阳台种植水肥一体化设计报告

一、设计背景

发展农业是一项有深远意义的战略任务，不但能促进农业‘发展持续健康发展，还能满足现代经济社会潮流的需求，甚至可以将现代农业发展成时尚的潮流产业，国家在政策上也非常重视微小型农业的发展，并加以引导和支持阳台农业即在自家阳台上进行微型农业栽培，是在一定高度阳台或经过处理的楼顶所进行的农业生产活动，由于其环境空间与人类的居住非常密切，甚至和人类日常生活存在重叠，受城市高速发展影响，由于很多城市的土地资源稀缺，阳台种植为居民提供了便捷的条件，同时阳台种植可以满足观赏性和美化环境以及农业产品收获等多种乐趣，可以作为家庭环境装饰的一部分，也能当作家庭休闲人造空间植物环境的一种方式。

二、设计目的

1、实现智能养殖

使用户可以在工作期间在网页上直接实现对阳台植物进行管理，减轻用户的劳动力付出，通过采集数据，用户可通过网页实现对作物的水肥灌溉。

2、实现实时监控

更好地实时观察农作物的生长情况，在农作物的生长出现问题时，用户可结合实时采集的农作物数据通过界面查询解决方案。

3、实现精准灌溉

通过单片机精准控制水肥的用量，更好地控制农作物的养料，从而提高产量。

三、系统的框架设计

采用台阶式立体架方式进行栽培，可以是一层或多层，如果是多层栽培，可放置不同的花盆，种植不同的作物，按照花盆或作物进行水分监测和自动化定量补充水肥溶液。

水分传感器采用直插式，可以根据需要随时移动位置，也可以多盆作物使用同一个传感器，轮流实施浇水施肥，降低成本。

插入式施肥灌溉喷头直接插入土壤中，将溶液喷到指定位置，生产上比较方便，易于操作，可以采用多个插入式施肥喷头并联的方式，提高溶液在土壤中的扩散效果，节约用水。

采用触摸液晶屏动态监测土壤水分变化数据，方便直观查看水分含量以及最近一天，一周和一个月的精确水分变化规律，控制器采用模块化封装，可以方便地固定在支架上。

每一个花盆可以单独设置水分含量上下限的阈值，根据设定值系统可以自动控制税费溶液的喷洒，用户网页实现控制时，可自动生成设定值，实施灌溉。

四、详细设计（主要功能）

1、前端数据采集模块

前端数据采集模块完成现场实时数据采集单元、系统故障分析单元、视频监控单元和设备控制单元四个子模块。其中实时数据采集单元包括温度、湿度、光照强度、土壤肥料的统计；设备控制单元目前主要为水肥灌溉控制。

2、后台总控模块

该模块主要实现数据的中转与查看以及控制阳台养殖环境调控设备。

3、云端服务器模块

该模块主要实现数据的处理、存储，以及云端访问。通过该模块，可以实时远程查询阳台农作物的生长情况，并且也可以实时通过用户进行控制，真正做到远程控制。

五、人员分配

1、开发板（王丹）

总体设计：本系统利用单片机作为系统的微控制器，把土壤湿度传感器采集到的模拟量通过AD转换成数字量，然后显示到LCD上。另外根据土壤湿度设计自动灌溉和施肥功能，LCD实时显示灌溉和施肥的状态，同时系统还具有自动灌溉和施肥的功能。

所需技术：51单片机

2、wed端（孔令福、操彦）

总体设计：使用户具有登录功能，当登入的用户在web端查询时，将数据库中数据提取出来，以不同的形式在web端呈现；完成控制模块，用于当用户根据作物情况予以对作物实行不同的操作，从而使单片机产生效应。

所需技术：java、JSP、JDBC

3、数据库（徐昱畅）

总体设计：将采集的数据建表，以供他人的调用

所需技术：sql

4、网页设计（陈瑞）

总体设计：网页分为四个模块，包括用户登陆界面，作物生长情况以及控制界面，问题查询界面，社区界面、相关推荐，目前主要做生长情况以及控制界面。

所需技术：Html、css、Javscript、Jquery。

六、时间安排

7.4水肥一体化报告