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[动态] 【比赛优秀作品】甘谷辣椒订单式智能大棚

甘谷辣椒订单式智能大棚

作品来源：第五届全国青少年人工智能挑战赛—开源硬件创意智造专项赛优秀作品

参赛学生：天水市甘谷县模范初级中学张文杰丁桐

指导老师：付习慧张建兵

【主旨】

家乡特产---甘谷辣椒订单式智能种植

【概述】

我的家乡甘谷县是华夏第一县。甘谷县历史悠久，物产丰富，尤其是土特产之中的辣椒誉满全国。甘谷辣椒已有至少400多年的种植历史，明叶应甲所编《伏羌县志》（1627年）中就有甘谷辣椒的记载，曾作为明末清初的宫廷贡品而享誉陇上。甘谷辣椒，甘肃省甘谷县特产，中国国家地理标志产品。甘谷县盛产的羊角辣椒，是闻名中国的“辣椒之乡”，以其椒身长，皮质厚，色泽好，辣味浓，油分多而享有盛誉。辣椒营养丰富，含有辣椒碱、辣椒红素、蛋白质、胡萝卜素、脂肪油、龙葵甙、大量的维生素C，微量的挥发油。

2011年7月6日，原国家质检总局批准对“甘谷辣椒”实施地理标志产品保护。甘谷辣椒的种植和销售方式随着现代科技的不断进步而改进，此项目就是利用智能化改进了辣椒的种植和销售的方式，能为更多人更好的提供优质的绿色产品—辣椒。

甘谷辣椒-国家地理标志保护产品

【创作灵感】

我们作为当地小主人公，看到邻居大伯在种辣椒时，需要经常人工值守去浇水，控制温度通风，等繁重体力工作，所以想通过自己设计一个智能的温室大棚来减轻大伯的劳动强度。运用开源硬件以本地特产辣椒为创作元素，创作了智能化辣椒种植系统以及网络销售系统，此作品为甘谷辣椒订单式智能种植大棚。

【硬件清单】

Arduino主板 x1
micro：bit主板 x1
micro:bit扩展板 x2
RGB灯带 x1
光线传感器 x1
蜂鸣器 x1
温湿度传感器 x2
继电器模块 x1
风扇 x3
电机 x1
HuskyLens -AI 视觉传感器 x1
水泵 x1
语音合成模块 x1
语音识别模块 x1
物联网 x1
土壤湿度传感器 x2
9g舵机 x3
电池盒 x1
IR kit红外遥控套件 x1
OLED-2864 显示屏

【设计思路】

提出问题----调查研究----研讨----初步解决方案----研讨-----打磨方案---分项技术实现-----总装-----调试-----改进提升-----定型

【功能介绍】

功能一、网上订单式种植销售

1、设计宣传销售辣椒的网站。

通过GitHub设计了宣传和销售的网站，买家可通过网站了解甘谷辣椒的各种信息以及知名度，再通过网站下订单。

2、客户网上下订单。

客户通过网站（https://weizhizhuangwzz.github.io/）可以进行下单，在留言中写清楚需要的产品要求以及收货地址信息，进行扫码支付后，信息就会通过物联网传输到大棚终端，语音合成模块同时播报需求信息，以便工人们听见，工人们就根据订单的需求进行采摘辣椒并装箱。

功能二、语音控制开门系统

进出大棚工作人员经常手中拿着东西不方便开关大棚大门，如果语音控制可以更方便开关大棚大门。利用语音合成模块控制舵机，只要说“大棚开门”“大棚关门”就可以打开或关闭大棚大门。

功能三、温湿度实时显示功能

利用温湿度传感器实时地监测大棚内温度、湿度，以及利用土壤湿度传感器监测土壤湿度数据为科学种植提供数据，数据通过OLED 显示屏可以实时读取。

功能四、自动降温除湿功能

当温湿度传感器监测到大棚内部温度或湿度过高时，自动启动风扇对大棚进行降温。当大棚内的温度、湿度恢复到设定值时风扇停止工作。

功能五、阴雨天及夜间自动补光功能

该功能的主要作用是阴天或晚上光照不足时，大棚内部的两条人RGB灯自动亮，发出红光，给植物进行光合作用。促进植物的生长，缩短种植周期，提高产出率。之所以灯设计成红色,是因为通过查阅文献发现红色色光对于植物的光合作用效果最好。

功能六、自动浇水音乐助长功能

当土壤湿度传感器监测到放湿度低于设定值时，触发水泵开始工作，对大棚内的土壤进行浇水。湿度达到设定值时，水泵停止工作浇水完成。浇水的同时音乐响起，对植物进行播放特定频率的音乐，以促进植物的生长提高果实品质。这一功能是因为我们在查阅相关文献资料时发现有相关研究表明对植物播放特定频率的音乐可以促进植物的生长。

功能七、大棚膜自动收放功能

该设计是用红外遥控控制电机能自动卷动大棚膜，实现大棚膜的升降，这一功能是为了减轻农民在种植大棚时收棚膜和放棚膜的体力劳动，也有利于对快速方便的调节大棚类的温湿度。