本系统的核心设计目标是开发一款集数据采集、远程控制、自动灌溉于一体的物联网自动浇水装置,具体目标包括:
实现多区域土壤湿度与空气温湿度的实时采集,数据采集误差控制在合理范围;
支持本地内网远程控制,可通过监控平台发送浇水、设备移动等指令;
具备自动接管功能,根据预设湿度阈值自动完成浇水作业,无需人工干预;
硬件选型经济实用,结构搭建简单可靠,软件系统运行稳定;
配备 OLED 显示屏,支持现场查看设备运行状态与环境数据
硬件层是系统的物理基础,负责环境数据采集与执行控制指令,主要包括:
核心控制模块:ESP32-30Pin 扩展模块,承担数据处理、网络通信、设备控制等核心任务;
传感器模块:3 个土壤温湿度传感器、1 个 DHT11 空气温湿度传感器,负责采集环境参数;
执行机构模块:42 步进电机及 DRV8825 驱动器、12V 微型自吸水泵,分别实现设备移动与浇水功能;
辅助硬件模块:跳线帽、杜邦线、2020 铝合金型材、3D 打印框架等,用于电路连接与机械结构搭建。
软件层基于 MicroPython 编写,运行于 ESP32 控制模块,负责数据处理与指令执行,主要包括:
网络通信模块:实现 Wi-Fi 连接与 MQTT 协议通信,完成设备与监控平台的数据交互;
数据采集模块:读取传感器数据并进行格式转换,确保数据准确性;
控制逻辑模块:解析监控平台指令,驱动步进电机、水泵运行,实现手动与自动控制逻辑;
显示模块:控制 OLED 显示屏显示设备状态与环境数据。