一、创意方向介绍

目前，国内农田的智能化程度较低，很大程度上依旧依赖于人工照看，大范围灌溉。由于对人力的需求，使得规模化农场的出现变得困难。大范围灌溉也会造成大量的水资源浪费，以及土壤板结等情况。依赖于大量的太阳能供电的物联网灌溉设备，可以实现节水，全天监控等功能。

二、框图

使用esp32的wifi-mesh功能实现该设备阵列组网，上图为单个设备的示意图。

使用摄像头实时监看农田。

使用太阳能板作为系统的供电，使用电池作为后备，可以降低对市电的需求，甚至免于接驳电线。

通过继电器控制水泵，完成土壤灌溉。

通过土壤湿度传感器监测土壤湿度，在建立一系列土壤湿度梯度的模型后，可以较为准确的预估整块农田的湿度。

三、器件选型

3.1 主控

该系统主要需要原生的低功耗WIFI支持、wifi-meshi功能，以及低功耗处理器。因此选用ESP32-C6，以下是其部分特性。

ESP32-C6 是乐鑫首款支持 Wi-Fi 6 的 SoC，集成 2.4 GHz Wi-Fi 6、Bluetooth 5 (LE) 和 802.15.4 协议，能够为物联网产品提供行业领先的射频性能、完善的安全机制和丰富的内存资源。它搭载一个时钟频率最高 160 MHz 的高性能 RISC-V 32 位处理器，和一个时钟频率最高 20 MHz 的低功耗 RISC-V 32 位处理器，内置 512 KB SRAM，320 KB ROM，并支持外接 flash。ESP32-C6 拥有 30 个 (QFN40) 或 22 个 (QFN32) 可编程 GPIO 管脚，支持 SPI、UART、I2C、I2S、RMT、TWAI、PWM、电机控制 PWM 和 SDIO。它还集成了一个 12 位 ADC 和一个温度传感器。 

3.2 摄像头模块

此处摄像头要求不高，500万像素的1080p摄像头已经可以满足要求。此处采用应用较为广泛的OV5640摄像头。其具有以下特点。500万像素，2K分辨率，可以以1080p@30的规格录像。

3.3 水泵

需要注意，根据农田大小以及设备间隔，选用合适的水泵。

3.4 土壤湿度传感器

由于需要长时间暴露在土壤中，因此建议采用电容式土壤湿度传感器。

四、总结

本项目设计了一款分布式的农田管理装置，具有任意扩展性，通过多重组网增加了系统的稳定性，并能自动化扩展。该装置具有湿度监测，灌溉、视频监控等功能，可以极大程度上帮助实现农田智能化发展。