测量方式	优点	缺点
电导率法	电路简单	电极易氧化，需使用抗腐蚀金属，成本偏高
电容法	传感器可绝缘，寿命长，线性度好	传统方案功耗偏高

电容测量本身传感器可以做到完全绝缘，因此在寿命上优于电导率方式，同时线性度也更加优秀。

传统方案的痛点

市面上常见的电容式土壤湿度计，大多依赖 RC 振荡电路 产生方波，通过频率变化来推测土壤湿度。然而振荡电路的缺点在于功耗偏高，大部分方案的功耗在 10~100mA 级别，难以长时间依靠电池供电运行。

本项目核心目标：在保持电容测量优势的前提下，大幅降低系统功耗。

核心创新方案

电容测量除了 RC 振荡法之外，还有另一种方式：恒流恒定时间充电法—— 以恒定电流对电容充电固定时间，然后通过电压计算电容值。

CH584 芯片内置了该功能，支持 10~100pF 的电容测量范围。通过合理的 PCB 设计，可以使等效电容值刚好落在这个区间内，从而实现精准的土壤湿度测量。

功耗与工作策略

为了尽可能延长设备续航时间，同时保证使用体验，采用了以下工作策略：

工作项	频率	说明
蓝牙广播	每 2 秒一次	低功耗蓝牙广播，用于数据上报
湿度测量	每 5 秒一次	电容采样 + 湿度换算
电池电压测量	每 10 秒一次	监测电池电量

广播数据包含：

电容采样后的原始 ADC 值
电池电压值
转换后的湿度百分比
转换后的电量百分比

得益于 CH584 优秀的功耗管理，整个电路平均功耗仅 22μA，一颗 200mAh 的 CR2032 纽扣电池可以连续使用1整年，大幅降低设备维护频率。

土壤标定流程

首次使用时，需进行土壤标定。通过发送蓝牙指令，可以分别标定两个基准点：

"全干土壤" → 对应 0% 湿度
"全湿土壤" → 对应 100% 湿度

固件记录这两个基准值后，后续土壤湿度通过线性插值计算得出。最后可以为设备重命名，就能与不同花盆中的其他设备区分开了。

*2、项目属性

首次公开；项目完全原创；项目未曾在其他比赛中获奖；项目未参加过答辩。

* 3、开源协议

本项目以CC BY-NC-SA 4.0协议发放

*4、硬件部分

这个湿度计核心部分其实就是CH584F最小系统，USB\LDO\TVS只是为了没有烧录器的人下载程序用，去掉不影响设备运行。

触摸传感器本质上也是电容测量，所以只需要设计一个合适的“触摸区域”,就能直接利用芯片进行土壤湿度检测。

*5、软件部分

开发环境

软件使用 MSR2 开发环境进行开发，编译后的固件可以直接通过 沁恒 ISP 软件从 USB 口烧录进芯片。

软件流程

通过TMOS定时(每5秒)触发数据更新，每次广播时更新数据值。

线性插值计算

标定完成后，土壤湿度通过以下公式计算：

湿度(%) = (1 - (ADC_当前 - ADC_湿土) / (ADC_干土 - ADC_湿土)) × 100%

广播数据包

在mainApp.cpp里，

static uint8_t advertDataV[31] = {
/* flags */
0x02, 0x01, 0x06, //00-02
0x09, 0x16, //03-04
0xF0, 0x77, 0x00, 0x00, 0x77, 0x0F, 0x00, 0x00, //05-12

/* device name */
//13 14 15
0x10-4, 0x09, 'L', 't', 't', 'E', 'S', 'T', 'M', 'o', 'n', 'V', '1'

};

void adverCB(uint32_t timeUs)
{
if(cfgMgr.NameModifyed != 0)
{
advertDataV[13] = cfgMgr.config.NameStrLen+1;
tmos_memcpy(advertDataV +15, cfgMgr.config.NameStr, cfgMgr.config.NameStrLen);
advertDataSize = 15+cfgMgr.config.NameStrLen;
cfgMgr.NameModifyed = 0;
}

advertDataV[7] = curKval&0xFF;
advertDataV[8] = (curKval>>8)&0xFF;
advertDataV[9] = curAdcV&0xFF;
advertDataV[10] = (curAdcV>>8)&0xFF;

advertDataV[11] = cfgMgr.CalcWetVal(curKval);
advertDataV[12] = cfgMgr.CalcBatVal(curAdcV);

GAP_UpdateAdvertisingData(Peripheral_TaskID_Real, TRUE, advertDataSize, advertDataV);

}

advertDataV的03-12为自定义数据，其中 advertDataV[05] = 0xF0, advertDataV[06] = 0x77 作为识别标记，后续紧跟2字节湿度ADC值，2字节电压mV值，1字节湿度百分比，1字节电量百分比。

后续如有需要蓝牙网关识别，主要就依赖这段数据。

参数修改

还是在mainApp.cpp里，void newDatain(uint8_t * inData,int len)负责处理蓝牙写入的指令处理。

代码都有完整注释，可以直接看到每一个指令。

写入指令为 0x75 0x35 负载长度命令字负载数据

0x75 0x35 为识别头，负载长度即负载数据的字节数。

命令字目前只有3个：

switch (bcmdBuffer[3]) //命令字
{
case 1: //修改蓝牙名
{
if(bcmdBuffer[2] < 2)
{
//蓝牙名无效
}
else
{
if(bcmdBuffer[2] > 15)
{
bcmdBuffer[2] = 15;
}
cfgMgr.SetBleName(bcmdBuffer+4,bcmdBuffer[2]);
}
}
break;

case 2: //设置为满湿度
{
cfgMgr.SetWetADC(curKval);
}
break;

case 3: //设置为干燥值
{
cfgMgr.SetDryADC(curKval);
}
break;

}