基于ESP8266与KiwisIoT构建一个智能植物监测系统

植物需要适宜的环境条件才能健康生长。土壤湿度、温度和湿度等参数直接影响植物的健康状况。手动监测这些参数不仅耗时，还可能导致浇水过多或过少。

本项目采用ESP8266 NodeMCU构建一个简单的物联网植物生长监测系统。土壤湿度传感器用于测量土壤湿度，DHT11传感器则用于测量温度和湿度。

当土壤干燥时，LED灯会显示本地状态。同时，ESP8266通过Wi-Fi连接并使用MQTT协议将传感器数据发送至KiwisIoT云平台。收集到的数据可通过KiwisIoT网页仪表盘实时查看。

该系统适用于家庭园艺、温室、苗圃、智慧农业以及教育类物联网应用。

1 – 硬件连接

将传感器和LED连接到ESP8266 NodeMCU，如下图所示。

土壤湿度传感器

VCC → 3.3V

GND → GND

AO → A0

DHT11 传感器

VCC → 3.3V

GND → GND

DATA → D4

LED

D5 → 220Ω 电阻 → LED 正极 (+)

LED 负极 (−) → 接地 GND

注意：土壤湿度传感器连接至模拟输入 A0。干土阈值应根据传感器和土壤条件进行校准。

电路图

2 – 编程

所需软件

•Arduino IDE

•ESP8266 芯片包

•ESP8266WiFi 库

•KiwisIoT 库

•DHT 传感器库

•Adafruit 统一传感器库

通过以下方式安装 ESP8266 芯片包：

Arduino IDE → 工具 → 芯片 → 芯片管理器

搜索“ESP8266”并安装 ESP8266 芯片包。

配置 Wi-Fi 和 KiwisIoT

在上传程序之前，请替换以下值：

主题值将在第3步中从 KiwisIoT 控制面板获取。

Arduino 代码

如何上传代码

使用 Micro USB 数据线将 ESP8266 NodeMCU 连接到电脑。

在 Arduino IDE 中：

工具 → 芯片 → ESP8266 芯片 → NodeMCU 1.0(ESP-12E 模块)

选择正确的 COM 端口，然后点击“上传”。

上传完成后，打开串口监视器，并将波特率设置为 115200。

您应能看到温度、湿度和土壤湿度的读数。

有关 ESP8266 代码上传的详细说明，请参考项目附带的 KiwisIoT 指南。

3 – 配置 KiwisIoT 控制面板

当 ESP8266 代码准备就绪后，开始配置 KiwisIoT 控制面板。

创建控制面板

•打开 KiwisIoT 平台。

•登录您的账户。

•创建一个新的控制面板/仪表板。

•复制生成的主题 ID。

•在Arduino代码中替换主题。

示例：

输入正确的主题ID后，请重新上传代码。

添加仪表板小工具

创建三个用于显示传感器数据的小工具：

•温度 → 指示器 / 显示屏

•湿度 → 指示器 / 显示屏

•土壤湿度 → 指示器 / 显示屏

通道映射

使用以下通道映射：

KiwisIoT仪表板现已配置为接收来自ESP8266的传感器数据。

4 – 实时监控

启动NodeMCU后，ESP8266会连接到已配置的Wi-Fi网络，并与KiwisIoT进行通信。

系统持续监测以下内容：

DHT11 → 温度 + 湿度

土壤湿度传感器 → 土壤湿度水平

每2秒将读数传输至KiwisIoT仪表盘。

该仪表盘可方便地远程查看植物的环境状况。

土壤干燥警报

当土壤湿度传感器读数超过设定阈值时：

连接至D5的LED灯亮起，表示土壤相对干燥，植物可能需要浇水。

当土壤湿度读数低于阈值时，LED灯熄灭。

重要提示：数值(如700)取决于传感器本身。在将系统用作实际灌溉指示器前，请根据您实际的土壤和浇灌条件对传感器进行校准。

常见问题

1. 这个项目的目的是什么?

该项目通过KiwisIoT仪表盘远程监测温度、湿度和土壤湿度，帮助用户观察植物生长环境。

2. 为什么使用ESP8266 NodeMCU?

ESP8266具备Wi-Fi连接功能，能够读取传感器数据并将其发送至KiwisIoT云平台。

3. 使用了哪些传感器?

该项目使用DHT11传感器来测量温度和湿度，以及土壤湿度传感器来监测土壤湿度。

4. 系统如何指示土壤干燥?

当土壤湿度读数超过设定的阈值时，连接到D5的LED灯会亮起，表示土壤相对干燥。

5. 传感器数据如何显示?

温度、湿度和土壤湿度数值会发送至KiwisIoT，并通过仪表盘小部件(如量表或显示屏)进行展示。

6. KiwisIoT 的通道用于什么?

这些通道用于将传感器值映射到相应的仪表板小部件：

7. 土壤湿度阈值可以更改吗?

是。阈值可根据传感器读数和土壤条件在Arduino代码中进行修改。

8. 这个项目能控制水泵吗?

是。可添加继电器模块和水泵，当土壤干燥时自动为植物浇水。

9. 系统是否需要网络连接?

是。发送传感器数据至KiwisIoT云仪表板需要保持活跃的Wi-Fi连接。

10. 能否添加更多传感器?

是。可集成光强、水位、降雨和土壤pH等附加传感器，以扩展监测系统。

结论

基于物联网的植物生长监测系统利用ESP8266、DHT11和土壤湿度传感器，提供了一种简单实用的植物环境监测方案。系统通过Wi-Fi采集并传输温度、湿度和土壤湿度数据至KiwisIoT仪表盘，实现实时远程监控。

当土壤相对干燥时，LED灯会发出本地提示。该系统还可扩展功能，支持自动灌溉、添加更多传感器、发送通知以及历史数据分析。

总体而言，本项目展示了如何将物联网与云端监控技术应用于智慧农业、温室环境监测及家庭园艺。

本文编译自hackster.io