你造屌丝的后花园是怎么打理的吗？

由 editor 提交于周一, 28 三月 2016 - 14:55

本文旨在介绍一种创新型的智能物联网科技来帮你管理园林。使用此系统能够消除园林管理的麻烦，并且操作起来十分便捷，它简单易懂，任何人都可以使用它去种植自己想要的植物果蔬。在这个系统的帮助下，主人只需要通过手机和网站接口在室内进行遥控，在它的帮助下，种植这件事是不是变得更加简单，有趣，且互动性强。系统会帮你给植物浇水，施肥，并且确保它们能享受24/7全天候最佳生长环境。你只需要坐回沙发，看着你的植物茁壮成长，相信它们会被好好照看。

系统运用一系列的传感器和执行器为植物创建良好的生长环境，在它们需要的准确时间为它们浇水、施肥。

设置将会和我们手机上的APP和网页应用相连接，因此你可以随时了解植物的生长动态。系统可以追踪监测植物的成长，分析它们的生长过程。你还可以借助系统在植物上做一些商业性的实验。

一、系统如何工作？

此项目包含4个部分：

1、植物生长环境—植物上的一系列传感器和执行器，由英特尔爱迪生控制。爱迪生与云的连接由Node.js伺服器控制。

2、安卓APP和网页应用—控制、监测植物生长数据，进行系统设置。

3、实时云支持后端—爱迪生、手机应用程序和网页通过i.e. Firebase连接到云后端，我们的设计中没有任何中间层，它是一个双层的架构。

4、社交分享—你可以把你的种植经历再社交媒体上分享给你的好友。

二、特性

英特尔edison将被用来实现数据获取，将从植物及其周边获取的所有数据收集起来，进行处理，再实时地发送给服务器。系统将对环境温度、光照以及湿度等参数进行监测，使用的传感器有光敏传感器、温度传感器、湿度传感器。

我们为系统设置了一个简易的继电器，用它来控制植物周围的光照、水量和温度状况，一旦数据被服务器接收，它会被进一步处理，最后以图表的形式呈现所有参数。

基于浏览器的微型网站和安卓应用程序将包括以下几个部分：

1、监测功能；
2、预置控制；
3、手动设置；
4、分享功能；
5、通知功能；
6、快照。

你可以用以下两种方式控制系统：1）自主操作；2）预置

跟踪进度：监视植物当前的生长状况和生活条件，以图表形式呈现；

点击和成长：只要你告诉程序你希望植物长大，植物就会自动加载编程，为你的植物工厂进行设置。

分享：当你按下鸣叫按钮，你就可以把你家小园子的健康和生活状况发布到Twitter账户上去啦。

报警：当任何值不在最佳范围内的时候，系统将会报警。

三、物料准备

开发板：英特尔爱迪生板；

传感器：

1、湿度传感器；
2、LM 35温度传感器；
3、光敏传感器；
4、水流传感器；

执行器：

1、吹风机；
2、6W RGB LED；
3、马达；
4、USB摄像头；
5、12V 继电器板；

其他：

1、桶；
2、植物；
3、管子；
4、剪刀；
5、焊锡枪；
6、胶枪。

四、传感器和执行器

光传感器

此传感器被用来监测植物周围的光照是否在最佳值范围之内，更有甚者，它还能进行时钟同步，例如日出和日落。它会一直监控着光照情况，一旦发现问题，立刻报警。

温度传感器

温度传感器监测植物周围的温度，根据不同的模式，它会调节温度，来效仿植物生长的最佳条件。

湿度传感器

显示湿度等级，并触发土壤中的水泵，给植物浇水。

水流传感器

它测量水流，基于测量数据提供植物的水流消耗。

USB摄像头

我们可以用它来抓拍植物成长过程的照片，做一个记录。

五、硬件终端

英特尔爱迪生是整个系统的核心，它可以完成以下功能：

1) 收集数据；
2) 执行命令；
3) 拍照；
4) 将数据发送至云；

技术方面：

1） Node.js伺服器；
2） OpenCV代码；
3） Arduino草图；
4） MQTT。

注：
①　Node.js是一个基于Chrome JavaScript运行时建立的平台，用于方便地搭建响应速度快、易于扩展的网络应用。
②　OpenCV的全称是：Open Source Computer Vision Library。OpenCV是一个基于（开源）发行的跨平台计算机视觉库。本文中的“OpenCV”均指此含义。

六、软件流程

在我们的设置当中，客户端应用程序并不会直接与植物进行交流，每一步的处理工作都是通过云来完成，因为只若是将系统与WiFi连接起来，仅仅实现了物联网中的联网。

Arduino草图

Arduino的草图实现包含传感器的数据采集和指挥执行的逻辑。客户端使用说明由网站服务器接收，接着使用MQTT协议与Arduino交流。

什么是MQTT？

MQTT是MQ Telemetry Transport的缩写，表示MQ遥测传输。它是一种具有发布/提交功能的极轻便的信息协议，此协议专门针对受限设备而设计，适合低带宽、高延迟、网络状况差的情况。设计原则是尽量减少对网络带宽和设备资源的需求，同时试图确保可靠性，并且在一定程度上确保能够发送。这些协议规则在平时的使用中被证明能够使新兴的“机器对机器”的连接变得顺畅，针对移动端应用的带宽和电池电量都有改善作用。

Node.js伺服器

Node.js伺服器只能在英特尔爱迪生上运行，它能够实时得和云后端保持连接，设计亮点在于我们为GreenBit系统采取两层架构，而非传统的三层架构。

Node.js有四项主要职责：

1) 实现与云的实时连接：此连接使用FireBaseApi实现，Api基本上能让我们对某些参数进行一系列的监控，一旦这些值有任何的变化，系统将会立即发送到客户端；

2) 点击图片上的OpenCV：每当接收到植物“自拍”请求时，Node.js伺服器就执行OpenCV模块，这需要先拍一张照，然后将它以Base64编码格式储存在系统文件中。节点服务器将读取该文件，然后以编码的形式向伺服器传送图像；

3) 每一分钟收取一次记录：以一分钟为节点，系统要求Arduino读取并且将它传送到MQTT上的节点；

4) 调用执行器：从APP上获取请求，例如改变参数或参数值，照相等等，都传达给Arduino。

七、伺服器代码

八、OpenCV伺服器

九、Arduino草图

十、OpenCV 模块

十一、软件前端

技术堆栈

1）Ionic：( http://ionicframework.com/)

ionicionic是一个用来开发混合手机应用的，开源的，免费的代码库,专注于用WEB开发技术，是基于HTML5创建类似于手机平台原生应用的一个开发框架。这个框架的目的是从web的角度开发手机应用，基于PhoneGap的编译平台，可以实现编译成各个平台的应用程序，可以优化html、css和js的性能，构建高效的应用程序，而且还可以用于构建Sass和AngularJS的优化。

2）AngularJS（https://angular.io/）

HTML是一门很好的为静态文本展示设计的声明式语言，但当我们试图用它来制作网络应用动态视图时，它是不能够实现的。AngularJS使用了不同的方法，它尝试去补足HTML本身在构建应用方面的缺陷。AngularJS通过使用我们称为标识符(directives)的结构，让浏览器能够识别新的语法。由此产生的环境是极富表现力的，可读性强，发展迅速。

3）Angular Material（https://material.angularjs.org/）

Angular Material项目是Angular.js中的材料设计，以实现相应功能。这个项目提供了一套基于材料设计系统的可重复使用的、经过严格测试可访问的UI组件。

十二、软件后端

技术堆栈：

1）FireBase：(https://www.firebase.com/)

FireBase可以增强您的应用程序的后台，包括数据存储，用户认证，静态托管等。专注于创造非凡的用户体验。

2）Zapier（https://zapier.com/）

Zaps（快速切换）使用触发和行动来自动创建。你可以使用实现任何两个支持Zapier应用程序的连接。

3）数据库

数据库模式在附件中以照片形式被分享。

十三、连接

手机应用程序（https://github.com/shailesh17mar/GreenBit-IONIC）

网页（https://github.com/shailesh17mar/GreenBit）

手机端和网页端的资料和设置都在这两个网址中哦~~~

文章来源：<a href="http://www.iquark.com.cn/news/article/a/253">英特尔quark开发者俱乐部