一、文献综述
（一）国内外研究现状
随着智能化家居这一风潮在世界范围内的盛行，智能花盆也成为研究者们的关注对象[9]。现在市场上存在各种各样的智能花盆，其工作原理、结构、功能都大相径庭，但究其根本都是以实现智能化、高效率、便捷化灌溉为目的。
无论现代科技如何发展，智能花盆的研究重心依然落在智能灌溉技术上。在30年前，灌溉主要依靠人们的经验，这种粗放性的灌溉方式造成水资源的严重浪费。以色列是第一个将智能自动化技术应用于农业灌溉中的国家，他们设计了能够远程控制灌溉时间间隔的控制器，提高了水资源的利用率。传感器技术的迅速发展带来了新的进步，以色列人开始利用各式各样的传感器收集信息，再通过Internet、GSM等实现信号的远程发送[6]。之后的很长一段时间内，许多西方国家都争相研究节水灌溉技术，在传感器技术、计算机控制技术等领域大力投资，从最初的人工控制，到机械控制、机电一体化控制[6]，直至最新的基于模糊控制、无线传感器技术、人工神经网络理论等，无论是在灌溉的精确度、智能化，还是灌溉决策的科学化上都取得了突破性的成就。
从近些年来灌溉技术的应用成果可以看出，智能灌溉与温室大棚结合已成为各国竞相追求的发展趋势。20世纪，美国科雨公司研发出的KRAIN控制器成功将16个温室大棚同时联网监控[6]，成为农业灌溉上的一大突破。这意味着在无人监督的情况下，该控制器也可以自动进行监测，根据农作物的实际需要进行智能化灌溉，解放了人们的双手。又比如日本也致力于推进温室大棚的现代化操作，他们应用计算机来自动控制大棚内的光照系统、湿度调节系统、灌溉系统等，以期最优化农作物的生长状况。数据显示到2013年止，日本92%的农业生产管理部门已实现了温室的计算机管理[6]。
相对于西方国家，我国的智能灌溉技术起步较晚，资金投入不足，发展缓慢。目前智能灌溉主要存在以下几方面问题：一是人们灌溉决策主要依赖于积累的日常经验，无法保证灌溉的精确度；二是运用人工监测、人工管理等方式，导致灌溉效率低下；三是智能灌溉设备成本高，难以被大众接受。为了改善这种状况，我国现如今在大力推进智能灌溉的研究，大力研究节水灌溉技术，加快智能灌溉系统的研发[4]。目前国内普遍应用的有以下几种技术：
（1）模糊控制技术
节水灌溉要满足多方面的要求，不仅要保证水量适当，还要求灌溉时间恰当，以实现水资源的最优化利用。但是传统控制方法不能保证建立的数学模型绝对精确化、统一化，而模糊控制并不需要满足这个条件，适用于滞后性、时变与非线性系统的控制[3]。
这种灌溉系统的工作原理是利用土壤水分传感器获取土壤含水量，数据采集模块将传感器输出的电信号传给计算机，计算机再将采集的数据进行处理，进行灌溉决策，进而实现灌溉自动控制[3]。模糊控制技术克服了传统方法中无法建立关于灌溉对象的数据模型的弊端，仅通过模糊逻辑推理就可以实现自动灌溉的目的，保证了土壤始终保持适量水分。
