合方式，给养花爱好者带来新颖感受和使用体验。王薇等[6]设计了简易自动浇花机，由比较电路、湿敏传感器、继电器、电磁阀、放大电路、驱动电路组成。在检测土壤湿度后，通过控制电磁阀与继电器实现浇花。中国花卉盆景[7]推荐了9 种有使用价值的电子养花技术：刺激花生长的辐射器、土壤湿度调节器、土壤酸度计、光照定时器、暴风雨警报器等，为花卉的科学培养提供可靠依据。

3 问卷调查对象和方法

3.1 调查对象

陕西简称“陕”或“秦”，省会是西安市，位于我国内陆腹地，黄河中游，总面积20.56 万km2。以陕西省为调查地点，调查对象为西安市、宝鸡市、咸阳市、铜川市、渭南市、延安市、榆林市、汉中市、安康市、商洛市10 个市部分居民。此次问卷调查对象范围广，具有较强的代表性。

3.2 调查方法

3.2.1 文献归纳法。是指通过阅读、分析、整理有关文献材料，经归纳推理，全面、正确地研究问题。是一种由个别到一般的推理，也是从个别事物观点演变到范围较大的观点，由特殊具体的事例推导出一般原理、原则的解释方法。文献归纳法包含5 个基本环节，即提出假设、研究设计、搜集文献、整理文献、文献综述。

3.2.2 问卷法。问卷设计是调查研究的前提，在数据收集过程中起着至关重要的作用，问卷设计不合理会导致收集的数据不完整，甚至会出现调查者拒绝回答等问题。所以，问卷设计应遵循简单、封闭性和独立区间、长度适中的原则。

3.2.3 对比分析法。是指分析比较2 个相互关联的指标数据，可从数量方面说明2 个指标之间是否存在某种对比关系，如结构相对大小、强度、规模大小、水平高低、动静对比、速度快慢等。

3.3 样本量的确定

根据陕西省统计年鉴可知，2019 年陕西省总人口数约3876 万人。根据抽样技术原理估算本次抽样所需的总样本量，计算公式：

其中，n 代表初始样本量，N 代表总体数，Za/2代表一定置信度下所对应的临界值（本次取95%的置信区间），△p 代表误差范围（本次取0.05），P 代表比例估计的精度（取样本变异程度最大时的值为0.5）。求得初始样本量为：

通过预调查可得到50 份样本，其中36 份为有效样本，占比72%。为减少无效问卷对样本精度的影响，预估抽样样本的有效回答率为0.72：

为了避免实际调查出现误差，实际发放问卷数为550 份（记）。

4 研究与分析

针对获取的数据，分析关于调查对象和平台及仪器的市场现状。从调查对象基本信息了解用户需求，得到更加精确的调整方案，从而研发与市场需求更匹配的产品。

4.1 基本情况

本次参加调查研究共有550 人，女性327 人，男性223 人，女性占比较大；养花种花的主要人群分布在20～35 岁、35～50 岁、20 岁以下和50 岁以上4 个年龄段。其中，20～35 岁占比最高，为41.79%，50 岁以上占比最低，为5.47%。

从调查数据可知，养花用户通常会通过买花时向卖家咨询、网上搜索养花经验、询问朋友3 个途径了解花卉养护知识，而通过利用养花软件（平台、小程序）获取经验只占16.97%。这表明花卉类养花软件并没有在用户中建立权威性，未能使客户产生依赖性，各类养花软件还没有使用户养成使用习惯。

4.2 养花类软件（平台、小程序）

调查结果显示，养花用户在使用花卉类养花软件时，首先要考虑的问题是内容是否实用，其次会考虑养花软件是否需要付费及内容是否专业、界面是否美观，最后考虑是否具有趣味性。其中，45.8%的养花用户表示有下载过辅助养花类软件，54.2%的养花用户表示从未下载过养花软件。由此可知，大众对养花软件的使用并未全面普及，目前大部分用户对养花类软件持支持态度，其市场发展前景良好。

由图1 可知，市场上已有的养花软件不足体现在，63.32%的养花用户认为市面上养花软件部分功能会出错，如“拍照识花”会识别成其他花卉；46.17%的养花用户认为花卉植物养护内容不够专业、全面，实用性不强；31.39%的养花用户认为缺乏与用户的互动性；31.2%的养花用户认为功能单一、界面不美观；31.93%的养花用户认为广告过多，不注重用户体验；33.58%的养花用户认为使用舒适度不高，部分功能找不到地方。

图1 养花软件不足调查情况

由此说明，目前市场上的养花软件存在诸多不足，用户信任度不足，需及时改善养花软件错漏，积极听取并改善用户反馈。另外，调查显示，56.75%的养花用户希望养花软件可拥有提醒用户浇水、施肥、修剪等功能；54.56%的养花用户希望可随时随地在养花软件上查看花卉生长情况；40.69%的养花用户希望可与众多花友交流，互相分享经验；36.86%的养花用户希望可通过“一键拍照”功能识别花卉健康状态，并给出建议；34.49%的养花用户建议线上购买花卉及周边产品。需要关注更多用户对养花软件的使用感及养花软件各项功能建议，在设计功能及后期维护时，更全面、更人性化地满足用户需求。

4.3 养花辅助仪器

调查显示：有60.4%的养花用户认为辅助养花仪器价格应定为30～60 元；18.98%的养花用户认为辅助养花仪器价格应定为60～90 元；15.51%的养花用户认为辅助养花仪器价格应定为90～120 元；5.11%的养花用户认为价格可定位120 元以上。由此说明，仪器价格的可接受范围偏低，在仪器研发中可根据原料成本的不同开发不同价格的仪器，供用户选择。

另外，45.07%的养花用户表示没有购买过此类仪器，仅有3.65%的养花用户表示有购买过养花辅助仪器，甚至有超出一半的用户从未听说过此类仪器。说明大部分养花用户还未了解养花仪器功能和效果，市场潜力巨大，同时，在宣传产品上仍需加大力度。

由图2 可知，养花用户选择购买养花辅助仪器更为看中仪器操作使用方便、外观新颖好看及检测实时数据的准确性。

图2 养花辅助仪器功能调查

5 研究价值

5.1 经济价值

隶属于新兴产业的“智能养花”产品的设计与开发，由于相关技术未得到广泛普及，因而相关产品普遍价格较为高昂，未得到普及。如一款名叫FlowerPower 的养花产品，由国外Parrot 公司研发，首发价格定为59.99 美元，约400 元人民币，只能在淘宝、重筹网等个别网站购买，销售人群定位为有一定收入能力的爱花人群且有兴趣购买此类产品的人群。而黑科技养花监测仪基本包含市面上其他检测器所具有的功能，且较为平价，更能满足养花人士需求。

5.2 技术价值

目前，我国市场上已有的智能养花产品质量参差不齐，差距较大，产品营销模式较为单一。而国外智能养花仪器过于强调智能及自处理功能，对消费群体热衷的交互性技术开发和社交功能的延展涉足较少。可运用相关硬件和软件技术对智能养花系统进行更深层次的开发，使得原本冰冷的科技产品变得充满人性化。如今年轻用户对花卉的购买需求不断增加，但缺乏养护技巧和经验，使得植物难以成活，造成许多资源浪费。通过监测植物生长数据，使其能够解读、分析消费者，而后成为消费者生活中不可缺少的部分，从而帮助用户更有趣味地养护花卉。

6 课题研究的创新点

6.1 Grow.F 监测仪

加入微型摄像头，具有实时监测的功能；针孔开孔、小巧轻盈、美观大方；种类新颖，可装饰花卉并与其融为一体；超微型摄像头嵌入监测仪内部。

图3 Grow.F 监测仪

6.2 养花平台或App

（1）建立养花服务管理网络平台，为用户提供远程实时监控服务，让用户可随时查询花卉生长状态。（2）通过建设信息化管理平台，为用户与Grow.F 监测仪建立联系，发挥大数据收集资料的优势，有效提高收集数据速度。（3）开通拍照、远程监控花卉疾病状态功能，并给出疾病解决方案。（4）增加花卉空间布局设计，根据室内外光线、温度、空气湿度等环境及植物习性的不同，设计出不同的摆放位置，改善叶面干燥及通风问题，利用绿化组织室内空间、强化空间，进而美化环境，陶冶情操。（5）养花平台从平台功能的多样性、用户界面的美观性和舒适性、用户的体验性、用户个性化需求出发，经过数据库整理分析用户的基本属性、购买能力、购买喜好、心理特征、行为特征，模拟构建用户模型，然后将这些数据运送至各个系统，实现精准推送。

7 结论和建议

7.1 结论

首先，养花人群中年轻女性数量占比最高，大部分养花用户喜欢养花的原因是调节心情、装饰家居，遇到花卉种植问题时，更倾向于向有经验的人或网上求助。其次，用户在使用养花类App 时首先考虑内容是否实用，其次考虑收费是否合理等问题。超过一半的养花人群没有下载过养花类软件，反映出养花软件市场没有被完全开发，发展前景广阔。在已下载或使用过养花类软件的人群中，大多数人认为软件拍照识别花卉功能存在不足，也有人认为其中花卉植物养护内容不够专业、全面，实用性不强。最后，有超过一半的人认为养花辅助仪器价格应定位30～60 元，说明大部分养花人士对养花类软件需求强烈。

7.2 建议

首先，养花软件市场的空缺与不成熟，导致养花软件不被人熟知。国家与相关部门应加强对此类市场的宣传及普及，让此类软件进入公众视线，使人民生活更加丰富便利，实现兴花富民。其次，花卉技术人员应加强技术方面的指导与建议，让养花爱好者能清楚了解养花方法及各种花卉植物知识，提升养花软件的专业性、便利性，并提供相关人工服务，使询问更加便捷与人性化。最后，开发者与软件设计应为软件增加更多便捷功能，让用户能有更好的体验感与互动感，从用户体验感出发，添加更多实用模块，使用户在体会养花乐趣的同时，感受到软件的便捷与实用，并定期根据市场与用户需求升级与改进产品。