简介

在本例中，我们将开发一个Simulink模型来实现一个智能植物浇水系统万博1manbetx。

植物的浇水需求可以由其所需的理想土壤湿度范围决定。如果土壤湿度不在理想范围内，那么植物浇水过多或浇水不够。

通过测量土壤湿度，我们可以决定植物是否需要浇水。为了测量土壤湿度，我们将使用土壤湿度传感器。传感器测量土壤中水分的百分比。

植物生长的另一个重要资源是它接收到的阳光量。通过测量到达植物的光的强度，我们可以确定是否满足植物的要求。环境光强度传感器可以用来测量入射到植物上的光的量。

智能植物浇水系统将由Arduino组成，Arduino与土壤湿度传感器和光强传感器相连。

为了为用户提供更多的通用性，我们将Arduino连接到ThingSpeak．Thingspeak是MathWorks分析物联网平台。

ThingSpeak是一个物联网平台，使您能够收集、存储、分析、可视化和处理来自传感器或执行器(如Arduino®、Raspberry Pi™、BeagleBone Black和其他硬件)的数据。ThingSpeak活动的主要元素是通道，其中包含数据字段、位置字段和状态字段。创建ThingSpeak频道后，您可以将数据写入频道，使用MATLAB®代码处理和查看数据，并使用推文和其他警报对数据做出反应。

将系统连接到ThingSpeak提供了以下功能

先决条件

在开始这个示例之前，我们建议您完成以下工作:

所需的硬件

要运行这个例子，你需要以下硬件:

万博1manbetx仿真软件模型

模型示例如下图所示:

任务1 -连接传感器到Arduino硬件

在本任务中，您将将土壤湿度传感器和环境光传感器连接到Arduino板。

1.按照以下电路图将土壤湿度传感器连接到Arduino板上:

土壤水分传感器销|Arduino大型2560销_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ VCC | 5 V接地|接地团体| A0  _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

2.使用下面的电路图将环境光传感器连接到Arduino板上:

环境光传感器销|Arduino大型2560销_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ VCC | 5 V接地|接地团体| A1  _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

3.使用下面的电路图将Relay Shield连接到Arduino板上:

继电器保护| Arduino兆2560针  _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ VCC | 5 V接地|接地IN1 |销4 COM | 12 V  _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

4.使用下面的电路图将水泵连接到继电器屏蔽

水泵|继电器盾牌  _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ VCC |没有接地|接地  _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

任务2 -创建Simulink模万博1manbetx型来实现智能浇水系统

在本任务中，您将开发一个Simulink模型来实现智能浇水系统。万博1manbetx我们将使用Arduino算法模板从Arduino模板库中开发Simulink模型。万博1manbetx

1.打开Simulin万博1manbetxk开始页。

2.从万博1manbet万博1manbetxxArduino硬件的Simulink支持包模板，创建一个新的Simulink模型使用万博1manbetx算法模板。

该模板最适合于涉及简单或中等复杂算法的系统的实现。该模板分为三个主要区域，输入，算法和输出部分。

我们开发的模型将用于模拟和部署模式。在仿真模式中，我们将使用Simulink源块对土壤水分传感器和环境光传感万博1manbetx器进行动作/仿真。算法的输出可以使用显示或作用域块来查看。

在对算法进行仿真验证后，我们可以为Arduino硬件配置模型，将模型构建并部署到硬件上。

3.开放万博1manbetxSimulink库浏览器再加上2模拟输入模块从Simulink支持包Ar万博1manbetxduino库。万博1manbetx湿度传感器和光传感器输出均为模拟信号。配置模拟输入块以读取环境光传感器引脚A0上的传感器，土壤湿度传感器引脚A1上的传感器。

4.从Arduino库万博1manbet万博1manbetxx的Simulink Supportpackage中添加两个数字输出块。这些模块将用于打开/关闭控制水泵的继电器，并打开/关闭LED(在本例中，是位于引脚13的Arduino板载LED)。将继电器对应的数字输出块配置到引脚4输出，将另一个数字输出块配置到引脚13输出。

5.在“算法”区域中双击打开子系统。从Simulink的“逻辑和位操作”库中添加两个“关系运算符”块。万博1manbetx这些信息将用于决定是否需要打开/关闭水泵，以及是否需要告知用户低光条件。

任务3 -创建ThingSpeak频道

在本任务中，您将创建一个新的Thingspeak通道来存储系统的传感器数据以及与之相关的阈值。

1.完成开始使用ThingSpeak．这一步将向你介绍ThingSpeak及其功能。

2.在你的ThingSpeak账户中创建一个频道来收集与智能植物浇水系统相关的数据。遵循中提到的步骤在新通道中收集数据帮助页面。

3.在创建的通道中，添加四个字段。这些将用于存储以下内容

任务4 -添加和配置ThingSpeak块到Simulink模型万博1manbetx

在这个任务中，您将添加ThingSpeak块到您的模型。ThingSpeak写入模块将用于将湿度水平和光强水平发送到ThingSpeak通道。ThingSpeak读取块将用于读取光照强度和土壤湿度水平的阈值。

1.从Simulink Supportpackage for Arduino库中添加两个ThingSpeak读取万博1manbetx块到您的模型。万博1manbetx该块可以在Arduino块库中的Ethernet和WiFi组中找到。根据您在示例中使用的屏蔽，从相应的组中选择ThingSpeak读取块。

2.配置ThingSpeak读取块以读取存储在任务4中创建的ThingSpeak通道中的阈值。将两个块的“Channel ID”参数设置为您在任务4中创建的Channel ID。根据你在任务4中设置的通道访问，为这两个块设置“通道访问”参数。如果访问类型是私有的，请提供与通道相关的“READ API KEY”。光强阈值存储在第3块，土壤水分水平阈值存储在第4块。

3.添加ThingSpeak写块。这个块放在Arduino库的以太网和WiFi组下面。与步骤1类似，选择与示例中使用的屏蔽类型相对应的适当块。

4.配置ThingSpeak写块。将块的“Channel ID”参数设置为您在任务4中创建的Channel ID。在“Write API Key”参数中提供Write API Key。由于我们正在存储光强和土壤湿度的值，将“要发送的变量数量”参数设置为2。

5.保存您的模型。

任务5 -在ThingSpeak上存储土壤湿度和环境光强度的初始阈值

通过在MATLAB命令提示符中执行以下命令，可以将土壤湿度和环境光强的阈值存储在通道的第3和第4字段中

(通道ID，{光强阈值，土壤湿度阈值}，“字段”， [3,4]，“WriteKey”，通道写API密钥)

寻求进一步的帮助thingSpeakWrite,请参考thingSpeakWrite或在MATLAB命令提示符中输入以下命令

帮助thingSpeakWrite

任务6 -配置Simulink模型部署万博1manbetx在Arduino硬件上

在本任务中，您将配置要部署在Arduino硬件上的模型。当我们从Arduino模板模型开始时，该模型已经为Arduino MEGA 2560配置了。

1.打开Arduino智能植物浇水模型。

2.在硬件选项卡上,单击硬件设置．在配置参数对话框中的参数硬件实现窗格。如果您使用的不是Arduino MEGA 2560的Arduino单板，请在界面中设置所需的Arduino单板硬件板参数。

3.如果在本例中使用了以太网或WiFi屏蔽，请在下面设置网络详细信息以太网屏蔽特性或无线网络属性在配置参数>硬件实现．

4.在硬件选项卡中的Simuli万博1manbetxnk模型模式部分中,选择在船上跑然后点击构建、部署和启动．Simu万博1manbetxlink模型将被构建并部署到连接的Arduino板上。

其他可以尝试的事情

1.根据数据采取行动:按照中提到的步骤操作根据你的数据行动通过向您发送推文，帮助页面在低光条件下做出反应。

2.你可以用晶体管来代替继电器屏蔽。

3.创建一个移动应用程序使用万博1manbet万博1manbetxxAndroid设备的Simulink支持包或万博1manbet万博1manbetxx苹果iOS设备的Simulink支持包设定光照和土壤湿度的阈值。这两个支持包都提供万博1manbetx了一个ThingSpeak块，类似于Arduino库中可用的ThingSpeak块，用于在ThingSpeak通道上存储数据。