节水灌溉

ESP32-S2无线WiFi技术,智能农业灌溉节水控制应用

 

以wifi模组为基础的远程监测节水灌溉系统,农业智能灌溉节水系统它可以远程监测现场环境的温度、湿度、以及通过云传输的数据进行分析,可自动控制内部环境参数、施肥、灌溉等设备。


同时,还可通过手机、串口、微机及其他用户终端动态地将监控信息推给管理者,通过分析采集信息控制灌水量。


通过对终端的多样化,为农业生产现场环境的信息化提供了更大的方便,智能化的远程监测,主要是依靠信息感知技术、网络通讯技术、自动控制技术等先进技术。


作为终端应用平台,可以控制灌溉用水的浪费,大大降低了人工成本,实现了无人值守,正确调节环境,实现高效节水。


该系统包括硬件设备、单片机模块、被控器模块、无线WiFi通信模块、物联网云服务器等,它是根据农产品温度、湿度信息,自动完成实时灌水。


无线WiFi技术应用,ESP32-S2 是一款高度集成、高性价比、低功耗、主打安全的单核Wi-Fi SoC,具备强大的功能和丰富的 IO 接口,多样的HMI应用。


基于 RSA-3072 算法的安全启动;基于 AES-128/192/256-XTS 算法的 Flash 加密;保护私钥和设备机密不受软件访问;密码加速器提高云连接性能;有效抵抗物理故障注入攻击。


感应器利用无线传感网络作为农业信息感知的硬件设备,把结果提供给生产者,主要用于收集农业资源的各种信息,如种植过程中的温湿度、湿度等参数。


作为主控芯片传输所采集的数据到微处理器模块。路由器热点可以通过远距离wifi模组WiFi无线模块连接,实现数据与主芯片间的通信。


ESP32-S2 集成了丰富的外围设备,有 43 个可编程 GPIO,可以灵活配置为 USB OTG、LCD 接口、摄像头接口、SPI、I2S、UART、ADC、DAC 等常用功能。


ESP32-S2 具有 LCD 接口和 14 个可配置的电容触摸 GPIO,可为基于触摸屏和触摸板的设备提供良好的HMI解决方案。


数据经过路由器的中转传送,传输到远端云服务器后,利用平台进行数据处理和存储,这样,农业管理员就可以通过网络来存储数据,并进行分析决定,指令以继电器开关作为智能灌溉系统中的受控终端,LED灯照明进行数据反馈和控制。


灌水模块是本设计的一个重要部分,所谓智能灌水,先要具备自动灌水的能力,通过数据分析,什么时候要开水泵,什么时候要开水泵,什么时候要关上水泵,停止灌溉。


水平潜水电泵作为潜水泵的一种,具有体积小、携带方便等优点,可广泛用于农业生产。ESP32-S2 的工作温度是 -40 °C~125 °C,适用于各类工业、消费和照明应用。


在WiFi技术的基础上,设计了一套智能灌溉系统,将这些不同的元件结合起来,各部件各有不同的功能,缺一不可,把各个部件连接起来,组成一个整体控制系统。


在发现合适的WiFi网络后,传感器将采集到的数据传送给上位机和云平台,如果不能达到标准的环境参数值,就会对相关数据进行处理,判断是否为自动模式,再反馈给受控设备,并作出反应。


智能灌溉节水系统管理软件,可直接发出指令操纵整个系统,软件界面显示温、湿度信号的实时变化,并显示各灌溉阀的执行按钮,充当灌溉部门对各湿度传感器的远程管理工作。


智能化灌溉节水系统的上位机软件接口主要包括串口传输、接收信息、发送信息及数据存储模块。上位机给系统发出控制指令,以保证各模块的正常工作。


为适应不同的环境,设置了阈值。远程设备控制部分的状态可通过按钮实时反映。油泵打开时,按钮上的红色指示灯亮,红色灯熄灭时是关机。在自动模式下,按钮的绿灯将被打开,绿灯熄灭时将处于手动模式。


基于WiFi技术和物联网感应的智能农业实时监测系统。将各种传感器探测到的数据上传到云平台上,并实时上传数据,使用户能够随时查看参数数据,监测农业生产环境,实现农业灌溉自动化。