禾下乘凉梦

刘依霏

一、创意缘起

2021 年5 月22 日，“杂交水稻之父”袁隆平爷爷逝世，在他心中一直有一个“禾下乘凉梦”。随着城市化发展，大部分人口将生活在城市，城市的消费模式和土地利用的变化给农业可持续生产带来了一定的危机。于是，我们小队就萌发了“智慧农业”的想法。城市化、小区化的智能农业种植，能够使更多年轻人参与农业种植活动，科学种植，让每个人都可以获得健康、新鲜的食物，实现自给自足，实现另一种意义上的“禾下乘凉梦”。

二、构思设想

我们确定想法后，在创客老师的指导下进行了如下的构思设想：

1. 以智能传感器为主的监测功能系统土壤湿度传感器监测土壤湿度，温湿度智能传感器可以测量农作物生长环境的温湿度。通过数据收集分析，判断此环境是否适合农作物生长。

2. 以大数据为主的数据分析系统物联网接收傳感器监测到的数据，如土壤水分、温度、空气温度与湿度等，直接将其显示在移动设备上，便可以了解农作物的生长环境情况。

3. 以物联网App 控制为主的灌溉系统种植者可以根据反馈的数据信息，对湿度、温度、营养等进行科学调控。

三、模型制作

设计完成后，我们开始设计结构图，并开始选择材料，主要包括土壤湿度传感器、温湿度传感器、循环过滤水泵、木块、木棍等。接着，我们就进行模型制作。

1. 制作支架

用木板作为底板，并钉上3 根木棍面，用于架起3 个装营养液的瓶子。

2. 水肥系统

在3 个透明塑料瓶内分别装入氮、磷、钾营养液，并用钻机在瓶底钻孔，再插入软管。软管的另一端接入注射器，中间用电磁阀控制营养液流量，用一个循环过滤水泵将营养液输送给植物。

3. 电路连接

连接传感器，为实现功能做好铺垫。

4. 程序编写

利用Arduino 和Blynk（物联网App）编程实现对传感器数据的接收和营养液的输送控制。

四、演示过程

我们用手机微信小程序进行实时监控和操作，程序上会显示土壤的湿度数据。当我们输入“水”的功能，点击发送，就可以远程操控模型，电磁阀打开，水肥自动配制，然后输送到土壤中。该系统实现了以下三大功能：

1. 土壤湿度和环境监测功能土壤湿度传感器插入土中，能够监测当前土壤湿度。温湿度传感器可对环境实施实时监测，并显示在物联网平台上。

2. 物联网数据接收和分析物联网平台接收传感器监测到的数据，然后在物联网平台上显示。

3. 物联网平台控制水肥灌溉在物联网平台上，通过按钮、电磁阀，可控制氮、磷、钾营养液及水量的输送。

五、未来设想

我们的作品还不够成熟，未来，我们可以在以下两个方面进行思考和优化：

一是自然灾害对农业的破坏性是非常大的，目前还没有针对农业灾害的预警机制。未来，我们可以增加灾害预警，帮助减少因灾害导致的农业损失。

二是增加土质的检测，并同样反馈到物联网平台上，能实时了解土质情况，及时调整水肥的配比，更好地保护土地。

如果我们的作品投入实践，必将助力现代农业的精细化、高效化、绿色化发展。科学种植，让粮食高产再高产;智慧种植，让“禾下乘凉”不再是梦！初心不改，我们将会继续为下一个百年目标助力！