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如何使用Arduino來開發(fā)灌溉系統(tǒng)

幾周之前，我展示了最近為父親做的一個項目：Remotely controlling IR/RF devices with an Arduino，他卻抱怨道我還沒有為他開發(fā)一個可遠程控制得灌溉系統(tǒng)。我們有幾英畝地需要灌溉，以前是通過中央水泵加管道的方式灌溉。然而在那時，事實是他需要一個遠程控制水泵，這對我來說是一個新的挑戰(zhàn)，正如對你們一樣，所以我詢問了父親他的具體的需求。

他告訴我他需要一個允許他向一個手機號打電話或者發(fā)短信以控制遠程的水泵開始或者關(guān)閉，以及如果灌溉系統(tǒng)出現(xiàn)問題，系統(tǒng)會發(fā)送短息并及時關(guān)閉水泵。

以前灌溉就是大量線軸連接到水泵上，但是仍然會存在一些問題，比如缺電、管道連接不正確或管道需要加壓等。由于以上問題出現(xiàn)的突然性，一個及時提醒你并保存現(xiàn)場數(shù)據(jù)的系統(tǒng)是非常寶貴的, 即使你在事發(fā)12小時之后回到農(nóng)場仍然會發(fā)現(xiàn)管道破損之前5分鐘灌溉現(xiàn)場狀況。

Arduino 來拯救

Arduino非常適合這樣的項目：低成本、只需要一個電源、沒有系統(tǒng)會凍結(jié)/掛起、擁有眾多的標準周邊設(shè)備。聽起來這個想法適合我做，所以我通過互聯(lián)網(wǎng)搜索到Arduino GSM模塊。***，我發(fā)現(xiàn)一個模塊以及開放庫只需要30美元，非常便宜。完整的系統(tǒng)成本大約50美元，和大多數(shù)其他系統(tǒng)成本700美元形成鮮明對照。

幸運的是，GSMLib很容易使用，我一找出哪些針腳能用到，哪些沒用就開始動手去做。一個簡短的例子，當一個認證的手機號發(fā)短息給你時，你需要做的就是：

 
 
    
  
  
  1. stat = call.CallStatusWithAuth(number, 1, 3);if(stat == CALL_INCOM_VOICE_AUTH) { 
    2. 
  
  
  2.     call.HangUp(); 
    3. 
  
  
  3.     sms.SendSMS(number, value_str);} 
    4.

系統(tǒng)描述

最終的水泵控制系統(tǒng)是相當簡單的。開始或者關(guān)閉的方法通過一個繼電器或者兩個繼電器系統(tǒng)模擬開/關(guān)按鈕實現(xiàn)。我想要的是兩種方法都支持，這并不是很困難。

除了輸出之外，也有輸入。當系統(tǒng)啟動并運行時，相應(yīng)的繼電器開啟和關(guān)閉；當有一個錯誤時（斷電、低壓、高溫），三個繼電器可能會開啟。我們的軟件一般需要發(fā)送短信，當系統(tǒng)開始和停止運行時（無論任何原因，無論你是否通過電話開啟系統(tǒng)），當一個錯誤繼電器觸發(fā)時，一條帶有具體錯誤原因的短信將發(fā)送。

我們也想要一種取消SMS發(fā)送的方法，與確保你不會得到無關(guān)緊要的信息，如果你手動開啟/關(guān)閉系統(tǒng)，而你在水泵身旁（顯而易見的是當你站在水泵旁邊時，關(guān)閉水泵，壓力消失，你不在需要接受短信）通過簡單的選擇輸入可實現(xiàn)開啟短息發(fā)送功能或者關(guān)閉。

當然也有一些次要的問題需要考慮，比如錯誤繼電器和其他元件不相關(guān)聯(lián)（當關(guān)閉電源后，所有其他的錯誤繼電器將繼續(xù)運行，所以你只需要發(fā)送“電力消失”信息），錯誤條件具體到錯誤（例如，關(guān)閉系統(tǒng)觸發(fā)“壓力下降”錯誤），但這都非常簡單。

實現(xiàn)錯誤短信

實現(xiàn)錯誤短息的函數(shù)只需幾行。初始時，我們檢測繼電器的狀態(tài)是否改變（當一個錯誤繼電器保持激活狀態(tài)時，我們想要邊緣觸發(fā)以避免虛假循環(huán)。例如）：

 
 
    
  
  
  1. for (char i=0; i < INPUT_LENGTH; i++) { 
    2. 
  
  
  2.     pinState = digitalRead(inputPins[i]); 
    3. 
  
  
  3.     if (pinState != pinStates[i]) { 
    4. 
  
  
  4.         // If the pin's state changed, note it. 
    5. 
  
  
  5.         statesChanged[i] = 1; 
    6. 
  
  
  6.     } 
    7. 
  
  
  7.     // Update the state. 
    8. 
  
  
  8.     pinStates[i] = pinState;} 
    9.

然后我們掌握了所有狀態(tài)的改變以及新狀態(tài)，決定接下來做什么就不難了：

 
 
    
  
  
  1. // Decide what happens.if (statesChanged[0] == 1 && pinStates[0] == OFF) { 
    2. 
  
  
  2.     // Phase dropped, send message regardless. 
    3. 
  
  
  3.     sendSMS("Phase dropped.");} else if (statesChanged[1] == 1 && pinStates[1] == OFF) { 
    4. 
  
  
  4.     sendSMS("Thermal dropped.");} else if ((statesChanged[2] == 1 && pinStates[2] == OFF) && 
    5. 
  
  
  5.            (statesChanged[3] == 1 &&  pinStates[3] == OFF)) { 
    6. 
  
  
  6.     // Pressure dropped *and operation stopped simultaneously*. 
    7. 
  
  
  7.     // This is because we don't want to be notified of normal 
    8. 
  
  
  8.     // pressure drops after we stop the system ourselves. 
    9. 
  
  
  9.     sendSMS("Pressure dropped.");} else if (statesChanged[3] == 1 && pinStates[3] == OFF) { 
    10. 
  
  
  10.     sendSMS("Pump shut down.");} else if (statesChanged[3] == 1 && pinStates[3] == ON) { 
    11. 
  
  
  11.     sendSMS("Pump started.");} 
    12.

結(jié)束語

最終完成的系統(tǒng)應(yīng)當是即插即用的。如果你想要使用它，并且像我一樣擁有兼容好的錯誤繼電器，你可以安裝到 Arduino 并且運行它。

你能在GitHub上找到完整的代碼：https://github.com/skorokithakis/arduino-irrigation

非常樂見你提出系統(tǒng)功能上的需求，這是走向成功的故事。失敗的故事也是非常受歡迎的，但是它們使我不怎么幸福。我也將期待你后面的評論，或者你可以Tweet我。我希望基于Arduino的灌溉系統(tǒng)將至少給提供一些有用的東西，感謝你的閱讀！

英文原文：Arduino-powered irrigation system

譯文鏈接：http://www.oschina.net/translate/arduino-powered-irrigation-system


網(wǎng)站欄目：如何使用Arduino來開發(fā)灌溉系統(tǒng)
新聞來源：http://www.dlmjj.cn/article/djpoppp.html