随着科技的进步以及生活水平的改善，将现下热门技术与人民实际生活需要相融合更是大势所趋。目前许多公司例如小米等也纷纷将市场中心转移到家居方面。将当下大热的科学技术与其他领域跨界融合，有望为技术升级与市场扩张上获得持续助力。

对于家居植物的种植来说，目前市场上存在的产品主要有智能花盆、温室花房两种。但在实际应用中，智能花盆功能较为单一，智能化程度低，操作复杂。而现有的家居花房，其搭建不仅成本高昂，而且存在着布线困难、工程量大、实时性差等问题。本文针对上述问题，通过对物联网相关技术、通信协议、通信方式以及植物种植相关的传感器、系统常见的控制方式等进行研究分析，提出了智慧花房植物养护系统。

1 系统总体方案设计

本系统由无线传感器数据采集平台、网关平台以及远程监控中心三部分组成。在养花区域利用温湿度传感器、光照传感器以及CO2 气敏传感器等传感器以及摄像头实时采集花房内的数据，并将数据通过无线传感网络等上传至Crox-A8智能网关，网关将数据发送至阿里云服务器，最后应用程序直接通过阿里云服务器获取数据，并将数据展示到用户界面上。数据在网关进行汇总分析，通过与程序预设值进行比对,从而控制相关设备自动调节环境参数；用户还可通过手机等设备了解花房环境以及植物的生长状况，增加其使用感和参与感。

图1 系统总体工作流程示意

图2 系统整体设计框架

2 系统软件流程

设计方式硬件层代码程序开发软件为IAR，各传感器的驱动程序以及相关灌溉等设备的控制程序、网关的预设值比对程序用C 语言编写，软件采用模块化结构程序；终端显示使用安卓嵌入WEB 的方式进行数据显示，界面使用软件Webstorm 以及Eclipse通过WEB程序编写。

图3 系统总体程序流程图

3 系统硬件设计

系统根据实际的功能需求及控制设备将系统分为四个小系统：喷灌系统、温控系统、光控系统、空气监测系统。每个系统都由一个CC2530 协调器、一个stm32、一个显示屏及若干传感器组成。四个小系统又通过Zigbee 无线传感网络将数据发送至CC2530 协调器上面，协调器将数据通过串口发送至Cro?tex-A8智能网关，网关又将数据发送至阿里云服务器，最后An?droid应用程序直接通过阿里云服务器获取数据，并将数据展示到界面上。同时，CC2530 将采集到的传感器数据通过串口发送至底板的stm32上，stm32将数据展示到屏幕上。用户可通过手机终端查看花房内的环境数据，还可以自己调节或利用智能网关的预设程序自动对相应的设备进行控制。同时在整个系统中还可通过USB 在智能网关上连接摄像头对花房内的环境进行监测，方便用户进行远程监控。

图4 系统结构示意图

图5 花房设备控制示意图

3.1 温湿度传感器模块

温湿度传感器是传感器其中的一种，多以温湿度一体式的探头作为测温元件，将温度和湿度信号采集出来，按一定的规律变换成电信号或其他所需信号形式输出，让用户可以直观看到温湿度信息。在温湿度传感器模块中，采用SHT10传感器用于采集周围环境中的温度和湿度，其工作电压为2.4～5.5 V，测湿精度?RH，25℃时测温精度巍妗２捎肧MD贴片封装传感器SHT10可以采集温度数据和湿度数据，并且将模拟量转换为可读的数字量输出，所以用户只需按照它提供的接口将温湿度数据读取出来即可。

3.2 光照度采集传感器模块

光照度传感器采用对弱光也有较高灵敏度的硅兰光伏作为探测器。因其具有测量范围宽、线形度好、防水性能好、使用方便、便于安装、传输距离远等特点，所以适用于各种场所,尤其适用于农业大棚、城市照明等场所。根据不同的测量场所，配合不同的量程，安装使用方便、抗干扰能力强，更是让其受到大众的青睐。

3.3 CO2气敏传感器模块

二氧化碳传感器是用于检测二氧化碳浓度的机器。其用一个广谱的光源作为红外传感器的光源，光线穿过光路中的被测气体，透过窄带滤波片，到达红外探测器。其工作原理是基于不同气体分子的近红外光谱选择吸收特性，利用气体浓度与吸收强度关系（朗伯-比尔Lambert-Beer定律）鉴别气体组分并确定其浓度的气体传感装置。

本系统采用了MIX6010 二氧化碳传感器是利用非色散红外NDIR 原理对空气中二氧化碳浓度进行监测，具有很好的选择性和无氧气依赖性，并且内置温度补偿。该传感器同时具备模拟输出，串口输出，PWM等多种输出接口，可以单独校准，很方便的与用户进行产品的对接。MIX6010 是一款紧凑型的智能小型二氧化碳传感器，将成熟的红外吸收气体检测技术与精密光路设计和精良电路设计紧密结合起来制作的高性能传感器。

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