项目来源:
为满足新课标中八年级“物联网实践与探索”内容要求,结合新课标中跨学科主题方向“互联智能设计”,设计了项目“远程浇花系统”。
项目介绍:
这些年,随着人们对生活品质追求的提升,居家绿化已成为一种流行时尚的生活方式。绿色植物不仅能够美化家居环境,同时也有益于人们的身心健康。然而,由于现代人生活节奏的加快,很多人因为工作或其他原因无法充分关注和照料这些绿植,往往导致植物的死亡。这不仅造成了经济损失,也可能使人们对养护绿植失去信心。
通过这套系统可以帮助用户实时了解植物的生长状况,如温度、湿度、光照、土壤湿度等,并根据植物的需求进行自动调整,如浇水、调整光照等。用户可以通过手机或其他远程设备随时查看和控制植物的生长环境,从而实现对绿植的有效养护。
本系统主要包括行空板K10、传感器、执行器、手机APP和服务器等部分。通过行空板搭载MQTT客户端程序,实现与IOT服务器和手机APP的通信;传感器除了土壤湿度传感器,还利用了行空板自带的温湿度传感器、环境光传感器,用于实时监测绿植生长环境中的各项参数;执行器包括LED灯带和水泵,用于控制浇水和光照;手机的APP采用App Inventor开发,实现用户与系统的交互;服务器采用MQTT代理程序IoT网站(iot.dfrobot.com.cn),实现掌控板与手机APP之间的消息传递。
行空板K1O集成了较多的模块,比如屏幕显示、语言合成、板载传感器等等,为这个系统的实现提供了较好的基础。
项目知识点:
为贴合新课标中八年级的内容要求,“远程浇花系统”核心教学以下知识点:
1. 通过物联网技术制作远程浇花系统,带领学生体验什么是万物互联。
2. 了解物联网中的传感器系统,利用土壤湿度传感器、温湿度传感器采集环境数据,接入物联网平台,构建简易传感物联系统。
3. 学习在物联网平台发送数据,远程控制浇水。
项目原理:
通过传感器收集土壤湿度、环境温湿度、环境光强度、液位情况,合成需要传输环境数据。K10主控板通过WIFI连接网络,依据MQTT协议向物联网平台传输环境数据,手机端通过物联网平台接收环境数据并显示。
手机端通过物联网平台(IOT)发送(开灯或浇花)指令,K1O主控板收到指令后,启动马达浇水,或启动LED灯进行光照。
原理构架图如下:
各部件接线方式如下:

Mind+程序截图:

手机APP采用App Inventor开发,实现用户与系统的交互。APP主要包括主界面和设置界面两部分。主界面显示当前温度、湿度、光照强度和土壤湿度等参数,同时提供浇水、光照和同时进行的按钮,用户可以根据需要选择相应的操作。
App Inventor组件设计截图:

App Inventor组件设计截图:

过程中还未解决的问题:
传输环境的数据是通过字符串的方式传输,但是因为过长,导致APP Inventor中接收时超过了文本长度,导致参数错误。本来思考通过减少温湿度的位数解决,却发现在mind+中对于读取模拟口还是数字口的数据时,即便用上取整等函数,还是不能转换为整数,始终为两位小数。这个方面需要官方进行解决。

评论