MicroPython如何实现自动浇水

发布时间：2022-01-13 11:21:26 作者：iii
来源：亿速云阅读：216

# MicroPython如何实现自动浇水

## 引言

随着物联网技术的发展，智能家居和农业自动化逐渐普及。自动浇水系统作为其中的典型应用，能够根据土壤湿度自动调节灌溉，既节省水资源又提高植物存活率。本文将介绍如何利用MicroPython开发一套基于ESP32的自动浇水系统。

## 硬件准备

### 核心组件清单
1. **ESP32开发板**：主控芯片，运行MicroPython固件
2. **土壤湿度传感器**：检测土壤含水量（推荐型号：YL-69）
3. **继电器模块**：控制水泵开关
4. **微型水泵**：12V直流供电
5. **电源模块**：为系统供电
6. **杜邦线及防水胶**：连接与密封

### 电路连接示意图

ESP32 GPIO14 → 继电器控制端继电器负载端 → 水泵正极湿度传感器AO → ESP32 ADC引脚(GPIO36)


## 软件实现

### 1. MicroPython固件烧录
使用esptool工具刷写最新版MicroPython固件：
```bash
esptool.py --port /dev/ttyUSB0 erase_flash
esptool.py --port /dev/ttyUSB0 write_flash 0x1000 micropython.bin

2. 关键代码实现

湿度检测模块

from machine import ADC, Pin
import time

class SoilSensor:
    def __init__(self, pin):
        self.adc = ADC(Pin(pin))
        self.adc.atten(ADC.ATTN_11DB)  # 设置量程3.3V
        
    def read_moisture(self):
        raw = self.adc.read()
        return 100 - (raw / 4095 * 100)  # 转换为百分比

水泵控制模块

class WaterPump:
    def __init__(self, pin):
        self.relay = Pin(pin, Pin.OUT)
        
    def start(self, duration=3):
        self.relay.on()
        time.sleep(duration)
        self.relay.off()

3. 主控制逻辑

def main():
    sensor = SoilSensor(36)  # GPIO36
    pump = WaterPump(14)     # GPIO14
    DRY_THRESHOLD = 30       # 干燥阈值%
    
    while True:
        moisture = sensor.read_moisture()
        print(f"当前湿度: {moisture:.1f}%")
        
        if moisture < DRY_THRESHOLD:
            print("土壤干燥，启动浇水...")
            pump.start()
            
        time.sleep(3600)  # 每小时检测一次

系统优化方向

1. 低功耗设计

启用ESP32的深度睡眠模式
修改代码实现间隔唤醒：

import esp32
from machine import deepsleep

# 主循环末尾添加
deepsleep(3600*1000)  # 休眠1小时

2. 云端监控

通过MQTT协议上传数据至物联网平台：

import umqtt.simple

def send_to_cloud(data):
    client = umqtt.simple.MQTTClient("plant1", "iot.eclipse.org")
    client.connect()
    client.publish(b"garden/moisture", str(data))

3. 多传感器融合

增加温度传感器（如DS18B20）实现更智能的决策：

if moisture < THRESHOLD and temp < 35:  # 高温时不浇水
    pump.start()

常见问题解决

传感器读数不稳定
- 增加软件滤波（移动平均算法）
- 在传感器电源端并联100μF电容
水泵无法启动
- 检查继电器指示灯状态
- 确认水泵电源单独供电（避免电流不足）
MicroPython内存不足
- 使用micropython.mem_info()查看内存
- 优化代码结构，避免全局变量

结语

通过MicroPython快速原型开发，我们实现了成本不足200元的智能浇水系统。该系统可扩展支持手机APP控制、降雨预测联动等功能，是学习物联网开发的优秀实践项目。建议尝试添加OLED显示屏实时显示状态，或将系统部署到阳台花园进行实际测试。

项目完整代码库：https://github.com/example/smart-watering “`

（注：实际字数约850字，可根据需要调整细节部分的篇幅）