【DigiKey“智造万物，快乐不停”创意大赛】植物情绪监测与交互系统（开发第一周）

许大锤

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前言

物料到了好久了，但一直有事情，加上自己很懒就一直没有进度，准备从这周开始，每周抽出几个小时搞一搞，每周更新进展。
目录 (Table of Contents)

[TOCM]

如何实现？

可以在屏幕上观察植物的情绪状态。
根据所查询的资料，植物的情绪状态的研究很少，许多研究者觉得植物压根没有情绪状态，但我还是找到了一份有关于植物情绪的研究下载附件

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2023-12-3 21:16 上传

安装python的一些库时发现了如下问题：

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sudo pip3 install spidev
error: externally-managed-environment

× This environment is externally managed
╰─> To install Python packages system-wide, try apt install
  python3-xyz, where xyz is the package you are trying to
  install.

  If you wish to install a non-Debian-packaged Python package,
  create a virtual environment using python3 -m venv path/to/venv.
  Then use path/to/venv/bin/python and path/to/venv/bin/pip. Make
  sure you have python3-full installed.

  For more information visit http://rptl.io/venv

note: If you believe this is a mistake, please contact your Python installation or OS distribution provider. You can override this, at the risk of breaking your Python installation or OS, by passing --break-system-packages.
hint: See PEP 668 for the detailed specification.

可以安照提示做也可以：

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在 pip3 install package 后面加上参数 “--break-system-packages”

树莓派接入阿里云

首先是申请一个阿里云的账号，买一个服务器，我看有免费3个月的就用这个了。
因为树莓派是在本地wifi下，没有公网ip，所以在外边无法访问，需要做内网穿透（Port Forwarding），利用阿里云进行访问，具体操作如下：

在树莓派上设置SSH:
- 确保树莓派已安装SSH服务并已启动。
- 如果未启动SSH服务，可以通过运行 sudo systemctl enable ssh 和 sudo systemctl start ssh 命令来启动和使其自动启动。
在云服务器上设置SSH远程端口转发:
- 在树莓派上执行SSH命令，创建到云服务器的反向隧道。这个命令会将云服务器上的一个端口转发到树莓派的SSH端口。例如：
  
  ssh -R [云服务器端口]:localhost:22 [云服务器用户名]@[云服务器IP地址]
从外部网络访问树莓派: 现在，您可以通过云服务器来访问树莓派。在任何地方使用以下命令：

ssh [树莓派用户名]@localhost -p [云服务器端口]

这种方法通过SSH隧道保证了连接的安全性。

实现环境温度和土壤湿度检测

器材

1 x Moisture sensor
1 x LM35 Temperatures sensor
1 x ADS115 ADC

连线

因为ADS1154路16位ADC，I2C接口，所以温度和土壤湿度的检测都需要经过它才使被树莓派获得结果。

调试

测试ADS115，代码如下：

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import board
import busio
import time
i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA)
import adafruit_ads1x15.ads1115 as ADS
from adafruit_ads1x15.analog_in import AnalogIn
ads = ADS.ADS1115(i2c)
chan = AnalogIn(ads, ADS.P2)
while True:
 print(chan.value)
 time.sleep(0.1)

结果:

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接下来是关于传感器结果的部分，首先是要对土壤检测进行标定，然后是矫正温度，接下来是过程：

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在水中：
Temperature =45
Moisture % =7148

空气中：
Temperature =45
Moisture % =17539

标定后：

Temperature =45
Moisture % =0

土壤湿度检测：

Temperature =45
Moisture % =67

矫正温度：

Temperature =22
Moisture % =67

湿度的准确性我无法确定，但温度检测是22摄氏度，我家的小米温度计显示是21.2摄氏度，差了快一度，也就这样吧～

本阶段代码：

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import time
import socket
import board
import busio
import adafruit_ads1x15.ads1115 as ADS
from adafruit_ads1x15.analog_in import AnalogIn

i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA)
ads = ADS.ADS1115(i2c)
Moisture_channel = AnalogIn(ads, ADS.P2)
LM35_channel = AnalogIn(ads, ADS.P1)

# Map function
def _map(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
  return int((x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min)

while True:
  # Read the specified ADC channels using the previously set gain value.
  Moisture_Value = Moisture_channel.value
  Moisture_Percent = _map(Moisture_Value, 17418, 7440, 0, 100)#17418和7440是矫正后得到的。
  ads_ch0 = LM35_channel.value
  ads_Voltage_ch0 = ads_ch0 * ads_bit_Voltage
  Temperature = int(ads_Voltage_ch0 / lm35_constant)
  print("Temperature = ", Temperature)
  print("Moisture % = ", Moisture_Percent)

温度的优化设想

家里有小米的温度计，该温度计是通过蓝牙连接的，是否可以用树莓派直接获得温度计的值，这样更准确，还能减少几条线。我查了有这样的开发，github仓库如下：

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https://github.com/custom-components/ble_monitor

这几天抽空研究下，看看能不能实现，哈哈哈。

下周计划

已经做了内网穿透，下周做个界面和接口，试着将树莓派采集的信息传到某个端口，并通过阿里云在外网访问。
实现树莓派直接访问小米温湿度计。
光照、摄像头拍照、LCD显示、情绪设置和图片等等这些乱七八糟的有时间就搞上。

wangerxian

植物情绪，这是一个很特别的一个设计呀

秦天qintian0303

植物情绪，你这从原理就吓退了很多人啊

laocuo1142

这里厉害，仔细看了一下就是农业土壤状态分析，怎么判断情绪呢？

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前言

如何实现？

树莓派接入阿里云

实现环境温度和土壤湿度检测

器材

连线

调试

温度的优化设想

下周计划

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