基于arduino的土壤湿度检测

 

1.总体设计框图

 

    本浇花系统总体上分为硬件和软件两大组成部分。硬件部分包括Arduino  UNO开发板、温湿度传感器、通信模块、浇水执行系统和液晶显示等。软件部分包括Android客户端。系统结构如图1所示    本浇花系统总体上分为硬件和软件两大组成部分。硬件部分包括Arduino  UNO开发板、温湿度传感器、通信模块、浇水执行系统和液晶显示等。软件部分包括Android客户端。系统结构如图1所示  

1. 2.系统的硬件设计

2.1系统硬件的简述

1，传感器适用于土壤的湿度检测；

2，模块中蓝色的电位器是用于土壤湿度的阀值调节，

顺时针调节，控制的湿度会越大，逆时针越小

3，数字量输出D0可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此来检测土壤湿度；

4，小板模拟量输出AO(0~1023)可以和AD模块相连，通过AD转换，可以获得土壤湿度更精确的数值；

2.2单片机模块的设计

2.2.1单片机的功能特性描述

图2-1 Arduino实物图

              

图2-2 Arduino引脚图

Arduino UNO可以通过3种方式供电，而且能自动选择供电方式：

外部直流电源通过电源插座供电。

电池连接电源连接器的GND和VIN引脚。

USB接口直接供电。

电源引脚说明：

    VIN --- 当外部直流电源接入电源插座时，可以通过VIN向外部供电；也可以通过此引脚向UNO直接供电；VIN有电时将忽略从USB或者其他引脚接入的电源。

    5V --- 通过稳压器或USB的5V电压，为UNO上的5V芯片供电。

    3.3V --- 通过稳压器产生的3.3V电压，最大驱动电流50mA。

    GND --- 地脚。

输入输出：

    14路数字输入输出口：工作电压为5V，每一路能输出和接入最大电流为40mA。每一路配置了20-50K欧姆内部上拉电阻（默认不连接)。除此之外，有些引脚有特定的功能

    串口信号RX（0号）、TX（1号）: 与内部 ATmega8U2 USB-to-TTL 芯片相连，提供TTL电压水平的串口接收信号。

    外部中断（2号和3号）：触发中断引脚，可设成上升沿、下降沿或同时触发。

    脉冲宽度调制PWM（3、5、6、9、10 、11）：提供6路8位PWM输出。

    SPI（10(SS)，11(MOSI)，12(MISO)，13(SCK)）：SPI通信接口。

    LED（13号）：Arduino专门用于测试LED的保留接口，输出为高时点亮LED，反之输出为低时LED熄灭。

    6路模拟输入A0到A5：每一路具有10位的分辨率（即输入有1024个不同值），默认输入信号范围为0到5V，可以通过AREF调整输入上限。除此之外，有些引脚有特定功能

    TWI接口（SDA A4和SCL A5）：支持通信接口（兼容I2C总线）。

    AREF：模拟输入信号的参考电压。

Reset：信号为低时复位单片机芯片。

2.3温度采集系统的设计

2.3.1湿度传感器的概述

1. 叉形设计，方便插入土壤
2. 模块插入土壤后，输出电压随着土壤湿度升高而增大

土壤湿度检测的基本特性：

1. 供电：3.3v 或者 5v
2. 输出信号：0~4.2v
3. 额定电流: 35mA
4. 输出范围及对应的土壤湿度

2.3.2传感器的借口说明

用于土壤的湿度检测。可通过电位器调节土壤湿度的阀值，顺时针调节，控制的湿度会越大，逆时针越小；湿度低于设定值时，DO输出高电平，模块提示灯亮；湿度高于设定值时，DO输出低电平，模块提示灯灭。工作电压3.3V-5V。3V时，在空气中AO读取的值最大为695 ， 浸泡在水里的 最小值245；5V时，在空气中AO读取的值最大为1023 ，浸泡在水里的最小值 245。

2.3.3硬件连接

VCC接 Arduino 3.3V或5V
GND接 Arduino GND
AO 接 ArduinoAnalog
DO接 Arduino Digital 4

                

附录