带Seeed SenseCAP K1100的物联网播种机

描述

跟踪盆栽土壤的健康状况并不是一项艰巨的任务，但它可能会变得乏味。

当我们忘记给植物浇水而植物开始枯萎时，这尤其令人难过。

所以我们认为我们会努力帮助室内植物保持健康。

这就是为什么这个项目旨在帮助调整我们的习惯：从而避免因看电脑屏幕而分心——无论是工作还是休闲。相反，它可以帮助我们在观看单个屏幕时分心，而植物就生长在屏幕上方。

一个简单的外壳...

……作为该项目的一部分，开发了带有植物、电子套件和电池的种植盆。由于系统的整体负载很低并且有掉电的趋势，因此添加了一个方便的兼容按钮以唤醒电池供电。

IoT Planter 等距设计视图。

 

下面的剖面图很好地说明了整个事物的内部结构。种植杯是可重复使用的杂货店干酪容器。它的工作是帮助将电子设备与潮湿/干燥的土壤和残留水隔离开来。

物联网播种机剖面图。可见：Wio 终端、天线、电池、种植杯。

 

天线 SMA 连接器用螺丝固定在底座盖上。顶部有一个小端口，Grove 连接器可以穿过该端口以连接到要插入土壤中的传感器。

这个 IoT Planter 的工作原理是使用 Seeed grove 电阻式土壤湿度传感器检查土壤湿度。在此处了解有关 Seeed 土壤湿度传感器的更多信息。

测试期间将种子土壤湿度传感器插入小型种植盆的潮湿表层土壤中。

 

有关此传感器使用的 Seeed SenseCap K1100 快速入门指南，可在此处获取： https: //wiki.seeedstudio.com/K1111-Quick-Start-Guide/在这里非常有用。

传感器收集湿度数据...

...并将该数据发送到 Wio Terminal D51R TFT 屏幕，然后发送到最近连接的 Helium LoRa 868 MHz 网关。它使用最出色的 Seeed E5 LoRa grove 通信模块和连接的天线来实现后者。

Seeed E5 LoRa Grove 通信模块。

 

SenseCAP K1100 套件中没有包含天线，这相当令人惊讶，因为如果在运行时未连接天线，大多数无线电模块都会很快损坏。

连接到 E5 LoRa 模块的 868 MHz 螺旋天线。

 

我们选择使用 Helium 平台...

...不仅因为使用 E5 模块和 Wio 终端的 Seeed 文档非常好，还因为范围内没有活动的物联网 (TTN) 网关。

氦气流量图

 

上述 Flow 的工作原理非常简单。当 Helium 网络接收到 LoRa 数据包时，紫色功能节点执行解码功能，然后将结果输出传递给绿色集成节点，后者将信息转发到链接的 Google 表单，然后更新 Google 表格。

Seeed提供了上图中紫色节点使用的decoder函数。

 

从 Helium 网关开始，土壤水分数据穿过“云”，可能绕着我们的整个星球传播很远的距离，直到最终返回另一个屏幕并更新这个简单的电子表格：

带有记录数据的 Google 表格，通过 LoRa 收集：Helium-Google 集成。

 

一旦数据被记录...

... 在电子表格中，绘图会自动更新。该图的任务很简单：说明土壤湿度随时间变化的总体趋势。如何解读这个情节？如果土壤潮湿，则数据点会更高，如果土壤干燥，则数据点会更低。本质上，它对应于土壤随时间的导电率，并假设导电率与土壤湿度有关。我们选择表示此属性的单位是“体积水分数”，但是，没有确切的过程来验证此决定，因此它在本质上仍然是经验性的。

土壤水分随时间的变化。

 

每个“x”对应一个数据点，它到达数据表的时间也被记录下来。一条微弱的绿色趋势线有助于预测何时应该发生浇水事件。

这反过来又萌生了一个可爱的想法，即使用预测来指示何时该给植物浇水，而不是主动发出警报。然而，如果趋势具有重复模式，那么我们至少会知道我们可以简单地分配一个谷歌日历或类似的提醒来提醒何时给植物浇水，然后依靠预测趋势线来确认我们估计的浇水量是否足够。时代需要调整。

液晶显示器

最后的努力花在了 Wio 终端中安装的 TFT 面板及其惊人的集成传感器阵列的某种用途上。我们必须实现一个基本的状态显示，具有实际土壤湿度读数（因此我们可以与在线记录的读数进行比较）、LoRa 连接状态指示器和一个有用的指令面板，以帮助指导我们何时给植物浇水。Seeed studio 再次提供了包含大量有用示例（链接）的优秀文档。

TFT LCD 状态面板设置。

 

集会

合规按钮效果很好。大量清洁残留支撑材料后的电池槽可以整齐地容纳电池，但是，USB 连接器会稍微伸出太远，导致前盖无法关闭。

令人敬畏的合规按钮非常有用。

 

此外，当通过 USB 电池供电时，Wio 终端不会启动上传的脚本——这是一个非常奇怪的错误，或者我们可能错过了一些明显的东西。不管怎样，按钮被移除了，USB 数据线可以整齐地穿过它剩下的缝隙。

很棒的按钮已删除:(

 

装置的盖子非常贴合底座。即使在这种简单的配置中，连接土壤湿度传感器的 Grove 电缆和天线也能很好地工作。

盖子贴合牢固。

 

总的来说，空杯子可以无缝地装入简约的圆柱形固定器中。整体美感真的让人感觉有点像我们正在使用这种外壳设计。

原型 IoT Planter 中重复使用的空干酪杯。

 

毕竟外壳只是摩擦配合，第一次迭代也是如此 - 非常仓促地尝试在最后将它们组合在一起。一些地方可能需要更多的工作，但它通过较小的后期打印处理就可以很好地完成工作。

未来的工作？

• display 可以展示更多信息，例如：在 display 上绘制相同的图
• 重新设计的外壳：更小的尺寸，可以使用按钮，没有电池槽只有 USB 电缆，将天线和 grove 连接器从顶部移到侧面或外壳内部，除了插槽/摩擦配合之外添加适当的安装解决方案，将 Wio 终端放置在这样的位置光传感器可以用来测量植物是否有足够的光照
• 将硬件扩展到螺线管驱动水泵，添加空气湿度传感器、温度传感器、环境噪声测量、环境气体测量，并使用视觉传感器捕捉植物生长的延时
• 启用将数据保存到 SD 卡
• 添加一个简单的菜单系统
• 使用电容式土壤湿度传感器
• 提高防止水泄漏到电路室的保护
• 修复电池无法启动问题，添加太阳能 w/ LiFePo4 18650 电池

概括

• 方便的外壳，使用杂货店塑料杯作为花盆架，带有集成电池组电源，由于无法启动问题而在最终组装中被遗漏
• 支持 LoRa 的 IoT Planter，可在电子表格中记录土壤水分，并通过 Google API 根据 Helium 集成自动更新绘图
• 实施了一个简单的状态面板

这个项目很好地介绍了 Seeed 生态系统、E5 LoRa 模块、Helium、Google API 集成以及最后的 Hackster 平台。我们在这个项目上学到了很多东西，希望其他人能以任何方式从我们这里的工作中受益。

由于健康和物流问题，整个项目在短短 2 天内就取得了成果，这证明了 Seeed Studio 出色组织的扩展文档。

Rowdy Planty 团队的 IoT Planter 原型。