一、文献综述
(一)国内外研究现状
随着社会经济的不断发展和社会消费水平的不断提升,人们对生活质量的需求也逐渐提高。比如对居家绿化的需求越来越大,很多人都喜欢在家里或者办公室里种植盆栽花卉。盆栽花卉可以使人们放松心情、陶冶情操,还可以净化室内空气、吸收电子辐射、美化室内环境等[4]。不过这些花卉的种植需要经常浇灌,如果浇灌不当可能造成花卉枯萎或者花卉根部腐烂,都会导致其死亡。合理的浇灌不仅仅有利于植物的生长,也是对水资源的一种高效利用。但是快节奏的生活使得种花容易养花难的问题显现出来。有研究表明家庭盆栽82%的死亡原因是浇灌不当[1]。这种依靠人工操作的浇灌方式经常会因为人们工作繁忙或者遗忘出现无法及时浇灌盆栽的情况,导致盆栽植物枯死,同时,人们在浇灌的时候往往是凭借经验进行,浇灌不科学,浇灌质量得不到保证,直接影响植物的生长,造成水资源的浪费。因此,设计出一款智能的、低成本的、轻便的盆栽浇水系统就显得尤为重要。这种浇水系统不仅能够解放人们的双手,让人们在享受盆栽花卉带来的好处的同时不用操心花卉的浇灌问题,而且还能通过合理的浇灌方式保证植物的生长,合理地利用水资源。这种智能盆栽浇水系统能够大大节省人力物力,极大方便人们的生活,提高人们的生活质量。目前,国内外的智能盆栽浇水系统主要有以下几种形式:
1.定时类自动浇灌
现在市面上有较多的自动定时浇花器,智能浇水器等,这些浇灌系统实现了定时自动浇水的功能,可以人为设置开启浇水的时间,多个浇水的时间段,每次浇水的持续时间等。这种浇水器在一定程度上解放了人们的双手,使用者只需要操作几个按键,设置好浇水时间,浇水器就会在设定的时间开启浇水[7]。然而这种系统也有一些弊端,由于浇水时间是人为设定的,因此使用者必须事先清楚这些盆栽一天中需要浇水的时间段和一次需要的浇水量,如果浇水的时间设置不合理,也极有可能导致花卉的烂根或者枯死,这种方式在前期需要耗费使用者较多的时间和精力。此外,这种浇水系统还会受到外界环境因素的影响。比如设定了一天的浇水次数和浇水量,但是在空气湿度不同的情况下,盆栽花卉需要的浇水次数可能会与设定的值有出入,根据设定的值来浇灌会导致浇灌过量或不足,影响植物的正常生长,浪费水资源。
2.远程控制自动浇灌
远程控制的浇灌系统大多是通过手机来控制浇水器进行浇水,当人们出去旅游了,或者去外地出差,当家里的盆栽花卉没人照看的时候,就可以通过这种系统进行远程浇灌,比较常用的是将浇水器接入WIFI,这样就可以通过手机进行远程控制[6]。这种系统的价格一般会比定时类的浇灌系统高一些,不过这种浇灌方式也存在比较明显的弊端。虽然可以远程浇灌,不过归根结底还是人为控制,如果忘记开启浇水,可能会导致花卉因为长时间缺水而枯死。此外,由于使用者无法看到花卉的具体情况,无法判断是否需要浇水,从而无法掌握花卉的具体浇水时间,可能会出现缺水的时候没有及时浇水或者过量浇水导致烂根,这对使用者带来了极大的不便,无法真正意义上的实现智能。
(二)研究主要成果
1.智能感应报警式盆栽系统
