基于物联网的智能灌溉系统，使用NodeMCU ESP8266和Adafruit IO

由于不可预测的天气条件和缺水，世界各地的农民在种植作物方面面临很多困难。传统的灌溉系统耗水量大，供水不均匀。这会影响农作物的质量。

许多农民已经开始使用温室农业和智能灌溉系统。新兴的物联网技术和传感器被用于开发灌溉系统，该系统可以根据湿度值、温度等气候条件自动供水。

在这个项目中，我们正在使用NodeMCU，湿度传感器和LDR构建一个基于物联网的智能灌溉系统。当湿度值低于特定值时，它会自动向植物浇水。它还会将湿度数据发送到Adafruit IO服务器，以跟踪土地状况。Adafruit IO仪表板也将有一些按钮手动打开/关闭电磁阀和灯。本工程采用电磁阀向厂区供水。您可以根据工厂的要求更改电磁阀开启的湿度值。这里我们使用的是NodeMCU ESP8666，这是一个非常流行的基于物联网项目的Wi-Fi模块。

组件的要求

硬件

•NodeMCU ESP8266

•土壤湿度传感器模块

•LDR

•10 k锅

•电磁阀

•继电器模块

•LED

在线服务

•Adafruit IO

基于物联网的智能灌溉系统电路图

使用物联网的智能灌溉系统电路图如下：

在本电路中，土壤传感器连接到NodeMCU的A0引脚上。LDR传感器接D1引脚，Relay模块接NodeMCU的D0引脚。电磁阀连接到继电器模块上，因此每当NodeMCU产生触发器时，它就会洒水。

以下是基于物联网的智能灌溉系统的设置：

Adafruit IO设置

Adafruit IO是一个开放的数据平台，允许您在云中聚合、可视化和分析实时数据。使用Adafruit IO，您可以在互联网上上传，显示和监控数据，并使您的项目启用物联网。您可以使用Adafruit IO控制电机，读取传感器数据，并通过互联网制作酷的物联网应用程序。为了测试和尝试，有一些限制，Adafruit IO是免费使用的。我们以前也在树莓派上使用过Adafruit IO。

1. 要使用Adafruit IO，首先，您必须在Adafruit IO上创建一个帐户。要做到这一点，请访问Adafruit IO网站，点击屏幕右上方的“免费开始”。

2. 在完成帐户创建过程后，登录您的帐户并单击右上角的“AIO密钥”以获取您的帐户用户名和AIO密钥。

当你点击“AIO密钥”，一个窗口将弹出你的Adafruit IO AIO密钥和用户名。复制此密钥和用户名，稍后将在代码中用到。

3. 现在，在此之后，您需要创建一个提要。要创建提要，请单击“feed”。然后点击“Actions”，然后点击“Create a New Feed”，如下图所示。

4. 在此之后，将打开一个新窗口来输入提要的名称和描述。书写描述是可选的。

5. 点击“创建”，然后;您将被重定向到新创建的提要。

在这个项目中，我们总共创建了三个馈源——电磁阀、湿度数据和LED。

创建提要之后，现在创建Adafruit IO仪表板，以便在单个页面上显示所有这些提要。要创建仪表板，请单击dashboard选项，然后单击“Action”，然后单击“create a New dashboard”。

在下一个窗口中，输入仪表板的名称并单击“Create”。

6. 随着仪表板的创建，我们将向仪表板添加提要。要添加提要，请单击右上角的“+”。

首先，我们将添加两个切换按钮块来控制LED和电磁阀。然后是一个用于湿度数据的图形块。

要在仪表板上添加按钮，请单击Toggle块。

在下一个窗口中，它将要求您选择提要，因此单击LED提要。

之后，按照相同的步骤为电磁阀创建另一个Toggle按钮块。

7. 现在要在仪表板上添加图形，请遵循相同的过程，但不是创建RESET块，而是为图形视图创建折线图块。

在创建了所有的块之后，我的仪表板看起来是这样的：

您可以通过单击设置按钮来编辑仪表板。

智能灌溉系统的NodeMCU编程

要对NodeMCU进行智能灌溉系统编程，请将NodeMCU用Micro USB电缆连接到笔记本电脑上，然后打开Arduino IDE。在这个程序中，只有Adafruit MQTT库被用作外部库。你可在此下载资料库：

Adafruit_MQTT.h

要用Arduino IDE编程NodeMCU，请进入File - > preferences - >Settings。

在“附加板管理器URL”字段中输入，然后单击“确定”。

现在转到Tools > Board > Boards Manager。

在板管理器窗口中，在搜索框中输入esp， esp8266将在下面列出。现在选择最新版本的电路板并单击install。

安装完成后，进入“工具>单板> NodeMCU 1.0(ESP-12E模块)”。现在您可以使用Arduino IDE对NodeMCU进行编程。

完整的代码在本教程的末尾给出，在这里我们一步一步地解释程序，以便您可以轻松地理解这段代码的工作。

通过包含所有必需的库开始编写代码。

然后包括从Adafruit IO服务器复制的WiFi和Adafruit IO凭据。这些将包括MQTT服务器、端口号、用户名和AIO密钥

设置你要发布内容的提要。这里，AgricultureData是提要名称。

设置你订阅的订阅源。这里的“LED”和“Pump”是feed的名称。

从A0引脚读取LDR读数并比较读数。如果读数小于200，则打开LED，否则关闭LED。

从传感器读取湿度读数，并将读数与所需值进行比较。如果低于所需值，则打开水泵，否则关闭水泵。

每5秒将湿度数据发布到Adafruit IO feed。

阅读订阅的提要。如果字符串是‘ OFF ’，然后打开LED/水泵，如果字符串是‘ on ’，然后关闭LED/水泵。

最后，这是水分数据在Adafruit IO仪表板上的样子：

这就是基于NodeMCU的物联网智能灌溉系统的工作原理。你可以扩展这个项目，使用更多的传感器来测量其他参数，如湿度、压力、温度等。我们之前已经建立了一个基于ESP8266的气象站来读取所有这些值。

本文编译自iotdesignpro