基于arduino，利用太阳能、雨水的节能免管理菜园灌溉系统

walseleon

整个系统的构思是利用太阳能和雨水，结合低功耗物联网控制设备，实现节能的菜园自动化管理。包括环境的温湿度控制，土壤的湿度保持，化肥、农药、除草剂的定时施放（如希望无公害，可以免去），太阳能的利用，雨水的自动化收集，以及根据需求定制功能。
先上一个理想化整体拓扑图：

空中菜园拓扑图

目前，暂时先实现了太阳能的利用，环境温湿度检测，土壤的湿度保持，其它功能在持续开发中。

最开始使用的是UNO板，在实现上述几项功能之后，UNO板的存储和运算达到阈值，后来更换为MEGA板，性能暂时满足使用。

uno板

程序差不多之后，各项传感器、太阳能板、蓄电池等也陆续到货。

空中菜园组装

搞了个电表箱，把所有的东西装在了里面，由于没有安装板，用了个亚克力板，打了几个洞，板子什么的算是有地方可以挂了。
由于白天需要上班，不能实时的知道菜园的环境和土壤情况，想随时知道菜园状态成了个问题。于是在aruino板上加装了一块W5100网络板，连到了家里的路由器上，但现在的网络没有公网IP地址，想要访问内网中的内网必须要经过公网转发。好在我有一个VPS，于是在VPS上安装了frp，与家里的树莓派通过frp连接，实现内网穿透，再通过树莓派安装nginx反向代理到同一个内网的arduino板上，最终实现互联网访问的目的。W5100板的连接数有限，好像是5个，也就是同时只能容纳5个人访问，所以我截了个图在下面，访问不了的可以看图。

网址：http://status.kongzhongcaiyuan.cn:7001

空中菜园状态

通过上面的网址，可以监控到菜园的大部分状态，程序也在不断的修改完善中，后面会增加更多的传感器在上面，考虑到公网的公开性，暂时不会增加网页控制功能。

南苍

膜拜大佬

keliyuan

土壤湿度传感器，工作环境很差，加上化肥的腐蚀，网上买的那种普通土壤湿度传感器，寿命很短。
用不锈钢丝（自行车不锈钢辐条或氩弧焊焊丝，烧烤串不锈钢丝）环氧板或塑料板，接线头用哥俩好或环氧胶密封。自制寿命长，可靠，成本低。
不同的浇灌方式，需要土壤湿度传感器多个点检测，才能保证测量准确。

不知你方便打井吗？
可以建蓄水池，池子边打水井，雨水收集进蓄水池，水池满后，可以用水井做蓄水池。
浇水采用滴灌或喷灌，节水，节能。

农业现代化是趋势，农业的东西要讲求成本不能太高，可靠性要好，不要太复杂，简单好维护。

walseleon

keliyuan 发表于 2020-4-30 19:32
土壤湿度传感器，工作环境很差，加上化肥的腐蚀，网上买的那种普通土壤湿度传感器，寿命很短。
用不锈钢丝 ...

没错，网上买的传感器寿命非常短，用不了一个月就不行了，之前 没经验，因为这个传感器腐蚀坏了的原因，导致探测不到土壤湿度，一直浇了半天水，浪费了好多。

现在换了不锈钢的探针，但是湿度精度很差，放在水里测出来的湿度也才只有50多，不知道是不是因为不锈钢本身的电阻太大造成的，你做的精度怎么样，看一下你做的成品的照片，给点启发，这些天一直被这个问题困扰。

另外浇灌的方式，喷灌是不是不如滴灌。

现在还处在摸索的阶段，最终的目标也是做成可靠性高，成本低，免维护，傻瓜式使用方式，云端的成品，还有很长的一段路要摸，希望坛里的大佬不吝赐教。

keliyuan

walseleon 发表于 2020-5-2 19:00
没错，网上买的传感器寿命非常短，用不了一个月就不行了，之前 没经验，因为这个传感器腐蚀坏了的原因， ...

不锈钢针电阻大，电阻跟与土壤的接触面积有关，间距可以小一点，面积可以大一点用稍微粗些的不锈钢针，用扁的不锈钢最好，平面正对。程序数据要适当修改。传统的商用温湿度传感器都是这种结构，头都是不锈钢材质。用1-2个月要拔出来清除表面锈蚀。优势在于简单，便宜，可靠。  我还考虑过，有种材料碳棒，电阻小，化学性质稳定，耐腐蚀，不需要清理，但材质太脆，不适合拔插，只能用于固定位置。




商用有很好的，管式土壤墒情监测仪，不知制作原理，价格高昂，上千块，不太适合小型温室。
有知道原理的小伙伴，探讨下！








滴灌是最节水高效的方式，技术，配套件多，成本稍高点，适合生长周期长的 作物，喷灌适合野菜生长周期短，水培植物等，这个要依据不同作物来选择。

我是看到你图中使用的湿度传感器（说白了就是玩具），为了让你少走弯路，特意提醒。
还有一点，图中，连线接头，如果是实验，这样没问题，如果要长期使用，建议尽量减少接头，尽量避免使用插针，能改的改为螺丝压接，如果腐蚀严重，可以在接头涂薄薄一层凡士林或润滑脂。然后用胶带缠一下，防止凡士林沾灰。插针也这样处理，大大减小接触不良的产生。1年也就是检查1-2次，没问题基本是免维护。

如果不处理，插针都是铁镀金，在这种潮湿环境，用一段时间出现问题，查找故障点将非常头疼，拔下来插上好了，过几天又出问题，找不出问题在哪里。

线路板有条件，要浸蜡，做防水处理，用点燃的蜡烛，滴一些到板子上，不要滴到插针上，然后用打火机或蜡烛慢慢烤融化均匀的bobo涂一层即可防水，妨潮湿腐蚀线路板。将来维修也没有影响，用蜡烛一烤就化了。

walseleon

keliyuan 发表于 2020-5-4 15:46
不锈钢针电阻大，电阻跟与土壤的接触面积有关，间距可以小一点，面积可以大一点用稍微粗些的不锈钢针，用 ...

所有的设备都不是用的商用产品，基本上都是做实验用的那种，所以在精度和耐久性上都有缺陷，目的在于先探索出一种成熟的模式，待模式出来之后再去考虑细枝末节的东西，没有理论基础一切都是空谈，现在谈长远的东西都是空中楼阁，落不了地，就好比现在所有成熟的新技术，新产品全都是实验室里出来的一样，先“有”再解决现实的问题，现在这个东西其实还处在“无”的阶段。
我感觉你应该在这方面也有过相当的研究，不然不可能有这么细致的回答，我还是想和你在关于怎么“有”的方面多些沟通，或者说是你对这个模式有什么成熟的建议或意见，我们交流一下。

柚屿v

楼楼，求分享详细资料~

walseleon

柚屿v 发表于 2021-1-27 12:13
楼楼，求分享详细资料~

私信

柚屿v

walseleon 发表于 2021-2-20 10:34
私信

楼楼，私信发不出去，我被权限限制了。。。。。