任務(wù)二智能綠化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的安裝與調(diào)試【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解pH值傳感器、土壤濕度傳感器的工作原理。2．了解pH值傳感器、土壤濕度傳感器的引腳定義及接線方法。3．能正確連接溫濕度傳感器、pH值傳感器、土壤濕度傳感器、光敏傳感器等硬件設(shè)備。4．能正確連接

OLED

顯示屏模塊，獲取溫度、pH

值、光照強(qiáng)度、土壤濕度等數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)顯示在OLED顯示屏上。5．培養(yǎng)生態(tài)可持續(xù)意識(shí)?！救蝿?wù)情景】智能綠化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)是智慧社區(qū)不可或缺的一部分，可以自動(dòng)灌溉植物，包括草坪、樹(shù)木、名貴花卉等，還可以自動(dòng)對(duì)植物進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，大大地解放勞動(dòng)力。在本任務(wù)中，使用能檢測(cè)環(huán)境溫度、pH值、光照強(qiáng)度、土壤濕度等的傳感器設(shè)計(jì)并制作一個(gè)小型智能綠化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)?！救蝿?wù)分析】要了解環(huán)境的溫度、pH值、光照強(qiáng)度、土壤濕度等參數(shù)，才能為不同的綠植定制個(gè)性化的養(yǎng)護(hù)需求，實(shí)現(xiàn)智能綠化養(yǎng)護(hù)。本任務(wù)可以使用溫濕度傳感器、pH值傳感器、土壤濕度傳感器、光敏傳感器等搭建智能綠化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)。由于實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地受限，本任務(wù)使用物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)套件來(lái)制作一個(gè)小型驗(yàn)證機(jī)，模擬實(shí)現(xiàn)智能綠化養(yǎng)護(hù)?！鞠嚓P(guān)知識(shí)】一、pH值傳感器二、土壤濕度傳感器一、pH值傳感器pH值是指溶液中氫離子的濃度，通常用于評(píng)估溶液的酸堿度。pH值傳感器是一種用于測(cè)量溶液中氫離子濃度的傳感器。pH值傳感器通過(guò)測(cè)量溶液中的電位來(lái)確定溶液的pH值。pH值傳感器由玻璃電極和參比電極兩個(gè)部分組成。其中，玻璃電極是一個(gè)非常薄的玻璃膜，其表面涂有一層導(dǎo)電材料。當(dāng)玻璃電極接觸到溶液時(shí)，電極表面的導(dǎo)電材料會(huì)吸附溶解的氫離子，形成電荷，這個(gè)電荷可以通過(guò)電路進(jìn)行測(cè)量，從而確定溶液的pH值。pH值傳感器通?？梢詼y(cè)量的pH值范圍為0～14。當(dāng)pH值為7時(shí)，溶液為中性；當(dāng)pH值小于7時(shí)，溶液為酸性；當(dāng)pH值大于7時(shí)，溶液為堿性。二、土壤濕度傳感器土壤濕度傳感器是一種用于測(cè)量土壤中水分含量的傳感器。土壤濕度傳感器如圖4-10所示。土壤濕度傳感器的工作基于電導(dǎo)率或電容原理。以下是兩種常見(jiàn)的土壤濕度傳感器。1．電導(dǎo)率傳感器電導(dǎo)率傳感器使用兩個(gè)或多個(gè)電極將電流通過(guò)土壤傳導(dǎo)，從而測(cè)量土壤的電導(dǎo)率。水分含量高的土壤具有較高的電導(dǎo)率，而干燥的土壤具有較低的電導(dǎo)率。通過(guò)測(cè)量電導(dǎo)率的變化，可以推測(cè)土壤濕度。2．電容傳感器電容傳感器通過(guò)測(cè)量土壤與電極之間的電容來(lái)估計(jì)土壤濕度。土壤的介電常數(shù)與其含水量成正比，通過(guò)測(cè)量土壤與電極之間的電容變化，可以推測(cè)土壤濕度的變化?！炯寄苡?xùn)練】活動(dòng)一

組裝設(shè)備活動(dòng)二

編寫(xiě)圖形程序活動(dòng)三

解讀程序代碼活動(dòng)四上傳與調(diào)試程序活動(dòng)一組裝設(shè)備一、梳理設(shè)備控制的邏輯關(guān)系本任務(wù)中，通過(guò)溫濕度傳感器、pH

值傳感器、土壤濕度傳感器、光敏傳感器采集數(shù)據(jù)，并通過(guò)OLED顯示屏將數(shù)據(jù)顯示出來(lái)，同時(shí)根據(jù)獲取的土壤濕度控制電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。能綠化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)備控制邏輯關(guān)系活動(dòng)一組裝設(shè)備二、組裝硬件設(shè)備智能綠化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)備引腳連接溫濕度

傳感器引腳光敏

傳感器引腳pH值

傳感器引腳OLED

顯示屏引腳土壤濕度

傳感器引腳電機(jī)驅(qū)動(dòng)

模塊引腳Arduino

開(kāi)發(fā)板引腳VCCVCCVCCVCCV+5VGNDGNDGNDGNDG?GNDOUT

22

OUT

A0

T

A1

S

A2

SCK

21

SDA

20

IN123活動(dòng)一組裝設(shè)備二、組裝硬件設(shè)備（1）將溫濕度傳感器的VCC引腳、光敏傳感器的VCC引腳、pH值傳感器的VCC引腳、OLED顯示屏的VCC引腳、土壤濕度傳感器的V引腳、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的+引腳、Arduino開(kāi)發(fā)板的5V引腳都接在供電接口上。（2）將溫濕度傳感器的GND引腳、光敏傳感器的GND引腳、pH值傳感器的GND引腳、OLED顯示屏的GND引腳、土壤濕度傳感器的G引腳、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的-引腳、Arduino開(kāi)發(fā)板的GND引腳都接在接地接口上。（3）溫濕度傳感器的OUT引腳可以接到Arduino開(kāi)發(fā)板的引腳22上。（4）光敏傳感器的OUT引腳可以接到Arduino開(kāi)發(fā)板的A0引腳上。（5）pH值傳感器的T引腳可以接到Arduino開(kāi)發(fā)板的A1引腳上。（6）土壤濕度傳感器的S引腳可以接到Arduino開(kāi)發(fā)板的A2引腳上。（7）OLED顯示屏的SCK引腳可以接到Arduino開(kāi)發(fā)板的引腳21上。（8）OLED顯示屏的SDA引腳可以接到Arduino開(kāi)發(fā)板的引腳20上。（9）電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的IN1引腳可以接到Arduino開(kāi)發(fā)板的引腳23上?；顒?dòng)一組裝設(shè)備三、組裝設(shè)備的注意事項(xiàng)如下（1）溫濕度傳感器的VCC引腳、光敏傳感器的VCC引腳、pH值傳感器的VCC引腳、OLED顯示屏的VCC引腳、土壤濕度傳感器的V引腳、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的+引腳、Arduino開(kāi)發(fā)板的5V引腳都接在供電接口上，可以通過(guò)面包板實(shí)現(xiàn)并聯(lián)。（2）電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊需要5V電源模塊。（3）連接線上的引腳較尖銳，在操作過(guò)程中要注意安全。活動(dòng)二編寫(xiě)圖形程序一、分析程序流程（1）OLED顯示屏模塊初始化。（2）在循環(huán)中獲取光照強(qiáng)度、pH值、土壤濕度、溫度。（3）在OLED顯示屏第1行顯示光照強(qiáng)度。（4）在OLED顯示屏第2行顯示pH值。（5）在OLED顯示屏第3行顯示土壤濕度。（6）在OLED顯示屏第4行顯示溫度。（7）判斷土壤濕度是否大于30%，若大于30，則引腳23輸出高電平，開(kāi)啟電機(jī)。智能綠化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的程序流程圖活動(dòng)二編寫(xiě)圖形程序二、搭建程序積木智能綠化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的程序完整流程活動(dòng)三解讀程序代碼一、查看Mind+軟件自動(dòng)生成的代碼（1）單擊Mind+軟件右上角的“代碼區(qū)”按鈕。（2）單擊“自動(dòng)生成”選項(xiàng)卡，如圖2-10所示，就能查看Mind+軟件根據(jù)主窗口的程序積木框架自動(dòng)生成的ArduinoC語(yǔ)言的代碼。觸摸開(kāi)關(guān)的ArduinoC語(yǔ)言的代碼活動(dòng)三解讀程序代碼二、代碼解析代碼含義#include<DFRobot_PH.h>#include<DFRobot_DHT.h>#include<DFRobot_SSD1306_I2C.h>調(diào)用pH庫(kù)文件。調(diào)用DHT溫濕度傳感器庫(kù)文件。調(diào)用顯示屏庫(kù)文件constchCodechBuf[]={

{0x5149,0xe58589,0xB9E2,{0x01,0x00,0x21,0x08,0x11,0x08,0x09,0x10,

0x09,0x20,0x01,0x00,0xff,0xfe,0x04,0x40,0x04,0x40,0x04,0x40,0x04,0x40,

0x08,0x42,0x08,0x42,0x10,0x42,0x20,0x3e,0xc0,0x00}},

…};OLED顯示屏模塊初始化活動(dòng)三解讀程序代碼二、代碼解析代碼含義voidloop(){循環(huán)執(zhí)行程序

oled12864.setCursorLine(1);

oled12864.printLine((String("光照強(qiáng)度為")+String(analogRead(A0))));OLED

顯示屏第

1

行顯示光照強(qiáng)度為引腳A0的數(shù)據(jù)

oled12864.setCursorLine(2);

oled12864.printLine((String("pH值為")+String(ph.readPH(A1))));OLED顯示屏第2行顯示pH值為引腳A1的數(shù)據(jù)

oled12864.setCursorLine(3);

oled12864.printLine((String("土壤濕度為")+String(analogRead(A2))));OLED顯示屏第3行顯示土壤濕度為引腳A2的數(shù)據(jù)

oled12864.setCursorLine(4);

oled12864.printLine((String("溫度為")+String(dht11_22.getTemperature())));OLED顯示屏第4行顯示溫度為引腳22的數(shù)據(jù)

if((analogRead(A2)>30)){

digitalWrite(23,HIGH);}如果土壤濕度大于30%，開(kāi)啟引腳23，電機(jī)啟動(dòng)

delay(1000);等待1s活動(dòng)四上傳與調(diào)試程序智能綠化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行效果【任務(wù)評(píng)價(jià)】序號(hào)主要內(nèi)容評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值/分得分/分1智能綠化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)中常用傳感器的工作原理能正確說(shuō)出pH值傳感器、土壤濕度傳感器的工作原理10

2智能綠化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)中常用傳感器的識(shí)別能快速、準(zhǔn)確地從物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)套件中找出溫濕度傳感器、pH值傳感器、土壤濕度傳感器、光敏傳感器10

3智能綠化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)中常用傳感器引腳的識(shí)別能準(zhǔn)確說(shuō)出溫濕度傳感器、pH值傳感器、土壤濕度傳感器、光敏傳感器引腳標(biāo)志的含義10

4智能綠化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的組裝能根據(jù)設(shè)備連接圖快速組裝智能綠化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)10

5智能綠化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)中常用傳感器的調(diào)試能根據(jù)需求，正確搭建和配置Mind+軟件10

能使用Mind+軟件，利用積木程序正確編寫(xiě)功能程序10

能正確運(yùn)行程序，使運(yùn)行結(jié)果與功能需求一致10

6職業(yè)素養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，操作要安全、規(guī)范。完成實(shí)驗(yàn)后，應(yīng)將相關(guān)元件、模塊等收納整齊，保持實(shí)驗(yàn)桌面干凈、整潔10

7學(xué)習(xí)態(tài)度能主動(dòng)參與課堂討論和實(shí)踐活動(dòng)，積極尋求解決問(wèn)題的方法10

能按時(shí)完成學(xué)習(xí)及工作任務(wù)10

總計(jì)100【拓展學(xué)習(xí)】智能綠化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)智能綠化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)是一種利用現(xiàn)代科技手段，其可以結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，對(duì)綠化植物進(jìn)行自動(dòng)化、智能化養(yǎng)護(hù)管理。它能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)植物的生長(zhǎng)環(huán)境，自動(dòng)調(diào)節(jié)水肥供給，預(yù)防病蟲(chóng)害，提高綠化養(yǎng)護(hù)效率，降低人工成本。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)養(yǎng)護(hù)依賴