描述

跟蹤盆栽土壤的健康狀況并不是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，但它可能會(huì)變得乏味。

當(dāng)我們忘記給植物澆水而植物開(kāi)始枯萎時(shí)，這尤其令人難過(guò)。

所以我們認(rèn)為我們會(huì)努力幫助室內(nèi)植物保持健康。

這就是為什么這個(gè)項(xiàng)目旨在幫助調(diào)整我們的習(xí)慣：從而避免因看電腦屏幕而分心——無(wú)論是工作還是休閑。相反，它可以幫助我們?cè)谟^看單個(gè)屏幕時(shí)分心，而植物就生長(zhǎng)在屏幕上方。

一個(gè)簡(jiǎn)單的外殼...

……作為該項(xiàng)目的一部分，開(kāi)發(fā)了帶有植物、電子套件和電池的種植盆。由于系統(tǒng)的整體負(fù)載很低并且有掉電的趨勢(shì)，因此添加了一個(gè)方便的兼容按鈕以喚醒電池供電。

IoT Planter 等距設(shè)計(jì)視圖。

?

下面的剖面圖很好地說(shuō)明了整個(gè)事物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。種植杯是可重復(fù)使用的雜貨店干酪容器。它的工作是幫助將電子設(shè)備與潮濕/干燥的土壤和殘留水隔離開(kāi)來(lái)。

物聯(lián)網(wǎng)播種機(jī)剖面圖。可見(jiàn)：Wio 終端、天線、電池、種植杯。

?

天線 SMA 連接器用螺絲固定在底座蓋上。頂部有一個(gè)小端口，Grove 連接器可以穿過(guò)該端口以連接到要插入土壤中的傳感器。

這個(gè) IoT Planter 的工作原理是使用 Seeed grove 電阻式土壤濕度傳感器檢查土壤濕度。在此處了解有關(guān) Seeed 土壤濕度傳感器的更多信息。

測(cè)試期間將種子土壤濕度傳感器插入小型種植盆的潮濕表層土壤中。

?

有關(guān)此傳感器使用的 Seeed SenseCap K1100 快速入門指南，可在此處獲取： https: //wiki.seeedstudio.com/K1111-Quick-Start-Guide/在這里非常有用。

傳感器收集濕度數(shù)據(jù)...

...并將該數(shù)據(jù)發(fā)送到 Wio Terminal D51R TFT 屏幕，然后發(fā)送到最近連接的 Helium LoRa 868 MHz 網(wǎng)關(guān)。它使用最出色的 Seeed E5 LoRa grove 通信模塊和連接的天線來(lái)實(shí)現(xiàn)后者。

Seeed E5 LoRa Grove 通信模塊。

?

SenseCAP K1100 套件中沒(méi)有包含天線，這相當(dāng)令人驚訝，因?yàn)槿绻谶\(yùn)行時(shí)未連接天線，大多數(shù)無(wú)線電模塊都會(huì)很快損壞。

連接到 E5 LoRa 模塊的 868 MHz 螺旋天線。

?

我們選擇使用 Helium 平臺(tái)...

...不僅因?yàn)槭褂?E5 模塊和 Wio 終端的 Seeed 文檔非常好，還因?yàn)榉秶鷥?nèi)沒(méi)有活動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng) (TTN) 網(wǎng)關(guān)。

氦氣流量圖

?

上述 Flow 的工作原理非常簡(jiǎn)單。當(dāng) Helium 網(wǎng)絡(luò)接收到 LoRa 數(shù)據(jù)包時(shí)，紫色功能節(jié)點(diǎn)執(zhí)行解碼功能，然后將結(jié)果輸出傳遞給綠色集成節(jié)點(diǎn)，后者將信息轉(zhuǎn)發(fā)到鏈接的 Google 表單，然后更新 Google 表格。

Seeed提供了上圖中紫色節(jié)點(diǎn)使用的decoder函數(shù)。

?

從 Helium 網(wǎng)關(guān)開(kāi)始，土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)穿過(guò)“云”，可能繞著我們的整個(gè)星球傳播很遠(yuǎn)的距離，直到最終返回另一個(gè)屏幕并更新這個(gè)簡(jiǎn)單的電子表格：

帶有記錄數(shù)據(jù)的 Google 表格，通過(guò) LoRa 收集：Helium-Google 集成。

?

一旦數(shù)據(jù)被記錄...

... 在電子表格中，繪圖會(huì)自動(dòng)更新。該圖的任務(wù)很簡(jiǎn)單：說(shuō)明土壤濕度隨時(shí)間變化的總體趨勢(shì)。如何解讀這個(gè)情節(jié)？如果土壤潮濕，則數(shù)據(jù)點(diǎn)會(huì)更高，如果土壤干燥，則數(shù)據(jù)點(diǎn)會(huì)更低。本質(zhì)上，它對(duì)應(yīng)于土壤隨時(shí)間的導(dǎo)電率，并假設(shè)導(dǎo)電率與土壤濕度有關(guān)。我們選擇表示此屬性的單位是“體積水分?jǐn)?shù)”，但是，沒(méi)有確切的過(guò)程來(lái)驗(yàn)證此決定，因此它在本質(zhì)上仍然是經(jīng)驗(yàn)性的。

土壤水分隨時(shí)間的變化。

?

每個(gè)“x”對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，它到達(dá)數(shù)據(jù)表的時(shí)間也被記錄下來(lái)。一條微弱的綠色趨勢(shì)線有助于預(yù)測(cè)何時(shí)應(yīng)該發(fā)生澆水事件。

這反過(guò)來(lái)又萌生了一個(gè)可愛(ài)的想法，即使用預(yù)測(cè)來(lái)指示何時(shí)該給植物澆水，而不是主動(dòng)發(fā)出警報(bào)。然而，如果趨勢(shì)具有重復(fù)模式，那么我們至少會(huì)知道我們可以簡(jiǎn)單地分配一個(gè)谷歌日歷或類似的提醒來(lái)提醒何時(shí)給植物澆水，然后依靠預(yù)測(cè)趨勢(shì)線來(lái)確認(rèn)我們估計(jì)的澆水量是否足夠。時(shí)代需要調(diào)整。

液晶顯示器

最后的努力花在了 Wio 終端中安裝的 TFT 面板及其驚人的集成傳感器陣列的某種用途上。我們必須實(shí)現(xiàn)一個(gè)基本的狀態(tài)顯示，具有實(shí)際土壤濕度讀數(shù)（因此我們可以與在線記錄的讀數(shù)進(jìn)行比較）、LoRa 連接狀態(tài)指示器和一個(gè)有用的指令面板，以幫助指導(dǎo)我們何時(shí)給植物澆水。Seeed studio 再次提供了包含大量有用示例（鏈接）的優(yōu)秀文檔。

TFT LCD 狀態(tài)面板設(shè)置。

?

集會(huì)

合規(guī)按鈕效果很好。大量清潔殘留支撐材料后的電池槽可以整齊地容納電池，但是，USB 連接器會(huì)稍微伸出太遠(yuǎn)，導(dǎo)致前蓋無(wú)法關(guān)閉。

令人敬畏的合規(guī)按鈕非常有用。

?

此外，當(dāng)通過(guò) USB 電池供電時(shí)，Wio 終端不會(huì)啟動(dòng)上傳的腳本——這是一個(gè)非常奇怪的錯(cuò)誤，或者我們可能錯(cuò)過(guò)了一些明顯的東西。不管怎樣，按鈕被移除了，USB 數(shù)據(jù)線可以整齊地穿過(guò)它剩下的縫隙。

很棒的按鈕已刪除:(

?

裝置的蓋子非常貼合底座。即使在這種簡(jiǎn)單的配置中，連接土壤濕度傳感器的 Grove 電纜和天線也能很好地工作。

蓋子貼合牢固。

?

總的來(lái)說(shuō)，空杯子可以無(wú)縫地裝入簡(jiǎn)約的圓柱形固定器中。整體美感真的讓人感覺(jué)有點(diǎn)像我們正在使用這種外殼設(shè)計(jì)。

原型 IoT Planter 中重復(fù)使用的空干酪杯。

?

畢竟外殼只是摩擦配合，第一次迭代也是如此 - 非常倉(cāng)促地嘗試在最后將它們組合在一起。一些地方可能需要更多的工作，但它通過(guò)較小的后期打印處理就可以很好地完成工作。

未來(lái)的工作？

• display 可以展示更多信息，例如：在 display 上繪制相同的圖
• 重新設(shè)計(jì)的外殼：更小的尺寸，可以使用按鈕，沒(méi)有電池槽只有 USB 電纜，將天線和 grove 連接器從頂部移到側(cè)面或外殼內(nèi)部，除了插槽/摩擦配合之外添加適當(dāng)?shù)陌惭b解決方案，將 Wio 終端放置在這樣的位置光傳感器可以用來(lái)測(cè)量植物是否有足夠的光照
• 將硬件擴(kuò)展到螺線管驅(qū)動(dòng)水泵，添加空氣濕度傳感器、溫度傳感器、環(huán)境噪聲測(cè)量、環(huán)境氣體測(cè)量，并使用視覺(jué)傳感器捕捉植物生長(zhǎng)的延時(shí)
• 啟用將數(shù)據(jù)保存到 SD 卡
• 添加一個(gè)簡(jiǎn)單的菜單系統(tǒng)
• 使用電容式土壤濕度傳感器
• 提高防止水泄漏到電路室的保護(hù)
• 修復(fù)電池?zé)o法啟動(dòng)問(wèn)題，添加太陽(yáng)能 w/ LiFePo4 18650 電池

概括

• 方便的外殼，使用雜貨店塑料杯作為花盆架，帶有集成電池組電源，由于無(wú)法啟動(dòng)問(wèn)題而在最終組裝中被遺漏
• 支持 LoRa 的 IoT Planter，可在電子表格中記錄土壤水分，并通過(guò) Google API 根據(jù) Helium 集成自動(dòng)更新繪圖
• 實(shí)施了一個(gè)簡(jiǎn)單的狀態(tài)面板

這個(gè)項(xiàng)目很好地介紹了 Seeed 生態(tài)系統(tǒng)、E5 LoRa 模塊、Helium、Google API 集成以及最后的 Hackster 平臺(tái)。我們?cè)谶@個(gè)項(xiàng)目上學(xué)到了很多東西，希望其他人能以任何方式從我們這里的工作中受益。

由于健康和物流問(wèn)題，整個(gè)項(xiàng)目在短短 2 天內(nèi)就取得了成果，這證明了 Seeed Studio 出色組織的擴(kuò)展文檔。

Rowdy Planty 團(tuán)隊(duì)的 IoT Planter 原型。

?

?