基于瑞薩RA MCU的簡(jiǎn)易智能養(yǎng)花系統(tǒng)設(shè)計(jì)

瑞薩RA MCU創(chuàng)意氛圍賽

作品賞析

愛(ài)在家里養(yǎng)些植物的小伙伴，最苦惱的的莫過(guò)于有時(shí)候工作繁忙或者要出差，不能及時(shí)給花澆水導(dǎo)致植物枯萎。今天跟大家分享一下參加野火【瑞薩RA MCU 創(chuàng)意氛圍賽】選手的作品——簡(jiǎn)易智能養(yǎng)花系統(tǒng)設(shè)計(jì)。智能養(yǎng)花系統(tǒng)，讓這個(gè)煩惱say拜拜，養(yǎng)花更加省心。下面我們一起來(lái)看看作品展示！

01系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與功能介紹

為了制造適合花卉生長(zhǎng)的環(huán)境，設(shè)計(jì)以一個(gè)智能養(yǎng)花系統(tǒng)，系統(tǒng)方案如下：主要由野火啟明RA2L1開(kāi)發(fā)板 、土壤濕度傳感器、DHT11環(huán)境溫濕度傳感器、水泵、加濕器、繼電器模塊、WIFI模塊、人機(jī)交互模塊組成。系統(tǒng)框架如下：

主要功能如下：

通過(guò)DHTA11溫濕度傳感器測(cè)量環(huán)境溫濕度，并處理。當(dāng)溫度傳感器測(cè)量環(huán)境溫度，并在溫度高于高溫閾值時(shí)打開(kāi)風(fēng)扇進(jìn)行通風(fēng)進(jìn)行降低環(huán)境溫度；在溫度低于低溫閾值的時(shí)候關(guān)閉風(fēng)扇。當(dāng)環(huán)境濕度低于濕度閾值的時(shí)候控制加濕器進(jìn)行加濕操作；在濕度高于濕度閾值時(shí)候關(guān)閉加濕器

通過(guò)土壤濕度傳感器測(cè)量土壤濕度，當(dāng)土壤濕度低于設(shè)定闕值時(shí)，開(kāi)啟水泵澆水，當(dāng)土壤濕度高于設(shè)定闕值時(shí)，關(guān)閉水泵

水泵和加濕器有繼電器控制

通過(guò)按鍵可以設(shè)置土壤濕度的闕值、環(huán)境濕度闕值

LCD液晶顯示當(dāng)前環(huán)境溫濕度、土壤濕度、土壤濕度的闕值、環(huán)境濕度闕值和工作模式

通過(guò)WIFI模塊將數(shù)據(jù)上傳到云平臺(tái)，手機(jī)小程序接收數(shù)據(jù)顯示，實(shí)時(shí)監(jiān)視

系統(tǒng)有兩種工作模式，可在小程序上進(jìn)行手自動(dòng)模式的切換，在手動(dòng)模式下，遠(yuǎn)程手動(dòng)控制水泵和加濕器的開(kāi)關(guān)，在自動(dòng)模式下，根據(jù)闕值控制水泵和加濕器的開(kāi)關(guān)

02關(guān)鍵設(shè)備介紹及接線(xiàn)介紹

1. 土壤濕度傳感器

土壤濕度傳感器模塊，3.3V-5V供電，產(chǎn)品可以寬范圍測(cè)量土壤的濕度，支持模擬量輸出和數(shù)字兩輸出。本系統(tǒng)采用開(kāi)發(fā)板的ADC通道測(cè)量AO小板模擬量輸出值進(jìn)而轉(zhuǎn)化為土壤濕度百分比。

本系統(tǒng)ADC通道配置如下圖所示，選擇的A010，對(duì)應(yīng)的芯片引腳為P015。

2. DHT11溫濕度模塊

DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器其精度濕度±5%RH， 溫度±2℃，量程濕度5~95%RH， 溫度-20~+60℃。它應(yīng)用專(zhuān)用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性?xún)r(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線(xiàn)制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，使其成為該類(lèi)應(yīng)用中，在苛刻應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選擇。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝，連接方便。

DHT11接芯片的P402引腳，引腳配置為輸出模式，初始化為高電平。

3. 水泵

水泵采用低壓5V水泵，水泵兩個(gè)線(xiàn)，黑線(xiàn)接地。紅線(xiàn)通過(guò)繼電器連接5V電源。

4. 超聲波霧化器

霧化器也是采用低壓5V水泵，黑線(xiàn)接地。白線(xiàn)線(xiàn)通過(guò)繼電器連接5V電源。

5. 繼電器模塊

繼電器采用4路帶光耦隔離的繼電器，分別控制加濕器、水泵和風(fēng)扇通風(fēng)。

繼電器的通道1、通道2、通道3分別接MCU的P113、P114和P115引腳上。這三個(gè)引腳均設(shè)置為輸出。

03系統(tǒng)關(guān)鍵程序

1. LCD顯示程序

LCD顯示程序由合宙的STM32程序一致而來(lái)。只需要將相應(yīng)的引腳的置位和復(fù)位操作用瑞薩的API替換即可。如下圖所示：

2. DHT11的程序

DHT11的程序CV了CSND一位博主的代碼，代碼如下：測(cè)試可以正常運(yùn)行

3. 定時(shí)器回調(diào)函數(shù)

定時(shí)器主要功能是判斷5秒內(nèi)是否進(jìn)行參數(shù)設(shè)置操作，如果5S內(nèi)沒(méi)有操作就退出設(shè)置模式，恢復(fù)正常模式。

4. ESP8266關(guān)鍵代碼

傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)是通過(guò)ESP8266模塊發(fā)送至onenet云平臺(tái)，核心代碼如下圖所示。

審核編輯：湯梓紅