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基于Arduino的智能交互式灌溉系统

花匠小妙招
2024-11-20 14:42

文章目录

概要

整体架构流程

总体设计

设计原理

项目构建

硬件模块

传感器模组

通信模组

灌溉模组

光明模组

软件模块

小结

概要

该系统使用ESP8266模块替代了传统的蓝牙模块，具有低功耗和高稳定性的特点。系统通过集成多种传感器和云平台，实现了小型灌溉系统的信息化和自动化，适用于浇花、育苗等场景，能够远程监控并实现补水、补光等功能，提高了系统的智能化和交互性。

整体架构流程

总体设计

硬件：Arduino开发版、RGB LED模块、ESP8266模块、水泵、软管、光敏电阻传感器、继电器、温湿度模块、土壤湿度传感器、杜邦线、面包板、硬板

软件：Arduino IDE、机智云客户端、机智云云平台、Arduino控制程序

设计原理

基于云平台的智能交互式灌溉系统设计，主要以Arduino开发版为主控板，集成空气温、湿度以及土壤湿度、光敏电阻传感器获取作物相关数据项，并通过ESP8266将设备注册到云平台。系统通过传感器获取的数据与作物生长所需的光照、湿度阈值进行比较，实现自动化灌溉和线性化补光。

具体实现步骤如下：

硬件集成：

使用Arduino开发版作为主控板，集成空气温湿度传感器、土壤湿度传感器和光敏电阻传感器。通过ESP8266模块将设备注册到云平台，实现数据的远程传输和处理。

数据采集与处理：

传感器采集空气温湿度、土壤湿度和光照强度数据。Arduino单片机处理这些数据，并与预设的作物生长环境数据进行对比。

自动化控制：

当系统判断需要灌溉时，Arduino发送指令给继电器，启动水泵或其他灌溉设备。根据光照强度数据，系统可以自动调节补光设备，确保作物在最佳光照条件下生长。

云平台接入：

通过ESP8266模块，将传感器采集的数据上传到云平台，实现远程监控和管理。用户可以通过手机APP或电脑实时查看作物生长环境数据，并根据需要调整灌溉和补光策略。 项目构建

已Arduino开发板为基础，通过空气温、湿度以及环境光敏传感器获取作物相关信息，并通过Arduino和Esp8266配合，进行数据收发、处理，相关指令操作。最后，接入云服务平台，并通过客户端实现数据实时监测，可通过客户端实现操控，实现自动化或远程手动作物补光和灌溉两大功能。

硬件模块

传感器模组

工作原理

传感器内部结构 DHT11 内部包含一个电容式湿度传感器和一个热敏电阻。湿度传感器通过测量空气中水分引起的电容变化来确定湿度值，热敏电阻则根据温度变化改变自身电阻值，从而实现温度测量。数据传输过程 当微控制器发送起始信号给 DHT11 后，DHT11 开始响应并发送 40 位的数据帧。这 40 位数据由湿度整数部分、湿度小数部分、温度整数部分、温度小数部分和校验和组成。微控制器按照单总线协议接收并解析这些数据，从而得到温湿度值。