1. 研究目的与意义
研究背景：随着城市化发展，人民生活质量的提升，人口由乡镇向城市集中，城市的人口密度增大，造成高层、高密度城市建设随处可见。由于建筑面积占用较多，绿地面积减少，导致了空气污染、噪音污染、热岛效应、城市内涝等问题出现，使城市生态环境不断恶化。为了在有限空间内增加绿化面积，改善环境，屋顶绿化进入人们的眼球。然而屋顶绿化对比普通园林绿化考虑的方面要多一些。一方面，由于屋顶的立地条件比较特殊，屋顶的大风使得植物的蒸腾速度和土壤水分的蒸发速度加快，并且屋顶的水资源供应有限，所以极易造成干旱；另一方面，大水漫灌不仅会造成植物的根部腐烂，而且会浪费水资源，因此屋顶绿化的灌溉环节和普通的地面绿化部分相比有更高的要求，甚至是决定屋顶绿化成败的重要环节之一，所以为了增强屋顶绿化灌溉的科学性，屋顶绿化自动灌溉关键技术的研究显得尤为重要。
研究目的：首先综合无线通信技术、传感技术、自动控制技术，实现对种植裸露屋顶的植物进行差异化的自动灌溉，减轻养护人员的工作负担，节约水资源；然后屋顶绿化使得屋顶空间被充分利用，改善了人民的工作与生活环境，还能有效蓄存雨水，改善雨水的质量、减少漂浮沙尘、净化空气、消弱城市噪音、增加空气湿度、延长屋顶使用寿命、减少建筑能耗、减少城市热岛效应和增加建筑美观程度以及生物多样性；最后，配合屋顶雨水收集系统，缓解植物因为屋顶有限的水资源导致干旱的问题，同时也达到节约水资源的目标，将雨水做到最大限度的利用，从而缓解我国的缺水问题。
研究意义：城市的绿地面积是衡量城市环境质量、人民生活质量的一项重要指标。为改善城市绿化的发展与绿地面积减少之间的矛盾，就应该考虑向着城市的立体空间发展，充分利用城市上空杂乱不堪的屋顶，增加了人们的绿化空间，改善城市环境，提高人民生活质量；另外，在建筑物表面覆盖着绿色植物，可以减弱阳光中的紫外线和磁波辐射及温差变化，降低顶层建筑材料的热胀冷缩，增强建筑物抵抗城市热岛效应的能力，有效减少建筑能耗，延长屋顶的使用寿命，保护建筑物。再者由于屋顶植物的蒸腾速度和土壤蒸发速度与在地面的植物相比较快，所以为实现植物的差异性管理，综合无线通信技术、传感技术、自动控制技术，对屋顶绿化自动灌溉关键技术进行的研究具有较高的科技水平和社会综合效益，促进屋顶绿化在我国的建设和推广，同时在屋顶设置雨水收集系统缓解了我国的水资源短缺问题，将对雨水的利用做到最大化，对我国节约水资源方面做出贡献。
2. 研究内容和预期目标
研究内容：
1、综合多方面条件选择适合屋顶绿化的植物种类。首先要考虑是在屋顶种植，为防止植物的根部穿透建筑，所以不适合种植高大的乔木，相反去选择低矮不深的浅根类植物，比如灌木、藤本植物、草木地被植物、草木花卉、蔓性植物等；然后考虑植物的特性，优先选择种植耐晒、耐寒、耐旱、少病虫害、生命力旺盛和根系不深的植物；最后，考虑到外来植物对本地生态系统的危害，应选择本地植物作为研究对象。综合上述几个条件，挑选出几种适合屋顶种植的植物，然后划分区域种植，观察植物的生长状况和存活率，再考虑成本和观赏价值，挑选出最适宜的植物作为研究对象。
2、研究和设计屋顶雨水收集系统，可以节约水资源，缓解我国的缺水问题。因为屋顶雨水相对地面雨水要干净许多，所以只需通过弃流和简单过滤，就可以直接导入蓄水箱进行处理和使用。收集中尽可能利用雨水自身的自流特点完成排放杂质，避免使用电气设备，真正做到节能、环保。最后将收集到的雨水根据各植物对水分需求合理分配供给。
3. 研究的方法与步骤
1、通过查阅资料和考虑一些适合屋顶种植的本地植物条件后，准备在灌木、藤本植物和草本地被植物中挑选不同类别的植物，再考虑植物的特性后决定暂时选择月季、紫藤和佛甲草，因为它们具有适应性强、喜阳、耐寒、耐旱、对土壤要求不严格的共性，便于我们选择研究对象。根据植物对湿度的需求不同划分区域种植，再通过观察植物存活率和状况和考虑成本及观赏性，挑选出最适宜的植物作为研究对象。
2、研究与设计雨水收集系统，暂定的设计方案是通过屋顶横向铺设雨水收集管，将雨水过滤，然后经过管道流入弃流装置，弃流后的雨水通过导流管流入蓄水箱作为绿化用水，这样能将对雨水的利用做到最大化。
3、选取精度较高的湿度传感器，先暂时定为dht11，根据data sheet研究其结构、功能及工作原理，再结合一些资料，考虑引脚选取及与单片机连接。在通过考虑传感器与单片机的通讯过程，编程实现单片机接收到传感器传入的数据后的信号转换。
4. 参考文献
[1]守前飞 浅谈城市屋顶花园绿化[j].安徽农学通报，2003
[2]杨宝清 现在传感器技术基础[m].北京：中国铁道出版社，2002
[3]白钊义 浅谈屋顶绿化[j].科技情报开发与经济，2013，（5）：117－118
5. 计划与进度安排
1月6日～1月15日 选择毕业设计课题，了解课题内容及相关技术要求；
1月16日～3月6日 按任务书要求撰写并提交开题报告；
3月7日～3月15日 理论基础知识学习及植物种类筛选；
3月16日～3月31日 自动喷灌方案的确定及湿度传感器的选择；
