硬件交互赛道参赛作品

智墒·自适应灌溉控制器

Intelligent Soil-Adaptive Irrigation Controller

让每滴水都落在需要的地方。通过实时土壤数据与天气预报, 智能决策何时浇水、浇多少水,终结"浇多了烂根、浇少了萎蔫"的园艺噩梦。

30-50%
节水效果
24h
无人值守
3合1
传感融合
APP
远程控制

传统灌溉的四大痛点

家庭园艺和小型农业的灌溉,至今仍停留在"凭感觉"和"定时器"的原始阶段

💧

定时器无脑浇

普通定时器到点就浇,不管土壤是否已湿、是否正在下雨。连续雨天照样浇水,导致植物烂根、土壤板结。

最佳时段错过

上班族早出晚归,无法做到清晨6点或傍晚6点这两个最佳浇水时段。中午浇水易灼伤叶片,深夜浇水易诱发病害。

🌱

新手凭感觉

没有经验的种植者难以掌握"见干见湿"的诀窍,浇多浇少全凭运气。植物旱死或涝死的悲剧每天都在上演。

📱

人在外地无助

出差旅行期间,家中植物无人照料。既不知道土壤干湿状态,也无法远程干预,回家面对的是一片枯黄。

四大核心能力

一套完整的软硬件方案,让灌溉从"定时任务"升级为"智能决策"

01

土壤实况感知

电容式土壤湿度传感器 + 土壤温度传感器 + 环境光照传感器,三位一体实时采集种植环境数据。

02

气象数据融合

通过WiFi接入气象局开放API,获取未来24小时降雨概率、温度趋势,提前预判是否需要浇水。

03

智能决策引擎

内置模糊控制算法,根据土壤湿度阈值、作物类型、天气预报、时段偏好综合决策是否执行灌溉。

04

远程微信管理

配套微信小程序,随时随地查看土壤数据、手动触发灌溉、调整策略参数,让种植尽在掌控。

谁需要智墒?

为三类核心人群量身定制,让每个人都能轻松做园丁

🏠

城市园艺爱好者

阳台 / 露台 / 庭院

在阳台种番茄、露台养花草的城市居民。工作繁忙,经常出差,无法每天照料植物。

  • 出差一周花草全枯死
  • 周末才能浇水,工作日只能干着急
  • 新手不知如何把握浇水量
🚜

小型农场主

大棚 / 果园 / 菜园

经营1-10亩大棚、果园或家庭农场的个体农户,人力有限,需要降低灌溉管理成本。

  • 每天早晚手动开阀门耗时耗力
  • 不同区域土壤湿度差异大
  • 雨天忘记关阀门造成水涝
🎓

共享菜园管理者

社区 / 学校 / 基地

管理社区共享菜园、学校劳动教育基地或研学农场的负责人,需要降低管理门槛。

  • 参与者流动性大,交接困难
  • 缺乏专业农业知识指导
  • 无法统一规范浇水标准

为什么值得做?

从效率提升到社会价值,每个角度都站得住脚

效率提升

通过精准灌溉,将家庭园艺和小型农业的用水量降低30%-50%。每天为使用者节省30-60分钟的手动浇水时间,实现"设置一次,自动运行"的无忧体验。

-40%
用水量
+25%
作物存活率
45min
日均节省
🌍

社会价值

在淡水资源日益紧张的背景下,推广精准农业灌溉有助于减少农业用水浪费。同时让零经验的城市居民也能轻松种植蔬菜,推动家庭农业和阳台经济。

1.2T
年节水量/户
零门槛
种植入门
碳中和
绿色贡献

技术原理与亮点

从传感器到云端,每一层都经过精心设计

📡

感知层

土壤湿度
土壤温度
环境光照

🧠

决策层

模糊控制算法
作物模型匹配
多因子权重计算

☁️

平台层

气象API接入
数据存储分析
设备OTA升级

📲

应用层

微信小程序
实时数据看板
远程手动控制

硬件架构

💧
土壤湿度传感器
电容式 · FDR频域反射
🌡️
土壤温度传感器
DS18B20 · ±0.5℃精度
☀️
光照强度传感器
BH1750 · 1-65535 lux
🌱
ESP32-S3 主控芯片
🔌
电磁阀驱动模块
4路 · 12V/24V可选
📶
WiFi + 蓝牙双模
802.11b/g/n · BLE 5.0
🔋
太阳能供电系统
10W光伏板 · 18650电池

智能决策算法流程

1

数据采集

每10分钟读取土壤湿度、温度、光照传感器数据,同时获取本地气象预报

湿度 < 阈值 && 未来6h降雨概率 < 30%
2

作物匹配

根据用户在APP中设置的作物类型(番茄/花卉/果树等),匹配对应的湿度偏好模型

番茄: 60-80% | 花卉: 50-70% | 果树: 55-75%
3

时段判断

检查当前是否处于用户设定的允许灌溉时段(默认6:00-8:00和18:00-20:00)

光照 < 500 lux 或 用户强制模式
4

执行灌溉

开启对应区域电磁阀,持续灌溉至目标湿度+10%缓冲值,自动关闭并记录日志

目标湿度 = 作物上限 - 5%

🔧 硬件亮点

  • 电容式土壤湿度传感器,不受土壤盐分影响,寿命长达3年
  • ESP32-S3主控,双核240MHz,支持AI加速指令集
  • 4路独立阀门控制,支持分区差异化灌溉策略
  • 太阳能+锂电池供电,阴天可持续运行7天
  • IP65防护等级,户外风雨无阻

💻 软件亮点

  • 模糊控制算法,无需精确数学模型即可做出合理决策
  • 自适应阈值学习,根据作物生长阶段自动调整湿度目标
  • 本地离线决策,断网时仍能基于最后获取的气象数据运行
  • 微信小程序零门槛,无需下载安装,扫码即用
  • OTA远程固件升级,持续迭代优化算法

微信小程序原型

简洁直观的交互设计,让种植管理触手可及

智墒 · 概览
湿度
62%
温度
24℃
光照
320
状态
良好

数据看板

实时展示土壤湿度、温度、光照等核心指标,历史趋势一目了然

区域1 · 番茄
关闭
区域2 · 花卉

分区控制

支持多区域独立管理,每路阀门可单独设置作物类型和灌溉策略

设置
作物类型
🍅 番茄
目标湿度
65% - 80%
灌溉时段
06:00-08:00 / 18:00-20:00

策略配置

根据作物类型自动推荐参数,也支持高级用户自定义阈值和时段

实时灌溉模拟

调整传感器数值,观察智墒如何做出灌溉决策

智能决策控制台

模拟不同环境条件下控制器的自动决策过程

📊 传感器数据

SOIL MOISTURE
45%
SOIL TEMP
26
LIGHT
150lux
RAIN PROB
10%

🔧 阀门控制

区域1 · 番茄
湿度阈值: 60-80%
区域2 · 花卉
湿度阈值: 50-70%

📝 决策日志

10:00:00 系统初始化完成