基于树莓派的智能云灌溉系统设计*

黄金秋，魁艺于，寇耀文，高伊慧，陈 堃，刘 燕，陈兴文

(大连民族大学信息与通信工程学院，辽宁 大连 116600)

1 设计背景

随着物联网技术的推广和智能终端的普及，基于万物互联的无人化精细管理模式正在改变人们的生产生活方式，特别是给传统农业的生产方式带来了重大变革，已经受到越来越多的农户关注。本设计以中小规模农户对农作物灌溉的设计需求，利用WiFi无线局域网来构建一个C/S架构的智能云灌溉系统。其中农作物环境参数测控模块由树莓派嵌入式平台实现，用户手机端通过APP和WiFi“云”实现数据的远程实时监控和对灌溉设备的远程操作[1]。这种解决方案为农户提供了随时随地远程监控和管理农场，系统具有实现成本低、可扩展性强、部署方便、操作和维护简单等特点。

2 系统的硬件设计

本次设计的智能云灌溉系统主要分几个功能模块：树莓派控制系统模块、数据采集模块、灌溉控制模块和WiFi“云”控制模块。其中数据采集模块通过与树莓派数据交换，实现空气的温湿度、光照度、土壤温湿度、土壤酸碱度、二氧化碳浓度等信息进行采集；树莓派依据收到的采集信息，进行处理、储存、显示、远程数据传输，及向灌溉控制模块输出指令。系统硬件总体设计如图1所示。

图1 智能云灌溉系统硬件总体设计框图

2.1 土壤湿度检测

土壤湿度检测主要用来测量土壤容积含水量，将传感头埋在作物根部来监测根部土壤的水分，该传感器经信号变换电路将采集数据传至主控制器，由主控制器决定输出控制。……