3km無線模塊WiFi遠距離控制智能澆花系統(tǒng)設計，伴隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們的衣食住行也越來越智能化，智能家居這個理念意在提高人們的生活水平，自出現(xiàn)以來，便受到市場的青睞，必然是未來人們居住環(huán)境的趨勢。現(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。針對這種情況，可采用智能澆花機，傳統(tǒng)的基于單片機設計的自動澆花系統(tǒng)多采用蜂鳴器報警，液晶顯示器顯示溫濕度等。鑒于用戶使用的靈活性和移動性，本文以較廣泛的Android移動終端取代了傳統(tǒng)的PC終端，實現(xiàn)了利用Android移動終端在家庭中進行環(huán)境監(jiān)控和噴水控制。實現(xiàn)了用戶使用Android智能手機對盆栽進行監(jiān)控并完成自動澆水。因為不同植物適合生長的溫、濕度環(huán)境不同，使用者可通過手機APP設定盆栽植物名稱及適宜植物生長的溫濕下限。在盆栽土壤濕度低于其適宜的濕度值時，可選用自動或手動方式，使泵運轉(zhuǎn)，提高土壤濕度；當濕度達到高濕度時，An-droid移動終端接收到報警提示，控制水泵停止工作。

由硬件設備端和移動控制端兩個部分組成。澆花機硬件設備端主要包括電源電路、復位電路、單片機小系統(tǒng)、土壤濕度電路、空氣溫度和濕度電路、3km無線模塊WiFi遠距離WiFi通訊電路、繼電器驅(qū)動電路。手機控制端軟件是基于MVC模式的Android手機APP。

用S單片機40針，用DIP40封裝。該系統(tǒng)由電源電路、復位電路組成的單片機小系統(tǒng)組成，然后進行外圍電路的開發(fā)。用Y模塊對土壤濕度進行模擬量測定，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，組成土壤濕度電路，除監(jiān)測土壤濕度外，還增加了空氣溫度和濕度檢測功能，使用D模組，繼電器電路只要有相應的正、負極導通，控制線路連接單片機1個I/O口，1個聯(lián)網(wǎng)模塊，WiFi模塊電路，僅需將相應的正、負極與數(shù)據(jù)發(fā)送/接收線相結合。

土壤濕度模塊電路本設計采用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，當外部環(huán)境濕度發(fā)生變化時，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，輸出電路的電壓也隨之改變。感應器的輸出端為A0管腳，但輸出的是模擬量，單片機讀不出來，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之間采用單總線協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸，只需在2Pin口與單片機的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模塊考慮到本設計的擴展性，選擇采用WiFi模塊，便于系統(tǒng)升級為帶有數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務端的遠程監(jiān)控。通過3km無線模塊WiFi遠距離CV5200WiFi模塊，實現(xiàn)了無線AP與安卓手機的雙向無線通訊。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無線模塊WiFi遠距離CV5200通過單片機發(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，手機連接之后可以實現(xiàn)對局域網(wǎng)的無線控制。

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)構建了一個智能澆花APP。在開發(fā)一個植物數(shù)據(jù)接口程序時，基于面向?qū)ο蟮木幊趟枷?，首先需要對一個植物類進行定制，并通過實例對組織數(shù)據(jù)進行劃分。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?shù)剡m配為RecyclerView，這要求相應的適配器完成編寫。

硬件設備監(jiān)控接口硬件設備監(jiān)控接口涉及到UI控件的設計以及基于TCP/IP的Socket通信的設計，Android程序設計中的接口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)絡連接等耗時的操作。所以，新線程需要接收下位機傳送的空溫濕度和土壤濕度數(shù)據(jù)，然后用Handle機制在線程間傳送數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)傳送給主線程，終實現(xiàn)UI的更新。

Data-Discovery對話方塊在澆花型APP中添加植物數(shù)據(jù)增刪功能，可對不同植物設定不同的溫濕度上限。將對話框設計成一個自定義對話框，其中包含相應數(shù)值的存儲編輯框，Cancel和OK按鈕位于底部。

Socket通信實現(xiàn)本設計利用TCP/IP協(xié)議在Android客戶端使用Socket套接字進行開發(fā)，也就是通信采用TCP方式，需要一個Streamsocket對象。在客戶機代碼中，首先給定IP地址和端口兩個參數(shù)，初始化一個Socket對象。在獲得Socket對象實例之后，通過isConnected()方法檢查服務器是否成功連接。在通訊之前，需要先獲得Socket實例的流對象，然后通過I/O流操作讀取輸入流的數(shù)據(jù)，并對其進行相應的處理，其中的數(shù)據(jù)是由服務器端傳遞的數(shù)據(jù)。對于服務器來說，您需要創(chuàng)建一個輸出流對象，該對象通過輸出流的write()方法發(fā)送數(shù)據(jù)，然后記得用flash()方法刷新數(shù)據(jù)。通訊也要求關閉Socket實例和流對象。因為在Android系統(tǒng)中不允許在主線程中執(zhí)行網(wǎng)絡請求等費時的操作，當想要連接服務器時，需要創(chuàng)建一個新線程，在內(nèi)部執(zhí)行網(wǎng)絡請求，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無線模塊WiFi遠距離智能澆花系統(tǒng)可實時監(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APP選擇自動或手動工作方式，控制泵工作，按時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設置每個盆栽植物的溫濕閾值。Android智能手機是一種簡單易用的智能手機，采用單片機作為下位機來控制硬件模塊。該設計成本低，實用性強，擴展性好，可以應用于水果等其它農(nóng)作物灌溉的自動化處理。