基于物联网的智能浇花系统的设计与实现

龙源日志网络基于物联网的智能供水系统设计与实现作者：陶云霞崔忠伟朱德顺杨江青资料来源：电脑知识与技术 2018年第16号摘要：基于物联网的智能肿胀花系统提出了基于cc 2530(ZigBee)网络的智能肿胀花系统设计方案。该系统通过CC2530节点连接土壤温度和湿度传感器，收集数据，处理后上传CC2530网关，网关通过WiFi连接手机APP实时传送到。在网关上挂OLED屏幕液晶，实时显示土壤的温度和湿度值。CC2530通过钥匙或手机应用程序设置土壤温度和湿度阈值，通过控制泵水对植物进行全天候调控。该系统使用简单，反应准确，成功满足了设计要求，实验数据在实际生活工作中具有一定的应用价值。关键词：智能供水系统；CC2530无线传输网络；ZigBee无线网络土壤温湿度传感器；手机应用程序。中间图表分类编号：TP311单据标识代码：a单据编号：1009-3044(2018)16-0174-031概述随着社会的不断发展和人们生活水平的提高，人们在追求优质的生活，为了净化家庭空气，在家里或办公室种花，养感情的人很多，但由于工作、学习、出差、旅行或其他原因，很多花不能及时照顾，短时间内很多花会因缺水而影响正常生长，一些昂贵的花也没有照顾，直接死亡。基于上述情况，提出了基于物联网的智能浇注系统。用工业级的高精度土壤温度和湿度传感器收集花盆的突然温度和湿度，通过ZigBee无线网络实时上传当前土壤温度和湿度数据，通过应用程序或钥匙设置花的适当生长的突然条件，给花浇水的自动控制，即使花在适当湿度下生长，其特点是比目前市场上的自动供水系统节约成本、利用非常高的资源、操作方便、反应性等。2全系统设计该系统的网关主要包括电源电路、ZigBee、ESP8266、USB-UART、OLED液晶屏接口和按键电路。节点主要通过电源电路、ZigBee、RS485、USB-UART接口、键、继电器、系统首先通过土壤温度和湿度传感器收集花盆的土壤温度和湿度数据，自动控制是否通过ZigBee处理浇花，并将这些数据上传到网关。3系统电路设计3.1智能浇注系统的主芯片TI CC2530系统主要由网关板和两个节点板组成。所有节点的数据都发送到由CC2530无线SOC芯片和ESP8266组成的协调器(网关)。基本功能包括构建ZigBee无线网络，允许其他监控终端节点连接到网络并管理整个网络，然后将通过ESP8266聚合的数据上载到APP的客户中心。系统为每个终端节点分配唯一的地址，通过传感器网络轻松监视和控制每个终端节点，通过无线传感器网络实时将监视的数据上传到处理器进行处理，并确定是否实际处理上传的数据以浇花。3.2传感器输入电路土壤温度和湿度传感器采用工业RS485接口传感器，其特点是体积小、测量精度高、响应速度快、互换性好，长期插入3个不锈钢防水防腐蚀、不易生锈的土壤、腐败等，延长寿命。适合在花卉、温室、农田、草坪等需要检查土壤温度和湿度的环境中使用，探针可以直接插入或埋在土壤中。RS485接口图显示了RS485接口图，因为传感器是RS485接口：3.3系统电源电路土壤温度和湿度传感器为5V电源，CC2530、CH340T等芯片为3.3V电源，系统通过5V电源适配器通过DC - DC向系统主板供电，土壤温度和湿度传感器和继电器为5V电源，CC2530为3.3V电源，因此ASM 3117 (LDO)如图2所示3.4调试电路CC2530包含UART，因此将USB-UART添加到系统主板中，以便于在计算机上调试。使用CH340T将USB转换为UART图，如图3所示。3.5 WiFi通信电路使用3.3V直流电源的可选ESP8266WiFi模块体积小，功耗低，支持透射，数据包丢失不严重，价格非常低廉。支持AT命令修改rom，设置大多数参数的AT命令和芯片设置为通过模式，因此ESP8266就像internet和UART之间存在通信桥一样。如图4所示的WiFi原理图：3.6液晶显示器OLED是I2C，它选择0.96Inch3.3V电源并与CC2530通信，主要用于网关显示节点上传感器检测到的温度和湿度数据。3.7肿胀控制电路如图5所示，CC2530控制是否主要通过继电器控制泵、CC2530IO输出高低电平、输出高电平时泵供水、低电平停止、原理图等。3.8指示灯键LED灯和键、LED灯主要由电源指示灯和功能指示灯组成，键主要分为功能键和重置键，功能键用于设置土壤温度和湿度阈值。3.9 ZigBee星拓扑选择星形拓扑是一种简单的拓扑形式，具有一个协调器节点和一系列终端节点。此外，相应的终端节点也只能与协调程序节点通信，不能与终端节点相互通信。要在两个终端节点之间通信，必须通过协调器节点传递信息。如图6所示的网络通信1图：4系统软件设计系统软件设计包括传感器数据的收集、处理、上传到路由器以及控制是否将水倒进泵的路由器和端点程序。路由器主要收集端点收集的数据，上传到Android，并在液晶屏上显示。终点的软件流程图：见图7；路由器的软件流程图：请参阅图8:5结论该设计基于ZigBee无线传感器网络，实时进行数据收集、网络、数据传输、数据处理等，设计理念也可以应用于温室自动灌溉系统、夏季花园草坪供水等。最后，我希望以这个东西的互联网为基础的智能肿胀花系统能被广泛使用，以后继续升级其功能和性能，希望系统能用于农业系统、提高产量、降低员工成本等更多领域，成为能吸引大多数人视线的产品。参考文献：1东海道，屈原，赵宝华。ZigBee无线传感器网络平台的设计与实现J。电子技术，2007 (12): 124-126。2刘信宇、李兵、黄山、等。ZigBee无线传感器网络拓扑发现算法J。计算机工程，2012，38 (4): 97-99。新设，郭素青。ZigBee无线传感器网络节点部署策略研究数字农业信息采集J。浙江科技大学学报，2011，23 (3): 189-192。孙女婿，遗书，遗骸宝，等。基于ZigBee无线传感器网络的植物工厂环境管理系统J。中国农机化学报，2016，37 (4): 74-78。5郑义。基于ZigBee技术构建无线传感器网络J。襄樊大学学报，2010，31 (8): 35-37。6屈里华、赵春江、杨新贞、等。ZigBee无线传感器网络在温室多源数据采集系统中的应用探讨J。中国农机，2012 (4): 179-183。7李斌、田亚平。基于无线传感器网络技术的工业监控系统J。微型计算机信息，2008 (33): 155-156 149。李小凡，李慧媛。基于ZigBee的谷物监测无线传感器网络设计J。中国农机化学报，2015，36 (5): 244-247。9海洋、洛汗、仁顺、等。ZigBee技术在精细农业中的应用进展及展望J。农业机械化研究，2012，34 (8): 1-6。10李文强，魏娟。ZigBee无线传感器网络节点的低功耗设计J。成都大学学报(自然科学版)，2008 (3): 239-241。11基金数。基于ZigBee无线传感器网络技术的系统设计J。计算机工程和设计，2007 (2): 404-408。12绵羊或ZigBee无线传感器网络应用研究J。山东工业技术，2016 (21): 157。13柴淑娟，赵建平。基于ZigBee技术的无线数据传输系