本文采用的是水位傳感器/雨滴檢測傳感器Water Sensor，其原理與土壤濕度傳感器相同。

3.3.4光照強(qiáng)度傳感器

市面上可用的光照強(qiáng)度檢測模塊主要分為兩種，一種是利用光敏電阻獲得光照強(qiáng)度的模擬信號(hào)輸出，該傳感器價(jià)格最為低廉，但需要自己構(gòu)建光照強(qiáng)度與模擬信號(hào)直接的對(duì)應(yīng)公式。另一為內(nèi)置ADC轉(zhuǎn)換的數(shù)字式光照強(qiáng)度傳感器，我們采用的就是該類型傳感器---BH1750。其不區(qū)分環(huán)境光源，可忽略復(fù)雜計(jì)數(shù)與標(biāo)定。利用內(nèi)置16bit的AD轉(zhuǎn)換電路，直接輸出0 ~ 65535lx。

3.4執(zhí)行部分

3.4.1補(bǔ)光燈

植物的生長離不開陽光，若長期缺乏光照則會(huì)出現(xiàn)生長緩慢，葉片小而色淡，莖細(xì)長不開花等問題。為了解決以上困擾同時(shí)避免花盆的頻繁搬動(dòng)，我們采用LED燈補(bǔ)光的解決方案。

結(jié)合常見LED光譜波段表及植物吸收的光譜，采用紅：藍(lán) = 2：1的LED組合燈帶。

3.4.2電磁閥

土壤濕度的補(bǔ)償方面，若采用傳統(tǒng)的水泵，則需要較大功率的輸出，為我們的供電模塊帶來較大的壓力，因而改用電磁閥與高水位勢(shì)能做工的方式，減少控制部分的總功率。

3.5數(shù)據(jù)交互部分

3.5.1WiFi模塊

增加該模塊的初衷為1.0版本的交互方式較少，若不打開APP查看，則無法獲取花盆實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。因而添加該模塊，目前僅作數(shù)據(jù)顯示使用，尚無菜單與按鍵等互動(dòng)。

3.5.3CH340模塊

該模塊主要用于串口調(diào)試。

四、軟件設(shè)計(jì)

4.1驅(qū)動(dòng)

4.1.1DS18B20驅(qū)動(dòng)

4.1.2GY-30（BH1750）驅(qū)動(dòng)  

4.1.3OLED（SSD1306）驅(qū)動(dòng)

<此處文字、代碼所占篇幅較多，需要跳轉(zhuǎn)鏈接，建議或搜索 智能花盆2.0驅(qū)動(dòng)，或查看原文>

4.2主控邏輯

系統(tǒng)在上電后開始工作：首先完成的是各模塊的初始化以及機(jī)智云協(xié)議初始化，隨后在OLED上顯示開機(jī)動(dòng)畫，ESP8266開啟機(jī)智云一鍵配置。繼而進(jìn)入循環(huán)檢測傳感器數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至OLED顯示；隨后進(jìn)行模式判斷，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能化。為避免頻繁的數(shù)據(jù)上傳導(dǎo)致APP端控制命令沖突，在數(shù)據(jù)上傳前，需獲取計(jì)數(shù)器的值，實(shí)現(xiàn)非阻塞的延時(shí)上傳。最后檢測是否有云端控制命令，如有則進(jìn)行對(duì)應(yīng)的處理。在步入下一循環(huán)之前，須檢測是否系統(tǒng)異常，如存在異常則結(jié)束工作，如無異常則開始下一次循環(huán)。

4.3機(jī)智云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的協(xié)議

4.3.1數(shù)據(jù)格式

1) 包頭(header)固定為0xFFFF；

2) 長度(len)是指從cmd 開始到整個(gè)數(shù)據(jù)包結(jié)束所占用的字節(jié)數(shù)；

3) 命令字（cmd）表示具體的命令含義，詳見協(xié)議舉例；

4) 消息序號(hào)(sn)由發(fā)送方給出,接收方響應(yīng)命令時(shí)需把消息序號(hào)返回給發(fā)送方；

5) 標(biāo)志位（flag），本產(chǎn)品填寫默認(rèn)0；

6) payload（p0數(shù)據(jù)區(qū)），詳細(xì)參見p0 數(shù)據(jù)區(qū)約定；

7) 檢驗(yàn)和(checksum)的計(jì)算方式為從len～DATA，按字節(jié)求和；

8) 所有發(fā)送的命令都帶有確認(rèn),如在200 毫秒內(nèi)沒有收到接收方的響應(yīng),發(fā)送方；應(yīng)重發(fā),最多重發(fā)3 次；

9) 多于一個(gè)字節(jié)的整型數(shù)字以大端字節(jié)序編碼（網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序）；

“p0 數(shù)據(jù)區(qū)約定”有如下功能：

1) WiFi模塊向MCU發(fā)送控制命令時(shí)攜帶p0 命令和命令標(biāo)志位以及可寫數(shù)據(jù)區(qū)

2) MCU主動(dòng)發(fā)送狀態(tài)時(shí)或者回復(fù)模塊的狀態(tài)查詢時(shí)攜帶p0命令和完整數(shù)據(jù)區(qū)

3) 數(shù)據(jù)區(qū)會(huì)自動(dòng)合并布爾和枚舉變量，且有嚴(yán)格的順序，不可任意改變

上傳協(xié)議P0區(qū)：action(1B) + dev_status(11B) ;

下達(dá)協(xié)議p0區(qū)：action(1B) + attr_flags(1B) + attr_vals(6B)

4.3.2數(shù)據(jù)上報(bào)

4.3.3下行控制

4.4Gizwits運(yùn)作流程

起始工作是對(duì)外設(shè)、用戶和協(xié)議等的初始化。當(dāng) WiFi 通過串口設(shè)備配置并成功連接云平臺(tái)后，ESP8266將不斷收到來自云端的數(shù)據(jù)點(diǎn)和狀態(tài)信息。這些信息在接收完成后，會(huì)以GAgent協(xié)議幀的方式傳遞給主控芯片，而主控芯片再則將其放入緩沖區(qū)，之后進(jìn)行抓包解析，并進(jìn)行事件的處理，也就是下行的動(dòng)作執(zhí)行。如果再有上行數(shù)據(jù)采集，主控芯片將收到到數(shù)據(jù)處理為協(xié)議幀發(fā)送給WiFi 設(shè)備，再由WiFi負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒��?wù)器。

五、裝配與測試

本文使用的方法是先將各模塊調(diào)通，再組合在一起，組合時(shí)電源問題凹顯，于是買了一個(gè)多路電源模塊。外型部分目前僅用角鋼切割組成支架，算是半成品吧。

機(jī)智云APP互動(dòng)界面與實(shí)物圖

視頻地址：https://www.bilibili.com/video/av53274806

六、存在問題與改進(jìn)建議

6.1傳感器數(shù)據(jù)異常

解決辦法，數(shù)據(jù)采集后經(jīng)濾波處理，立Flag，近期出。

6.2運(yùn)行日志

改用SD卡存儲(chǔ)設(shè)備運(yùn)行日志

6.3外型改進(jìn)

智能花盆支架--->將設(shè)備整合到花盆內(nèi)，為此應(yīng)該要自己畫PCB..

6.4傳感器升級(jí)

持續(xù)優(yōu)化傳感器部分，例如采用博世BME280環(huán)境溫濕度大氣壓三合一傳感器替代DS18B20實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集寬度上的升級(jí)。

6.5交互升級(jí)

未來可增加按鍵實(shí)現(xiàn)OLED菜單選擇；增加蜂鳴器實(shí)現(xiàn)報(bào)警提醒，增加LED狀態(tài)指示燈提示供電狀態(tài)與工作模式。

6.6自建服務(wù)器

使用自建服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)常見植株的最適宜生長環(huán)境，為自動(dòng)化控制提供更智能的選擇。

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