基于Wio Terminal的智能植物浇水系统：继电器控制篇

宣茹或

于 2025-06-02 09:07:31 发布

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基于Wio Terminal的智能植物浇水系统：继电器控制篇

IoT-For-Beginners 12 Weeks, 24 Lessons, IoT for All! 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/io/IoT-For-Beginners

引言

在现代智能农业和家庭园艺中，自动化浇水系统扮演着重要角色。本文将详细介绍如何使用Wio Terminal开发板配合土壤湿度传感器和继电器，构建一个基础的自动化植物浇水控制系统。这是IoT-For-Beginners项目中关于农场自动化的重要实践环节。

继电器基础知识

继电器是一种电控制器件，具有控制系统（输入回路）和被控制系统（输出回路）之间的互动关系。在本项目中使用的Grove继电器具有以下特点：

类型：常开型（NO，Normally Open）
负载能力：最高250V交流电压或30V直流电压，10A电流
控制信号：3.3V/5V数字信号
响应时间：≤15ms

继电器在智能农业中的应用非常广泛，可以控制水泵、电磁阀等大功率设备，而微控制器只需提供小功率的控制信号。

硬件连接指南

所需组件

Wio Terminal开发板
Grove土壤湿度传感器（已连接）
Grove继电器模块
Grove连接线

连接步骤

继电器连接：
- 将Grove连接线一端插入继电器模块的插座（注意方向）
- 另一端连接到Wio Terminal左侧的Grove接口（右侧接口已用于土壤湿度传感器）
传感器放置：
- 确保土壤湿度传感器已正确插入待监测的土壤中

连接完成后，系统结构应为：Wio Terminal同时连接两个Grove设备——左侧继电器，右侧土壤湿度传感器。

软件编程实现

开发环境配置

确保已安装以下环境：

Visual Studio Code
PlatformIO插件
Seeed Studio Wio Terminal支持包

继电器基础控制

首先，我们需要在setup函数中初始化继电器控制引脚：

void setup() {
    // 其他初始化代码...
    pinMode(PIN_WIRE_SCL, OUTPUT); // 设置I2C/数字复用端口为输出模式
}

简单测试代码，验证继电器功能：

void loop() {
    // 其他传感器读取代码...
    
    // 继电器测试代码
    digitalWrite(PIN_WIRE_SCL, HIGH); // 打开继电器
    delay(500);                       // 保持500ms
    digitalWrite(PIN_WIRE_SCL, LOW);  // 关闭继电器
    delay(500);
}

上传程序后，应能听到继电器每隔500ms切换状态的"咔嗒"声，同时模块上的LED指示灯会相应亮灭。

基于土壤湿度的智能控制

实现核心功能——根据土壤湿度自动控制继电器：

void loop() {
    int soil_moisture = analogRead(PIN_WIRE_SDA); // 读取土壤湿度
    
    if (soil_moisture > 450) {  // 湿度低于阈值
        Serial.println("土壤过干，启动浇水系统");
        digitalWrite(PIN_WIRE_SCL, HIGH); // 打开继电器
    } else {                    // 湿度正常
        Serial.println("土壤湿度正常，停止浇水");
        digitalWrite(PIN_WIRE_SCL, LOW);  // 关闭继电器
    }
    
    delay(10000); // 每10秒检测一次
}

代码逻辑解析

湿度读取：通过模拟输入引脚获取土壤湿度值（0-1023）
阈值判断：450为示例阈值，实际应根据植物需求调整
- 值越高表示土壤越干燥
- 值越低表示土壤越湿润
控制输出：根据湿度状态控制继电器开关

系统优化建议

防抖动处理：

// 在湿度临界值附近添加迟滞环，防止频繁切换
#define MOISTURE_HYSTERESIS 20

if (soil_moisture > (450 + MOISTURE_HYSTERESIS)) {
    digitalWrite(PIN_WIRE_SCL, HIGH);
} else if (soil_moisture < (450 - MOISTURE_HYSTERESIS)) {
    digitalWrite(PIN_WIRE_SCL, LOW);
}