3km無(wú)線模塊WiFi遠(yuǎn)距離控制智能澆花系統(tǒng)設(shè)計(jì)，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的衣食住行也越來越智能化，智能家居這個(gè)理念意在提高人們的生活水平，自出現(xiàn)以來，便受到市場(chǎng)的青睞，必然是未來人們居住環(huán)境的趨勢(shì)?，F(xiàn)代人們喜歡在家里或辦公室擺放一些盆栽，起到凈化空氣、美化環(huán)境的作用。但隨著生活節(jié)奏的加快，人們不能有效地照顧家中的盆栽。針對(duì)這種情況，可采用智能澆花機(jī)，傳統(tǒng)的基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的自動(dòng)澆花系統(tǒng)多采用蜂鳴器報(bào)警，液晶顯示器顯示溫濕度等。鑒于用戶使用的靈活性和移動(dòng)性，本文以較廣泛的Android移動(dòng)終端取代了傳統(tǒng)的PC終端，實(shí)現(xiàn)了利用Android移動(dòng)終端在家庭中進(jìn)行環(huán)境監(jiān)控和噴水控制。實(shí)現(xiàn)了用戶使用Android智能手機(jī)對(duì)盆栽進(jìn)行監(jiān)控并完成自動(dòng)澆水。因?yàn)椴煌参镞m合生長(zhǎng)的溫、濕度環(huán)境不同，使用者可通過手機(jī)APP設(shè)定盆栽植物名稱及適宜植物生長(zhǎng)的溫濕下限。在盆栽土壤濕度低于其適宜的濕度值時(shí)，可選用自動(dòng)或手動(dòng)方式，使泵運(yùn)轉(zhuǎn)，提高土壤濕度；當(dāng)濕度達(dá)到高濕度時(shí)，An-droid移動(dòng)終端接收到報(bào)警提示，控制水泵停止工作。

由硬件設(shè)備端和移動(dòng)控制端兩個(gè)部分組成。澆花機(jī)硬件設(shè)備端主要包括電源電路、復(fù)位電路、單片機(jī)小系統(tǒng)、土壤濕度電路、空氣溫度和濕度電路、3km無(wú)線模塊WiFi遠(yuǎn)距離WiFi通訊電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路。手機(jī)控制端軟件是基于MVC模式的Android手機(jī)APP。

用S單片機(jī)40針，用DIP40封裝。該系統(tǒng)由電源電路、復(fù)位電路組成的單片機(jī)小系統(tǒng)組成，然后進(jìn)行外圍電路的開發(fā)。用Y模塊對(duì)土壤濕度進(jìn)行模擬量測(cè)定，利用A模塊將所采集的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量輸入單片機(jī)，組成土壤濕度電路，除監(jiān)測(cè)土壤濕度外，還增加了空氣溫度和濕度檢測(cè)功能，使用D模組，繼電器電路只要有相應(yīng)的正、負(fù)極導(dǎo)通，控制線路連接單片機(jī)1個(gè)I/O口，1個(gè)聯(lián)網(wǎng)模塊，WiFi模塊電路，僅需將相應(yīng)的正、負(fù)極與數(shù)據(jù)發(fā)送/接收線相結(jié)合。

土壤濕度模塊電路本設(shè)計(jì)采用Y土壤濕度傳感器，該傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換電路組成，當(dāng)外部環(huán)境濕度發(fā)生變化時(shí)，將改變其內(nèi)部元件的電阻值，其范圍通常是0~10kΩ。電阻值改變時(shí)，輸出電路的電壓也隨之改變。感應(yīng)器的輸出端為A0管腳，但輸出的是模擬量，單片機(jī)讀不出來，需要通過A/D轉(zhuǎn)換模塊得到數(shù)字量給單片機(jī)讀出。

空氣溫濕度模塊空溫度濕度電路采用D溫濕度傳感器，D溫濕度傳感器與單片機(jī)之間采用單總線協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，只需在2Pin口與單片機(jī)的P3.7口接合，而且通常需要外部的上拉電阻。使用電壓范圍為3.3~5V，電壓過高會(huì)造成傳感器燒壞，電壓過低造成數(shù)據(jù)傳輸損失。

WiFi模塊考慮到本設(shè)計(jì)的擴(kuò)展性，選擇采用WiFi模塊，便于系統(tǒng)升級(jí)為帶有數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)端的遠(yuǎn)程監(jiān)控。通過3km無(wú)線模塊WiFi遠(yuǎn)距離CV5200WiFi模塊，實(shí)現(xiàn)了無(wú)線AP與安卓手機(jī)的雙向無(wú)線通訊。將CV5200模塊的VCC.GND.CH_PD.TX.RX的VCC.GND.3.3V高水平.RXD.TXD.TXD.TX.RXD，3km無(wú)線模塊WiFi遠(yuǎn)距離CV5200通過單片機(jī)發(fā)送一系列AT指令到CV5200，使CV5200成為AP模式，即該模塊作為熱點(diǎn)，手機(jī)連接之后可以實(shí)現(xiàn)對(duì)局域網(wǎng)的無(wú)線控制。

植物數(shù)據(jù)接口智能澆花系統(tǒng)基于Android系統(tǒng)的開發(fā)構(gòu)建了一個(gè)智能澆花APP。在開發(fā)一個(gè)植物數(shù)據(jù)接口程序時(shí)，基于面向?qū)ο蟮木幊趟枷?，首先需要?duì)一個(gè)植物類進(jìn)行定制，并通過實(shí)例對(duì)組織數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分。接口空間方面，外圍布局采用LinearLayout線性布局,RecyclerView控件和一個(gè)用來增加Re在cyclerView中的Item按鈕控件，它可以將Item的數(shù)據(jù)適當(dāng)?shù)剡m配為RecyclerView，這要求相應(yīng)的適配器完成編寫。

硬件設(shè)備監(jiān)控接口硬件設(shè)備監(jiān)控接口涉及到UI控件的設(shè)計(jì)以及基于TCP/IP的Socket通信的設(shè)計(jì)，Android程序設(shè)計(jì)中的接口UI更新需要在主線程中完成，在主線程中不允許執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)連接等耗時(shí)的操作。所以，新線程需要接收下位機(jī)傳送的空溫濕度和土壤濕度數(shù)據(jù)，然后用Handle機(jī)制在線程間傳送數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)傳送給主線程，終實(shí)現(xiàn)UI的更新。

Data-Discovery對(duì)話方塊在澆花型APP中添加植物數(shù)據(jù)增刪功能，可對(duì)不同植物設(shè)定不同的溫濕度上限。將對(duì)話框設(shè)計(jì)成一個(gè)自定義對(duì)話框，其中包含相應(yīng)數(shù)值的存儲(chǔ)編輯框，Cancel和OK按鈕位于底部。

Socket通信實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)利用TCP/IP協(xié)議在Android客戶端使用Socket套接字進(jìn)行開發(fā)，也就是通信采用TCP方式，需要一個(gè)Streamsocket對(duì)象。在客戶機(jī)代碼中，首先給定IP地址和端口兩個(gè)參數(shù)，初始化一個(gè)Socket對(duì)象。在獲得Socket對(duì)象實(shí)例之后，通過isConnected()方法檢查服務(wù)器是否成功連接。在通訊之前，需要先獲得Socket實(shí)例的流對(duì)象，然后通過I/O流操作讀取輸入流的數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理，其中的數(shù)據(jù)是由服務(wù)器端傳遞的數(shù)據(jù)。對(duì)于服務(wù)器來說，您需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)輸出流對(duì)象，該對(duì)象通過輸出流的write()方法發(fā)送數(shù)據(jù)，然后記得用flash()方法刷新數(shù)據(jù)。通訊也要求關(guān)閉Socket實(shí)例和流對(duì)象。因?yàn)樵贏ndroid系統(tǒng)中不允許在主線程中執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求等費(fèi)時(shí)的操作，當(dāng)想要連接服務(wù)器時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新線程，在內(nèi)部執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，然后通過線程之間的通信將獲得的數(shù)據(jù)返回給主線程。

3km無(wú)線模塊WiFi遠(yuǎn)距離智能澆花系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)控盆栽植物土壤濕度和空氣溫濕度，用戶可通過安卓手機(jī)APP選擇自動(dòng)或手動(dòng)工作方式，控制泵工作，按時(shí)按要求完成澆水工作。用戶可通過APP在澆花APP中添加、刪除盆栽名稱，通過APP設(shè)置每個(gè)盆栽植物的溫濕閾值。Android智能手機(jī)是一種簡(jiǎn)單易用的智能手機(jī)，采用單片機(jī)作為下位機(jī)來控制硬件模塊。該設(shè)計(jì)成本低，實(shí)用性強(qiáng)，擴(kuò)展性好，可以應(yīng)用于水果等其它農(nóng)作物灌溉的自動(dòng)化處理。