隨著人們對居住環境的要求越來越高，花卉種植成為主要的美化環境的方式之一，也是園林林建設的主要內容，本文主要探討智能花卉管理系統設計與實現。

　　《花卉》廣東省園藝期刊投稿，1985年創刊，經國家新聞出版廣電總局批準，變更為由廣東省農業科學院環境園藝研究所主辦、廣東省農業科學院主管，并于2015年下半年起由月刊變更為半月刊(下半月刊自辦發行)。

　　無論是傳統的手工業還是種植業，在信息化的時代下都在向智能化過渡，傳統的花卉管理主要還停留在人為判斷、手工操作的階段，根本不能滿足現在社會高效率、快節奏的社會需求，同時花卉植物也不能按需分配養料，往往影響植物的健康生長。針對這一現狀，智能花卉管理系統實現了從數據采集、數據處理，到自動化澆水施肥等一系列智能化的過程，加快了花卉管理從傳統向智能過渡的速度。

　　1.引言

　　隨著信息時代的到來和生態文明的興起[1]，人們逐漸注重家庭環境的綠化問題，很多人會選擇在家里培育一些花卉，一方面可以美化家中的環境，另一方面可以凈化家中的空氣[2]。但傳統的花卉養護方式存在操作不方便，難于控制澆水和施肥用量等弊端，需要通過人工觀測植物的生長情況作出判斷方可進行水肥管理，會出現植物土壤的水分不均和施肥過量或不足的情況，嚴重制約了植物的健康生長。智能花卉管理系統是為方便用戶管理花卉植物而開發的智能系統，此系統能夠實現智能檢測環境和土壤的溫濕度，將數據返回的服務器，然后智能終端從服務器上獲取到數據后進行相應處理并做出判斷，提醒用戶澆水或者施肥的數量，用戶根據提醒和參照用量進行操作，達到了遠程管理花卉的目的，方便用戶對盆栽植物的管理，同時減少了因花卉養護對用戶自由出行的制約程度。

　　2.系統分析

　　2.1信息獲取模塊

　　花卉信息獲取模塊是養護過程中花卉管理知識和視野拓展的主要來源，此系統會及時更新頁面信息，為用戶提供與花卉養護方法以及各種花卉產地、分布、特性、生長環境等相關信息，同時能夠詢問和解答用戶在花卉管理過程中遇到的問題。

　　2.2花卉養護控制模塊

　　這是本系統最核心的一個模塊，具有操控硬件和數據的控能，來自植物周圍傳感器的數據將會在此模塊顯示，同時用戶對花卉澆水施肥也是在此模塊進行。花卉的生長環境不適或者需要進行相應管理操作的時候，此模塊頁面會有相應的提醒，用戶可根據提醒進行相關調整，為植物提供一個更適合的生長環境。

　　2.3用戶信息設置模塊

　　此模塊主要包過用戶個人信息的查看和修改，花卉養護方式的設置，以及更新版本、修改密碼等輔助功能，個人信息設置模塊是控制整個軟件的模塊，把主要的信息在同意地點進行控制，為用戶管理整個軟件提供了方便。

　　3.系統設計

　　智能花卉管理系統是經過DHT11傳感器采集數據，STC15作為節點控制器，由微型電腦樹莓派作為中心控制器，對每個家庭的數據進行集中處理后發送到服務器，服務器把數據處理后直接映射到移動終端，移動終端將采集的數據經過計算和判斷，根據實際情況發送澆水或者施肥指令，該指令再次經過服務器和樹莓派，最終傳送到相應的繼電器水泵或者施肥設施，完成整個澆水施肥操作，流程圖如圖1所示。

　　3.1硬件設計

　　3.1.1中心控制器本系統采用RaspberryPi作為中央控制器，RaspberryPi(中文名為“樹莓派”,簡寫為RPi，(或者RasPi/RPI)，是注冊于英國的慈善組織“RaspberryPi基金會”開發的為學生計算機編程教育而設計的微型電腦，其系統基于linux,只有身份證大小。具有體積小、功能全、價格低等特點。由于樹莓派功能強大，基本具有PC電腦的一切功能，所以采用它作為中心控制器[3]。它提供USB接口和GPIO針腳工外圍設備使用，還有10/100以太網接口、無線網絡接口，一方面可以實現對家庭中節點控制器控制，另一方面也能把來自數據采集部分的數據上傳到遠端服務器，起到了連接的橋梁作用。3.1.2數據采集部分數據采集部分主要分為兩大模塊，節點控制器和節點傳感器。數據采集模塊的控制器可采用STC15系列單片機作為控制器，傳統的51單片機為8位機[4]，具有價格便宜，程序實現簡單，對于小范圍普通家庭的花卉養護控制足夠應用，滿足了低成本的要求，為更大范圍的推廣提供了條件。節點傳感器主要采用體積小、低能耗的DHT11溫濕度傳感器，它使用單線制串行接口，是一款含有已校準數字信號的溫濕度復合傳感器[4]，如圖2所示。3.1.3無線網絡搭建本系統通過nRF24L01構建家庭無線網絡，實現中心控制器與傳感節點之間的無線通信，它可以將來自于數據采集部分的數據傳送到中心控制器，把中心控制器看成一個家庭范圍內的主模塊，數據采集部分即為子模塊，nRF24L01存在主模塊到子模塊之間一對多的分布關系，如圖3所示。

　　3.2軟件設計

　　3.2.1數據管理在服務器端的數據庫部分主要采用簡單易操作的數據庫軟件SQLSever進行數據處理和操作,根據實際需要，數據庫部分采用關系模型，建立了用戶信息表、養護日志表、植物狀態記錄表，植物百科表，植物養護方式表。用戶信息表記錄了用戶的姓名，電話，郵箱等個人相關信息，養護日志表記錄了養護時間，澆水量，施肥量，光照時長等養護植物的相關信息;植物狀態記錄表記錄了植物周圍的環境數據情況;植物百科表和植物養護方式表記錄了植物的相關信息和植物養護方式的簡單介紹。各個表之間通過主外鍵相互關聯，為智能花卉管理系統的后臺數據處理提供穩定的操作平臺。

　　3.2.2服務器本系統采用ApacheHTTP服務器，該服務器具有跨平臺性和安全性的特點，采用MyEclipse作為處理數據的軟件，將樹莓派傳到服務器的數據經過處理后存儲到數據庫，MyEclipse和數據庫之間建立連接需要滿足以下幾點，第一步導入jar包(sqljdbc4.jar)，這是服務器和數據庫連接的關鍵，第二步通過以下兩行代碼動態連接數據庫使用過程中把用戶名和密碼更改為對應的數據庫用戶名和密碼，在對數據庫的操作時需要調用這兩行關鍵代碼所在類的實例化對象，即可實現對數據庫的操作。3.2.3終端頁面控制本系統中用戶界面接收服務器端的數據，需要和服務器建立連接，向服務器發送請求后才能得到服務器傳遞過來的數據，請求的方式分為get請求和post請求，get請求簡單，但保密性差，post請求相對復雜，但數據不易被其他非法獲取，目前大部分系統采用post請求，智能花卉管理系統也采用post請求，建立發送請求的代碼。

　　4.結束語

　　隨著科技的快速發展，人們的生活水平不斷提[6]，智能化已經成為社會的發展趨勢，各個行業都在向智能化過渡。可以拓展到大型種植戶對植物的智能化管理，甚至于城市綠化和花園花草的智能化管理也能參與其中，在互聯網和智能化的大力推動下，智能花卉管理系統將會有很好的發展前景。