[硅谷行]家庭盆栽与水族箱看护系统

北极星405 · 发表于 2015-12-3 20:20:30

本帖最后由北极星405 于 2015-12-31 21:55 编辑

设计目标：家庭盆栽与水族箱看护系统
   主要用于用户外出差旅期间，盆栽和水族箱的看护。灵感来自于个人亲身经历，去年寒假放了一个月，回来之后发现盆栽已经干了，水族箱里的鱼还好但是水已经很少了，所以今年寒假前准备做一套水族箱看护系统。
背景介绍：
   盆栽是由我国传统的园林艺术演变而来的一种观赏艺术，历史悠久，分室内和室外，对于室内盆栽，不仅可以净化空气，改善室内环境，还可以陶冶个人情操，尤其对于城市生活的现代人来说，工作生活压力大，亟需一个宁静清新的环境，调节情绪，保障健康。同样的，水族箱也有着改善室内环境，调节室内湿度，陶冶情操的作用，尤其是在北方的秋冬季，室内空气干燥，长期居住会影响健康。
  而盆栽和水族箱都不同于其他观赏品，购置之后还需要长期细心呵护，盆栽需要浇水、施肥、通风，水族箱需要补水、增氧、加温等，而城市繁忙的生活节奏无法保证准时、充足的盆栽和水族箱维护，尤其是平时出差、节假日外出游玩，短则三五天，长则数周，这些小精灵们无人照料，必然会造成前期细心维护白白浪费，功亏一篑。
   未来的生活必然是个性化、自由化、智能化的生活，过去的30年我们看到了自动化技术在工业生产中为我们带来的巨大变化，以后的30年，我相信我们将会看到自动化技术在日常生活中给我们带来的更为巨大的变化，智能的生活正在向我们走来！
主要功能：
1*盆栽湿度监测：可以定时监测盆栽土壤湿度，并定时上传湿度数据到云端，用户终端可以随时读取数据，并设定湿度临界值、浇水水量，系统自动浇水。
2*定期自动追肥：盆栽使用液态肥，并可根据设定周期，自动追肥，也可通过信息推送功能，定期提醒用户观察盆栽，询问是否追肥，并保存追肥周期，自动更新，自主学习。
3*水族箱水位监测：水族箱水位降低到临界值时，自动补水到上界，并将动作推送到用户终端；
4*水族箱温度控制：使用DS18B20（带防水），监测水族箱温度，并控制加热棒加热（加热棒也有自主控制能力，但其精度不高）。
5*水族箱增氧：使用气泵，每天间歇性为水族箱增氧（间歇性为了节能）。
6*太阳能供电：整个系统使用太阳能电池板+锂电池组的配电方案，系统中使用的水泵为3~6V直流微型水泵，气泵为5V直流，这样就可以使整个系统脱离市电影响，节能的同时还可以防止市电意外停电等不可控因素。
7*水族箱定期投食：其实水族箱内如果养有水草等植物，可以不用喂食的，不过还是可以增加此功能。
特色功能：
1*音乐播放：使用音乐芯片和压电陶瓷片，每天早中晚为盆栽和水族箱播放一段时间舒缓的音乐，既然大家都是生物，谁能说它们听不懂呢？O(∩_∩)O哈哈~
2*水族箱喷泉：这个功能不是为了观赏的！（当然也可以观赏），该功能主要是为了促进水族箱里水的流动与交换，以使各位置温度均衡，同时又能够起到过滤水的作用。
3*灯光效果：晚上时候，可以设定熄灯之后几分钟的盆栽和水族箱灯光效果，使用RGB三原色LED点阵，根据用户喜好，设定颜色及颜色变动方式。
4*人体感应：人体感应是为了给用户更好的欣赏体验，如感应到有人靠近盆栽和水族箱，则播放音乐并开启喷泉和灯光效果，以赏心悦目！
5*通风：盆栽长期放置一处，应当定期通风，可以使用笔记本散热器上拆下的风扇，低压直流，容易控制。
6*语音控制：此功能为扩展功能，根据主控板卡性能增减。

简单操作说明
   用户可以通过客户端配置系统信息，如：水温、盆栽湿度界限、水位界限、音乐播放时间、灯光效果选定等，未设置参数采用系统默认配置。尤其在用户外出期间，该系统可以向平常一样，完成日常监控。为节省电能，系统可以间歇性工作，其他时间进入低功耗状态。
团队：星火燎原
队员：
李广伟，开发者账号：642989260@qq.com;
liuyuliuyu1216@126.com;
luciusyan@sina.com;
星星之火，可以燎原！

实施方案：
1、初步估算了被控制信号数目，预计可以使用gokit来作为主控，无需另外购置主控MCU，以节省电能。
2、传感器主要有：温度：DS18B20，湿度：DHT11，红外人体感应模块（带滤镜），光敏电阻；
3、执行器件：3W~5W太阳能电池板，5000mah以上电池组，微型水泵，微型气泵，RGB LED，音乐芯片，压电陶瓷片，其他三极管、电阻电容等常用器件即可。
主要功能组成示意图：

12月6日更新：

上面配置单是昨天的，计划使用Gokit功能板，不另外扩展（后来经过计算，这样下来代码和电路硬件都复杂了，时间可能不够，现在准备使用另外的控制板，然后通过Gokit通讯联入机智云）

不要小看上面这个驱动板，那么多针可是都有用的，没有多余的！刚刚焊完

单个水泵功耗测量：13.4ma

两个水泵同时工作功耗：39.3ma，比单个的大了不少（应该是水泵参数一致性不好造成的，不过没有影响，这个功耗可以接受的）

目前代码：
底层这块完成了25%左右，
和Gokit通信这块还没做，
Gokit网络交互也在调试
电路硬件：
完成20%左右。
执行机构和结构：
设计中……

时间还是很紧迫的！