基于树莓派的自动化灌溉系统设计

隋大鹏

（东北农业大学，黑龙江 哈尔滨 150030）

随着现代科技的不断发展，农业自动化设备也不断增加，更加先进的自动化智能喷灌、滴灌设备也开始逐步替代传统的灌溉设备。同时，物联网技术也在不断的发展，远程控制的智能灌溉系统也得到了很好的应用，管理员可以远程管理、查看农作物的生长情况及环境状态。

1 硬件设计

本系统使用树莓派IV硬件作为系统的主处理器，输入信息为土壤湿度传感器及空气的温度、湿度传感器，输出设备选用直流电机泵。

1.1 树莓派

树莓派作为一个可以独立运行Linux的微型计算机，它的成本非常低廉，重量轻，接口丰富，支持即插即用，可直接控制继电器等设备。所以，本灌溉系统采用树莓派作为主控制器。

1.2 传感器

本系统采用的土壤湿度传感器型号为SMTS-II-U，空气温湿度传感器型号为DTH11，光照强度传感器型号为BH1750FVI。因为数字量传感器会比模拟量传感器有更好的抗干扰能力，在数据传输时不易受到环境噪声的影响，可以最大限度降低环境对监测结果的影响，所以本次选用的上述传感器都是数字传感器。

1.3 灌溉系统.

于本系统的实验对象为盆栽黄豆，因其供水量较小，所以直流电机加蠕动泵就可以满足实验需求。

2 系统软件设计

本灌溉系统的主控制程序是在树莓派IV推荐的Raspbian系统上运行的。编写主程序使用的软件为Python3.8.1，Web框架为Web应用-Flask框架，前端Web页面采用B/S结构，数据库软件为MySQL。

2.1 控制系统设计

本系统使用Python作为控制程序的主要语言，只需导入模块就可以读取各个传感器的数据及对输出蠕动泵的PWM控制，最后导入Flask模块搭建Web服务器，提供远程访问、控制服务。……