### 4.5.6 APP控制:智慧农场管理系统 ⚠️ **请注意：** 使用设备时不要让水从水池和土壤池中溢出。如果水洒到其他传感器上，会导致短路，影响设备正常工作。另外，如果水洒到电池上，会导致发热和爆炸等危险。因此，请在使用设备时格外小心，尤其是幼儿使用时一定要在家长的监护下进行。为确保设备的安全运行，请遵循相关使用指南和安全规范。 ![Img](../media/cou121.png) #### 4.5.6.1 简介 APP智慧农场管理系统可以实时监测农场的温湿度、水池水位、土壤湿度、光照强度和雨量。同时，它还能控制LED灯进行照明，控制水泵进行灌溉，控制饲料盒进行喂养，控制电机模块调整农场的温湿度和音乐播放。 ![Img](../media/cou122.png) 可以使用手机上的APP实现这些操作，从而方便快捷地管理农场。此外，该系统还可以使用蜂鸣器播放声音，实现更加智能化的管理。 #### 4.5.6.2 APP下载安装 ⚠️ **特别提醒：如果已经在手机/平板上安装好了APP，则这一步骤可以直接跳过；否则，需要参照以下步骤在手机/平板上来安装APP。** ![Img](../media/couapp1.png) **步骤1：** 在手机/平板浏览器的搜索框中输入官网链接：www.keyes-robot.com ![Img](../media/wyx1.png) **步骤2：** 找到 “**资料中心**”，并且点击它。 ![Img](../media/wyx2.png) **步骤3：** 在页面找到 “**APP下载**”选项，并且点击它。 ![Img](../media/wyx3.png) **步骤4：** 在 “**APP下载**”页面，找到“**IOT farm**”。 ![Img](../media/wyx4.png) **步骤5：** 根据自己的手机/平板系统选择对应的APP下载安装。选择如下： ![Img](../media/wyx7.png) **安卓系统(Android)** a. 点击 "**点击下载**" 按钮，下载对应的 "**IOT farm.apk**" 文件。 ![Img](../media/wyx5.png) b. 按照安装提示进行下载安装。 ![Img](../media/waxy11.jpg) ![Img](../media/wxyx11.jpg) c. 下载安装后，打开IOT farm APP，出现如下图界面。 ![Img](../media/cou124.png) **苹果系统(IOS)** a. 点击 "**跳转APP Store**" 按钮，跳转到 APP Store ![Img](../media/wyx6.png) b. 在 APP Store 上搜索 **IOT farm** ，选择 **IOT farm**，然后点击 ![Img](../media/xiazai.png) 获取，下载安装APP即可。 ![Img](../media/XYZW11.png) c. 下载安装后，打开IOT farm APP，出现如下图界面。 ![Img](../media/cou124.png) #### 4.5.6.3 APP功能介绍 打开APP，APP上有温度、湿度、土壤湿度、光线强度、水池水位和雨水量等设备，可以显示对应的传感器数据；还有LED灯、风扇、饲料盒、抽水泵和音乐等设备，可以控制对应的功能。 A. 当手机/平板、电脑和ESP32开发板连接到同一个路由器下的相同WIFI时，在APP的右上方输入ESP32的IP地址，向右拨动灰色按钮，即可连接。 ![Img](../media/cou126.png) B. 显示农场的实时温度。 ![Img](../media/cou127.png) C. 显示农场的实时湿度。 ![Img](../media/cou128.png) D. 显示土壤的实时湿度。 ![Img](../media/cou129.png) E. 显示太阳光照强度。 ![Img](../media/cou1210.png) F. 显示水池的水位。 ![Img](../media/cou1211.png) G. 显示农场下雨量。 ![Img](../media/cou1212.png) H. 控制LED。 ![Img](../media/cou1213.png) I. 控制水泵进行灌溉。 ![Img](../media/cou1214.png) J. 控制风扇调节温度。 ![Img](../media/cou1215.png) K. 控制舵机，开关饲料盒。 ![Img](../media/cou1216.png) O. 控制蜂鸣器，播放音乐。 ![Img](../media/cou1217.png) #### 4.5.6.4 接线图 ⚠️ **特别注意：智慧农场已经组装好了，这里不需要把所有的传感器和模块都拆下来又重新组装和接线。由于传感器和模块较多，接线图中的接线复杂会导致传感器和模块的引脚接线看不清，所以使用表格来表示传感器和模块的引脚连接到ESP32主控板上的对应引脚，也是为了方便您编写代码！** | 编号 | 传感器模块 | ESP32主板 S 引脚 | ESP32主板 V 引脚 | ESP32主板 G 引脚 | | :--: | :------------------: | :------------------------: |:---------------: |:---------------: | | 1 | 风扇 | io18(IN-) \| io19(IN+) | V | G | | 2 | LCD1602模块 | I2C（SDA(io21) \| SCL(io22)）| V | G | | 3 | XHT11温湿度传感器 | io17 | V | G | | 4 | 水滴传感器 | io35 | V | G | | 5 | 光敏传感器 | io34 | V | G | | 6 | 舵 机 | io26 | V | G | | 7 | 无源蜂鸣器 | io16 | V | G | | 8 | LED模块 | io27 | V | G | | 9 | 水位传感器 | io33 | V | G | | 10 | 土壤湿度传感器 | io32 | V | G | | 11 | 继电器水泵 | io25 | V | G | #### 4.5.6.5 代码流程图 ![Img](../media/flo13.png) #### 4.5.6.6 实验代码 代码文件在`Arduino_代码`文件夹中，代码文件为`4_5_6_WiFi-APP-Smart-Farm`，如下图所示： ![Img](../media/couj021.png) 鼠标双击`4_5_6_WiFi-APP-Smart-Farm.ino`即可在Arduino IDE中打开。 ⚠️ **特别提醒：** 打开代码文件后，需要修改ESP32开发板需要连接的WiFi名称与密码，您需要分别将 `REPLACE_WITH_YOUR_SSID` 和 `REPLACE_WITH_YOUR_PASSWORD` 替换为您自己的 Wi-Fi 名称和 WiFi 密码。WiFi名称和WiFi密码修改后才能上传代码，否则你的ESP32开发板将无法连接网络。 ```c++ const char* ssid = "REPLACE_WITH_YOUR_SSID"; //输入你自己的WiFi的名称 const char* password = "REPLACE_WITH_YOUR_PASSWORD"; //输入你自己的WiFi密码 ``` ⚠️ **注意：** 请确保代码中的WiFi名称和WiFi密码与连接到您的电脑、手机/平板、ESP32开发板和路由器的网络相同，它们必须在同一局域网（WiFi）内。 ⚠️ **注意：** WiFi必须是2.4Ghz频率的，否则ESP32无法连接WiFi。 ```c++ /* * 名称 : WiFi-APP-Smart-Farm * 功能 : 使用 wifi+APP 一起控制智能农场 * 编译IDE：ARDUINO 2.3.6 * 作者 : https://www.keyesrobot.cn/ */ #include #ifdef ESP32 #include #elif defined(ESP8266) #include #endif #include #include #include // 显示 #define DHT11PIN 17 // 温湿度传感器引脚 #define RAINWATERPIN 35 // 水滴传感器引脚 #define LIGHTPIN 34 // 光敏电阻引脚 #define WATERLEVELPIN 33 // 水位传感器引脚 #define SOILHUMIDITYPIN 32 // 土壤湿度传感器引脚 // 控制 #define LEDPIN 27 // LED引脚 #define RELAYPIN 25 // 继电器引脚控制水泵 #define SERVOPIN 26 // 舵机引脚 #define MotorPIN1 19 // 电机模块IN+引脚 #define MotorPIN2 18 // 电机模块IN-引脚 #define BUZZERPIN 16 // 蜂鸣器引脚 /*替换为您的网络凭据（输入您自己的WiFi名称和密码）*/ const char* ssid = "REPLACE_WITH_YOUR_SSID"; // 输入你自己的WiFi名称 const char* password = "REPLACE_WITH_YOUR_PASSWORD"; // 输入你自己的WiFi密码 // 初始化LCD1602, I2C地址为0x27 LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); WiFiServer server(80); // 初始化wifi服务器 dht11 DHT11; // 初始化温湿度传感器 Servo myservo; // 创建舵机对象控制舵机 // 在ESP32上可以创建16个舵机对象 // 将变量定义为检测到的值 String request; String dataBuffer; int Temperature; // 温度 int Humidity; // 湿度 int SoilHumidity; // 土壤湿度 int Light; // 亮度 int WaterLevel; // 水位 int Rainwater; // 雨水 void setup() { Serial.begin(9600); // 连接wifi WiFi.begin(ssid, password); // 检查是否连接 Serial.println("Connecting to WiFi..."); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(1000); Serial.print("."); } delay(1000); // 串口打印wifi名称和IP地址 Serial.println("Connected to WiFi"); Serial.print("WiFi NAME:"); Serial.println(ssid); Serial.print("IP:"); Serial.println(WiFi.localIP()); // 初始化LCD lcd.init(); // 打开/关闭（可选）背光 lcd.backlight(); //lcd.noBacklight(); lcd.clear(); // 设置光标的位置 lcd.setCursor(0, 0); // LCD打印 lcd.print("IP:"); // 设置光标的位置 lcd.setCursor(0, 1); // LCD打印 lcd.print(WiFi.localIP()); // 设置引脚模式 pinMode(LEDPIN, OUTPUT); pinMode(RAINWATERPIN, INPUT); pinMode(LIGHTPIN, INPUT); pinMode(SOILHUMIDITYPIN, INPUT); pinMode(WATERLEVELPIN, INPUT); pinMode(RELAYPIN, OUTPUT); pinMode(MotorPIN1, OUTPUT); pinMode(MotorPIN2, OUTPUT); pinMode(BUZZERPIN, OUTPUT); delay(1000); // 连接舵机到引脚26 myservo.attach(SERVOPIN); myservo.write(180); delay(1000); // 启动服务器 server.begin(); // 配置LEDC渠道 ledcAttachChannel(BUZZERPIN, 1000, 8, 4); } void loop() { // 检查客户端与web服务器是否连接 // 当客户端连接到服务器时，“server.available（）”返回一个用于客户端通信的WiFiClient对象。 WiFiClient client = server.available(); if (client) { Serial.println("New client connected"); while (client.connected()) { // 确定服务器是否发送数据 if (client.available()) { request = client.readStringUntil('s'); Serial.print("Received message: "); Serial.println(request); } // 获取所有传感器数据 getSensorsData(); // 将所有数据放入数据缓冲器"dataBuffer" dataBuffer = ""; dataBuffer += String(Temperature, HEX); dataBuffer += String(Humidity, HEX); dataBuffer += dataHandle(SoilHumidity); dataBuffer += dataHandle(Light); dataBuffer += dataHandle(WaterLevel); dataBuffer += dataHandle(Rainwater); // 发送数据到服务器，传输到APP client.print(dataBuffer); delay(500); //LED if (request == "a") { digitalWrite(LEDPIN, HIGH); } else if (request == "A") { digitalWrite(LEDPIN, LOW); } // 灌溉 else if (request == "b") { digitalWrite(RELAYPIN, HIGH); delay(400); //灌溉延时 digitalWrite(RELAYPIN, LOW); delay(700); } // 风扇 else if (request == "c") { delay(800); digitalWrite(MotorPIN2, LOW); analogWrite(MotorPIN1, 100); delay(200); } else if (request == "C") { digitalWrite(MotorPIN2, LOW); analogWrite(MotorPIN1, 0); } // 喂食盒 else if (request == "d") { // 舵机转到80°打开喂食盒 myservo.write(80); delay(1000); } else if (request == "D") { // 舵机转到180°合上喂食盒 myservo.write(180); delay(1000); } // 蜂鸣器播放音乐 else if (request == "e") { ledcWriteTone(BUZZERPIN, 262); delay(200); ledcWriteTone(BUZZERPIN, 294); delay(200); ledcWriteTone(BUZZERPIN, 330); delay(200); ledcWriteTone(BUZZERPIN, 349); delay(200); ledcWriteTone(BUZZERPIN, 392); delay(200); ledcWriteTone(BUZZERPIN, 440); delay(200); ledcWriteTone(BUZZERPIN, 494); delay(200); ledcWriteTone(BUZZERPIN, 0); delay(500); } request = ""; } Serial.println("Client disconnected"); } } void getSensorsData() { // 获取数据 int chk = DHT11.read(DHT11PIN); // 水滴传感器 Rainwater = analogRead(RAINWATERPIN); // 光敏电阻 Light = analogRead(LIGHTPIN); // 土壤湿度传感器 SoilHumidity = analogRead(SOILHUMIDITYPIN) * 1.8; // 水位传感器 WaterLevel = analogRead(WATERLEVELPIN) * 1.8; // 温度 Temperature = DHT11.temperature; // 湿度 Humidity = DHT11.humidity; } // 将数据转换成百分比 String dataHandle(int data) { // 将模拟值转换为百分比 int percentage = (data / 4095.0) * 100; // 如果转换后的百分比大于100，则输出100 percentage = percentage > 100 ? 100 : percentage; // 六个字符存储十六进制字符串，一个字符作为终止符 char hexString[3]; // 将十六进制值转换为6位十六进制字符串，加上前导零：0表示00,1表示01… sprintf(hexString, "%02X", percentage); return hexString; } ``` #### 4.5.6.7 实验结果 按照接线图接好线，外接电源，选择好正确的开发板板型（ESP32 Dev Module）和 适当的串口端口（COMxx），然后单击按钮![Img](../media/cou0.png)上传代码，外接电源。 ⚠️ **注意：手机/平板和电脑一定要与ESP32开发板连接的是同一个WiFi，否则将无法进入控制页面，还有就是ESP32开发板在使用WiFi功能时功耗很大需要外接DC电源才能满足它的工作电力需求，如果达不到它的工作电力需求ESP32板将会一直复位导致代码无法正常运行。** 上传代码成功后，单击Arduino IDE右上角的![Sarial](../media/Sarial.png)打开串口监视器窗口并设置串口波特率为`9600`，串口监视器窗口便会显示连接成功后的IP地址(如果看不到可以按复位按键重新连接一次)，同时LCD显示屏也会显示IP地址。 ![Img](../media/cou0114-1.jpg) ⚠️ **注意：当电脑、手机/平板和ESP32开发板，连接到同一个网络(WiFi)时，可在手机/平板端同时打开这个网页。此处是你自己ESP32的IP地址**。 打开APP，APP上有温度、湿度、土壤湿度、光线强度、水池水位和雨水量等设备，可以显示对应的传感器数据；还有LED灯、风扇、饲料盒、抽水泵和音乐等设备，可以控制对应的功能。 **接下来开始操作APP：** 打开APP，APP上有温度、湿度、土壤湿度、光线强度、水池水位和雨水量等设备，可以显示对应的传感器数据；还有LED灯、风扇、饲料盒、抽水泵和音乐等设备，可以控制对应的功能。 A. 当手机/平板、电脑和ESP32开发板连接到同一个路由器下的WIFI时，在APP的右上方输入ESP32的IP地址（LCD显示屏显示的），向右拨动灰色按钮，即可连接好WiFi。 ![Img](../media/cou126.png) B. 显示农场的实时温度。 ![Img](../media/cou127.png) C. 显示农场的实时湿度。 ![Img](../media/cou128.png) D. 显示土壤的实时湿度。 ![Img](../media/cou129.png) E. 显示太阳光照强度。 ![Img](../media/cou1210.png) F. 显示水池的水位。 ![Img](../media/cou1211.png) G. 显示农场下雨量。 ![Img](../media/cou1212.png) H. 控制LED。 ![Img](../media/cou1213.png) I. 控制水泵进行灌溉。 ![Img](../media/cou1214.png) J. 控制风扇调节温度。 ![Img](../media/cou1215.png) K. 控制舵机，开关饲料盒。 ![Img](../media/cou1216.png) O. 控制蜂鸣器，播放音乐。 ![Img](../media/cou1217.png) ![Img](../media/WiFi-APP-Smart-Farm.gif)