1. 研究方案
系统需具备实时监测土壤湿度、环境温度、湿度以及光照强度等参数,并根据阈值进行自动调节,同时支持远程控制。同时本系统采用三个盆栽作为模拟用户在家养植。
主要分为三个层面:感知层:由各温湿度传感器、光照传感器、土壤湿度传感器等组成,负责数据采集,通过stm32实时采集并转换温湿度等数据。网络层:stm32通过接口与ESP8266通信,将传感器数据通过WiFi传输到物联网云平台,云平台提供数据接收、存储与转发服务。应用层:用户通过APP客户端查看盆栽实时数据,并通过按钮控制灌溉、照明等设备。
设计功能如下:
(1)实时检测土壤含水量与自动补水,当检测到的土壤含水量低于设定阈值时,stm32将控制继电器驱动水泵工作,实现自动补水功能。
(2)采用光照传感器实时监测环境光照,根据变化LED补光灯进行调节。
(3)若检测到的数值超出用户设定的安全范围,OLED屏幕上显示异常信息,蜂鸣器发出警报。
(4)系统提供自动和手动两种模式。在手动模式下,用户可以通过手机设定湿度、温度和光照的阈值,并进行浇水、补光等操作。自动模式系统会根据设定好的阈值对环境进行自动调节,不需要人为操作。
硬件部分:
(1)完成各盆栽传感器模块设计,主要包括土壤湿度监测模块、环境温湿度监测模块、环境光照监测模块与补光灯控制模块以及OLED显示模块。
(2)完成各盆栽继电器水泵补水模块以及声音报警模块设计。
(3)完成各盆栽无线通信模块,支持设备接入云平台。
软件部分:
(1)云端服务器实时监测数据,可查看数据,能够同时显示三个盆栽的实时信息。
(2)用户手机端可视化界面,通过按钮等进行修改各盆栽参数。

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