点灯加持！3天DIY一套智能灌溉系统

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大概是大一放暑假，因为在宿舍养了一棵多肉，第一次萌生了希望有一套自动浇水的装置的想法，当时也只是想想。

在事隔若干年后，因为做菜的葱蒜总是用不完，在窗边弄了两个泡沫箱种着，又因为懒得浇水，试着就把智能灌溉系统给实现了。

整套系统基于 arduino，结合 点灯·blinker 的平台加持，实现在线控制和数据显示，好处是编程简单、模块丰富，控制电路图如下：

目录

一、第一天

  1.1 硬件准备

  1.2 软件准备

二、第二天

  2.1 设计一个浇水按钮

  2.2 设置自动浇水开关

  2.3 显示实时湿度和历史图表

三、第三天

  3.1 实物连接

  3.2 设备外壳

  3.3 湿度传感器

后记

一、第一天

1.1 硬件准备

买材料，等快递，完。

板子我用的是 D1 mini，优点是小巧，带ESP8266芯片，可以物联网。

其它主要部件有：土壤湿度传感器、5V一路继电器、小水泵、配套水管。

零散的部件：杜邦线、micro数据线（旧安卓数据线，用于D1板子烧录和供电）、废旧塑料瓶等…

主控板子

土壤湿度传感器

电磁继电器

水泵和管子

1.2 软件准备

下载并安装 Arduino IDE，安装开发版的库（具体操作自行搜）。实际上程序我也是第一天写好的，实现自动浇水的关键代码：

1. // 设置湿度临界值
   
2. int auto_moisture = 100;
   
3. 
   
4. 
   
5. void setup() {
   
6.   // D1 控制继电器
   
7.   pinMode(D1, OUTPUT);
   
8.   // A0 读取湿度
   
9.   pinMode(A0, INPUT);
   
10. }
    
11. 
    
12. 
    
13. void loop() {
    
14.   // 读取湿度模拟值，转化成表现值
    
15.   int moisture = 1024 - analogRead(A0);
    
16.   // 如果湿度小于阈值则启动水泵
    
17.   if (moisture != 0 && moisture < auto_moisture) {
    
18.     digitalWrite(D1, HIGH);
    
19.     // 浇水持续时间
    
20.     delay(5000);
    
21.     digitalWrite(D1, LOW);
    
22.   }

复制代码

以上代码从A0口读取土壤湿度传感器的模拟值，根据设定阈值，自动启动水泵浇水的过程。

注意这里读取的并不是真正的湿度值，而是 0~1024 范围的模拟电信号，湿度越大值越小；我为了更易于人类理解，把它和1024相减，使湿度越大表现值越大。

二、第二天

以上代码实现了本地控制，但我们肯定不满足于此。下一步是试其联网，远程控制、在线显示数据，这也是我用带WIFI板子的目的。物联网部分，我使用 blinker 的方案。

blinker 是一套物联网设备开发部署方案，核心是制定了设备和设备间、设备和客户端间通信及交互标准。用户可自己拖拽布局设备控制界面，自由打造你的物联网设备。

官网文档：https://diandeng.tech/doc/getting-start-8266

下载安装 blinker APP，新建设备，获取秘钥。IDE 安装 blinker Arduino 库，示例代码，配置WIFI、秘钥，这些官网文档都有，不赘述。

2.1 设计一个浇水按钮

APP 中新建一个按钮，数据健名「btn-water」；新建一个数据控件，键名「num-water」。

添加浇水按钮

结合以下代码，就能在自动浇水的基础上，实现远程手动浇水的功能。按一下开关水泵启动 5 秒，如果管子较长，这个值可以稍微设大一些。浇水完成后计数器 +1 并返回浇水的次数。

1. #define BLINKER_WIFI
   
2. #include <Blinker.h>
   
3. 
   
4. char auth[] = "你的token";
   
5. char ssid[] = "热点名";
   
6. char pswd[] = "热点密码";
   
7. 
   
8. // 新建组件对象
   
9. BlinkerButton BtnWater("btn-water");
   
10. BlinkerNumber NumWater("num-water");
    
11. 
    
12. // 手动浇水计数
    
13. int counter = 0;
    
14. // 设置湿度临界值
    
15. int auto_moisture = 100;
    
16. 
    
17. void setup() {
    
18.   // D1 控制继电器
    
19.   pinMode(D1, OUTPUT);
    
20.   // A0 读取湿度
    
21.   pinMode(A0, INPUT);
    
22.   // 初始化 blinker
    
23.   Blinker.begin(auth, ssid, pswd);
    
24.   // 绑定按钮事件
    
25.   BtnWater.attach(BtnWater_callback);
    
26. }
    
27. 
    
28. void loop() {
    
29.   Blinker.run();
    
30.   // 读取湿度模拟值，转化成表现值
    
31.   int moisture = 1024 - analogRead(A0);
    
32.   // 如果湿度小于阈值则启动水泵
    
33.   if (moisture != 0 && moisture < auto_moisture) {
    
34.     digitalWrite(D1, HIGH);
    
35.     // 浇水持续时间
    
36.     Blinker.delay(5000);
    
37.     digitalWrite(D1, LOW);
    
38.   }
    
39. }
    
40. 
    
41. // 按下浇水按钮
    
42. void BtnWater_callback(const String & state) {
    
43.   if (state == "tap" && digitalRead(D1) == 0) {
    
44.     digitalWrite(D1, HIGH);
    
45.     Blinker.delay(5000);
    
46.     digitalWrite(D1, LOW);
    
47.     counter++;
    
48.     // 发送计数
    
49.     NumWater.print(counter);
    
50.   }
    
51. }

复制代码

2.2 设置自动浇水开关

如果我不想自动浇水，怎么办？我们可以在设置一个自动浇水开关，设置为打开时，执行检测湿度自动浇水的代码。（篇幅有限，这里只给出关键代码，需融会贯通，下同）

1. //……此处省略部分非关键代码
   
2. 
   
3. // 新建组件对象
   
4. BlinkerButton BtnAuto("btn-auto");
   
5. 
   
6. // 自动浇水默认开关
   
7. bool auto_water = false;
   
8. 
   
9. //……此处省略部分非关键代码
   
10. 
    
11. void loop() {
    
12.   Blinker.run();
    
13.   // 读取湿度模拟值，转化成表现值
    
14.   int moisture = 1024 - analogRead(A0);
    
15.   // 如果湿度小于阈值则启动水泵
    
16.   if (auto_water && moisture != 0 && moisture < auto_moisture) {
    
17.     digitalWrite(D1, HIGH);
    
18.     // 浇水持续时间
    
19.     Blinker.delay(5000);
    
20.     digitalWrite(D1, LOW);
    
21. }
    
22. 
    
23. // 自动浇水开关
    
24. void BtnAuto_callback(const String & state) {
    
25.   if (state == "on") {
    
26.     auto_water = true;
    
27.   } else {
    
28.     auto_water = false;
    
29.   }
    
30. }

复制代码

2.3 显示实时湿度和历史图表

怎样湿度实时显示在 APP 上呢？方法和 2.1 中显示计数是一样的，APP中新建数据控件，代码中绑定控件。

1. //……此处省略部分非关键代码
   
2. 
   
3. // 新建组件对象
   
4. BlinkerNumber NumMoisture("num-moisture");
   
5. 
   
6. void setup() {
   
7.   //……此处省略部分非关键代码
   
8. 
   
9.   // 历史数据图表
   
10.   // Blinker.attachDataStorage(func, time, times);
    
11.   // func, 对应的回调函数
    
12.   // time, 对应数据采集时间-默认60 s, 最少60 s
    
13.   // times, 对应采集次数后上传到云端-默认2次, 最多不超过4次
    
14.   Blinker.attachDataStorage(dataStorage, 60 , 2);
    
15. }
    
16. 
    
17. // 设备需要上传数据到云端时会调用对应的回调函数
    
18. void dataStorage() {
    
19.   int moisture = 1024 - analogRead(MOIST);
    
20.   Blinker.dataStorage("moisture", moisture);
    
21. }

复制代码

但这里我们还需要加入心跳包，以便在一打开设备页面的时候就返回数据，后面每 30~60s 会定期返回一次心跳包。

1. void setup() {
   
2.   //……此处省略部分非关键代码
   
3. 
   
4.   // 心跳绑定
   
5.   Blinker.attachHeartbeat(heartbeat);
   
6. }
   
7. 
   
8. // 发送实时数据
   
9. void heartbeat() {
   
10.   NumMoisture.print(1024 - analogRead(MOIST));
    
11.   // 以下是返回开关状态
    
12.   btnSwitch(BtnAuto, STRING_format(auto_water ? "on" : "off"));
    
13. }

复制代码

三、第三天

3.1 实物连接

下面是我制作实物的一些经验。把基本部件按以下线路连接，另外我们还需要储水罐、防水外壳。我用的是潜水泵，放到储水罐中，出水口连接软管到植物处。

3.2 设备外壳

整套装置我是打算放在窗台外的，所以必须考虑防水，外壳我用一个饮料瓶倒立放置。把元件全塞进去，娃哈哈某款饮料瓶口刚刚好。

瓶盖打三个孔，孔直径等于线的直径，引出三根导，分别是主板电源线、湿度传感器导线、水泵电源线。

3.3 湿度传感器

湿度传感器插针和导线焊接，用热缩管做最后的包裹。

这里我的经验之谈是做滴蜡处理，防止洒水的时候渗入到插针处，造成传感器不准。

后记

最后成品的效果，我把装置固定在窗边，用快递袋包裹遮太阳，从窗边引入一根电源线到室内接电源，储水罐用坏了的烧水壶。

手机控制端，当然后面程序上还做了一些升级优化，比如湿度数值取平均数，防止某一次取值偏差，增加浇水微信通知之类的。

整套东西做好了有一段时间，这篇文章陆陆续续写了快四个月。

再次证明了「一鼓作气，再而衰，三而竭」，以至于后面有些细节忘了，代码也是从最终版本中抠出来简化的，有 bug 别怪我 ╮(￣▽￣)╭ ，如果有朋友需要可以完整开源，但我希望你有一点基础，有排错的能力，而不是纯伸手。

感谢点灯提供的平台和库，让物联网开发变得简单、便捷！后面我还做了同时支持APP、天猫精灵、小爱同学（我用小米手环5）控制的氛围彩灯，支持不同闪动模式，后续希望加入读AUX音频信号，随音乐节奏跳动，但也一直拖着没动，有能力和兴趣的朋友可以一起探讨完善。

对了，还有舵机+激光逗猫的玩具，可是没有猫。

Made with love, just for fun!

未经许可禁止转载。

奈何col

图需要上传下，都看不到

Cp0204

奈何col 发表于 2021-3-30 19:23
图需要上传下，都看不到

好的，但我好像没法编辑。直接从某文档复制过来的，之前还能显示。可能有防盗链

Cp0204

奈何col 发表于 2021-3-30 19:23
图需要上传下，都看不到

已编辑重发，本帖请做删帖处理。dz论坛编辑器真是太恶心了。。