一、项目思路

为了制造适合花卉生长的环境，设计以一个智能养花系统，系统方案如下：主要有土壤湿度传感器、DHT11环境温湿度传感器、水泵、加湿器、继电器模块、WIFI模块、人机交互模块组成。

主要功能如下：

• 通过DHTA11温湿度传感器测量环境温湿度，并处理。当温度传感器测量环境温度，并在温度高于高温阈值时打开风扇进行通风进行降低环境温度；在温度低于低温阈值的时候关闭风扇。当环境湿度低于湿度阈值的时候控制加湿器进行加湿操作；在湿度高于湿度阈值时候关闭加湿器。

• 通过土壤湿度传感器测量土壤湿度，当土壤湿度低于设定阙值时，开启水泵浇水，当土壤湿度高于设定阙值时，关闭水泵。

• 水泵和加湿器有继电器控制。

• 通过按键可以设置土壤湿度的阙值、环境湿度阙值

• LCD液晶显示当前环境温湿度、土壤湿度、土壤湿度的阙值、环境湿度阙值和工作模式

• 系统两种工作模式，自动模式和手动模式

二、方案框图

本次项目的主要框图如下，使用的是得捷的Scheme-it来设计框图，非常便捷。

链接如下：https://www.digikey.cn/schemeit/project/基于esp32简易智能养花系统的框图设计-caa623ac2bc04131995ef3cdd3b95f67

主要元器件：

• 乐鑫ESP32-WROOM-32 
• 土壤湿度传感器
• 温度传感器：DHT11
• 水泵
• 继电器模块
• 超声波雾化器

三、硬件电路

1.主控芯片：乐鑫ESP32-WROOM-32 

Schtoeta的 ESP32-WROOM-32 是一款功能强大的通用 Wi-Fi +BT +BLE MCU 模块，适用于从低功耗传感器网络到最苛刻任务的各种应用，如语音编码、音乐流媒体和 MP3 解码。

该模块的核心是 ESP32-D0WDQ6 芯片。嵌入式芯片设计为可扩展，适应性强。有两个 CPU 内核可以单独控制，CPU 时钟频率可在 80 MHz 到 240 MHz 之间调节。用户还可以关闭 CPU 并利用低功耗协处理器来持续监视外围设备的变化或阈值跨越。ESP32 集成了丰富的外设，包括电容式触摸传感器、霍尔传感器、SD 卡接口、以太网、高速 SPI、UART、I²S 和 I²C。

蓝牙、低功耗蓝牙和 Wi-Fi 的集成带来了功能齐备的模块，并确保了广泛的适应性。使用 Wi-Fi 可以通过 Wi-Fi 路由器实现大范围的物理范围和直接连接到互联网，而使用蓝牙可以让用户方便地连接到手机或广播低功耗信标以进行检测。ESP32 芯片的休眠电流小于 5μA，因此适用于电池供电和可穿戴电子应用。该模块支持高达 150 Mbps 的数据速率和天线的 20 dBm 输出功率，以确保最宽的物理范围。因此，该模块提供业界领先的规格和电子集成、范围、功耗和连接的最佳性能。

为 ESP32 选择的操作系统是带有 LwIP 的 freeRTOS；同时内置硬件加速的TLS 1.2。还支持安全（加密）无线 (OTA) 升级，因此用户即使在发布后也能以最低的成本和精力升级其产品。

2.土壤湿度传感器

土壤湿度传感器模块，3.3V-5V供电，产品可以宽范围测量土壤的湿度，支持模拟量输出和数字两输出。本系统采用开发板的ADC通道测量AO小板模拟量输出值进而转化为土壤湿度百分比。

3.DHT11温湿度模块

DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器 其精度湿度±5%RH， 温度±2℃，量程湿度5~95%RH， 温度-20~+60℃。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，使其成为该类应用中，在苛刻应用场合的最佳选择。产品为4针单排引脚封装，连接方便。

4.水泵

水泵采用低压5V水泵，水泵两个线，黑线接地。红线通过继电器连接5V电源。

5.超声波雾化器

雾化器也是采用低压5V水泵，黑线接地。白线线通过继电器连接5V电源。

6.继电器模块

继电器采用4路带光耦隔离的继电器，分别控制加湿器、水泵和风扇通风。
继电器的通道1、通道2、通道3分别接MCU的P113、P114和P115引脚上。这三个引脚均设置为输出。

四、总结

非常感谢能参加FastBond2，使我收获良多。