帶Seeed SenseCAP K1100的物聯(lián)網(wǎng)播種機

描述

跟蹤盆栽土壤的健康狀況并不是一項艱巨的任務，但它可能會變得乏味。

當我們忘記給植物澆水而植物開始枯萎時，這尤其令人難過。

所以我們認為我們會努力幫助室內(nèi)植物保持健康。

這就是為什么這個項目旨在幫助調(diào)整我們的習慣：從而避免因看電腦屏幕而分心——無論是工作還是休閑。相反，它可以幫助我們在觀看單個屏幕時分心，而植物就生長在屏幕上方。

一個簡單的外殼...

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

IoT Planter 等距設計視圖。

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下面的剖面圖很好地說明了整個事物的內(nèi)部結構。種植杯是可重復使用的雜貨店干酪容器。它的工作是幫助將電子設備與潮濕/干燥的土壤和殘留水隔離開來。

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

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

這個 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 Seeed 土壤濕度傳感器的更多信息。

測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。

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有關此傳感器使用的 Seeed SenseCap K1100 快速入門指南，可在此處獲?。?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。它使用最出色的 Seeed E5 LoRa grove 通信模塊和連接的天線來實現(xiàn)后者。

Seeed E5 LoRa Grove 通信模塊。

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SenseCAP K1100 套件中沒有包含天線，這相當令人驚訝，因為如果在運行時未連接天線，大多數(shù)無線電模塊都會很快損壞。

連接到 E5 LoRa 模塊的 868 MHz 螺旋天線。

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我們選擇使用 Helium 平臺...

...不僅因為使用 E5 模塊和 Wio 終端的 Seeed 文檔非常好，還因為范圍內(nèi)沒有活動的物聯(lián)網(wǎng) (TTN) 網(wǎng)關。

氦氣流量圖

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上述 Flow 的工作原理非常簡單。當 Helium 網(wǎng)絡接收到 LoRa 數(shù)據(jù)包時，紫色功能節(jié)點執(zhí)行解碼功能，然后將結果輸出傳遞給綠色集成節(jié)點，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)點使用的decoder函數(shù)。

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從 Helium 網(wǎng)關開始，土壤水分數(shù)據(jù)穿過“云”，可能繞著我們的整個星球傳播很遠的距離，直到最終返回另一個屏幕并更新這個簡單的電子表格：

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

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一旦數(shù)據(jù)被記錄...

... 在電子表格中，繪圖會自動更新。該圖的任務很簡單：說明土壤濕度隨時間變化的總體趨勢。如何解讀這個情節(jié)？如果土壤潮濕，則數(shù)據(jù)點會更高，如果土壤干燥，則數(shù)據(jù)點會更低。本質(zhì)上，它對應于土壤隨時間的導電率，并假設導電率與土壤濕度有關。我們選擇表示此屬性的單位是“體積水分數(shù)”，但是，沒有確切的過程來驗證此決定，因此它在本質(zhì)上仍然是經(jīng)驗性的。

土壤水分隨時間的變化。

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每個“x”對應一個數(shù)據(jù)點，它到達數(shù)據(jù)表的時間也被記錄下來。一條微弱的綠色趨勢線有助于預測何時應該發(fā)生澆水事件。

這反過來又萌生了一個可愛的想法，即使用預測來指示何時該給植物澆水，而不是主動發(fā)出警報。然而，如果趨勢具有重復模式，那么我們至少會知道我們可以簡單地分配一個谷歌日歷或類似的提醒來提醒何時給植物澆水，然后依靠預測趨勢線來確認我們估計的澆水量是否足夠。時代需要調(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。我們必須實現(xiàn)一個基本的狀態(tài)顯示，具有實際土壤濕度讀數(shù)（因此我們可以與在線記錄的讀數(shù)進行比較）、LoRa 連接狀態(tài)指示器和一個有用的指令面板，以幫助指導我們何時給植物澆水。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)面板設置。

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集會

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 連接器會稍微伸出太遠，導致前蓋無法關閉。

令人敬畏的合規(guī)按鈕非常有用。

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此外，當通過 USB 電池供電時，Wio 終端不會啟動上傳的腳本——這是一個非常奇怪的錯誤，或者我們可能錯過了一些明顯的東西。不管怎樣，按鈕被移除了，USB 數(shù)據(jù)線可以整齊地穿過它剩下的縫隙。

很棒的按鈕已刪除:(

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裝置的蓋子非常貼合底座。即使在這種簡單的配置中，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。

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總的來說，空杯子可以無縫地裝入簡約的圓柱形固定器中。整體美感真的讓人感覺有點像我們正在使用這種外殼設計。

原型 IoT Planter 中重復使用的空干酪杯。

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畢竟外殼只是摩擦配合，第一次迭代也是如此 - 非常倉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，但它通過較小的后期打印處理就可以很好地完成工作。

未來的工作？

• display 可以展示更多信息，例如：在 display 上繪制相同的圖
• 重新設計的外殼：更小的尺寸，可以使用按鈕，沒有電池槽只有 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?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測量植物是否有足夠的光照
• 將硬件擴展到螺線管驅(qū)動水泵，添加空氣濕度傳感器、溫度傳感器、環(huán)境噪聲測量、環(huán)境氣體測量，并使用視覺傳感器捕捉植物生長的延時
• 啟用將數(shù)據(jù)保存到 SD 卡
• 添加一個簡單的菜單系統(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
• 修復電池無法啟動問題，添加太陽能 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，由于無法啟動問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 Google API 根據(jù) Helium 集成自動更新繪圖
• 實施了一個簡單的狀態(tài)面板

這個項目很好地介紹了 Seeed 生態(tài)系統(tǒng)、E5 LoRa 模塊、Helium、Google API 集成以及最后的 Hackster 平臺。我們在這個項目上學到了很多東西，希望其他人能以任何方式從我們這里的工作中受益。

由于健康和物流問題，整個項目在短短 2 天內(nèi)就取得了成果，這證明了 Seeed Studio 出色組織的擴展文檔。

Rowdy Planty 團隊的 IoT Planter 原型。

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