项目说明

       做这个项目的起因是我个人比较喜欢养一些花草，但是由于比较懒，最后大都嘎了。但是！我决定这次要好好的养我的多肉，既然懒已经改不掉了，那就改变一下外部条件，所以我冥思苦想，在某一天WC的时候茅塞顿开，于是它凭空出世了。
       好了进入正题，本项目围绕STM32芯片和亿佰特的E22-400T30S模块，设计了一套可以远程无线检测多地土壤的数据。主要电路设计分为Node（节点）、网关（Gateway）俩部分。由多地的节点通过自己设计的传感器电路采集空气中的温度、湿度以及土壤的湿度，通过E22-400T30S模块将数据进行透明传输，发给网关电路，再由网关把数据上传到云服务器和手机app端。

      设计的电路理论上可以传输10km，经过实测节点的实际传输距离在7-8km左右，非常稳定！无需网络，在偏远山区同样可以稳定使用。

                                                                

 

开源协议

       本项目整体的硬件设计在CC-BY-NC-SA 4.0协议下发布，仅供爱好者DIY学习交流使用，严禁任何形式的商业使用。本设计按原样提供，不提供任 何形式的工作保障/售后保修，不对任何因产品设计、操作不当以及违反当地法律法规所造成的制作人、第三方人身财产资源损坏/损害的后果及连带责任负责。

CC-BY-NC-SA 4.0，知识共享许可协议-署名-非商业使用-相同方式共享。

CC：知识共享许可协议（英语：Creative Commons license）的缩写。

BY：署名，您必须给出适当的署名，提供指向本许可协议的链接，同时标明是否（对原始作品）作了修改。

SA：相同方式共享，如果您再混合、转换或者基于本作品进行创作，您必须基于与原先许可协议相同的许可协议分享发布您贡献的作品。

NC：非商业使用，您不得将本作品用于商业目的。

 

项目相关功能

节点：

       采集当前节点的土壤湿度，空气的温度、湿度，将数据显示在本地节点的0.96寸oled屏幕上，将采集的数据通过E22-400T30S模块将数据透明传输（自己可以设置加密通道）到网关。另外设计了USB（方便调试）、电池供电俩种供电方式，同时也设计了USB充电和太阳能板俩种充电方式，因为E22-400T30S模块的功率有点高，正常工作电压在3.3-5.5v之间，所以有可能正常的3.7v电池分的电压不能正常工作，建议使用5v电池。

 

 

网关：

       通过E22-400T30S模块接收由各节点采集的数据，并将数据显示在本地网关的0.96寸oled屏幕上，充电和供电方案同节点电路设计，将数据通过esp-01s上传到阿里云服务器（自己可以设置加密通道）。

 

 

项目属性

       

       本项目为首次公开，为本人原创项目。项目目前未曾在其他比赛中获奖。

 

项目进度

 

       2024/04/18 -- 2024/04/19       使用嘉立创专业版软件设计并完成了此项目的硬件部分设计

       2024/04/19 -- 2024/04/22       等待打样和购买元器件

       2024/04/23 -- 2024/04/23       焊接电路

       2024/04/24 -- 2024/04/25       测试节点电路和网关电路的相关功能

       2024/05/06 -- 现在                  设计3D模型外壳

 

设计原理

一、电源部分

 

       

 

         电源输入为电池或者USB供电，通过船型开关进行切换模式。使用AMS1117-3.3芯片进行稳压，输出VCC_3.3V电压。

 

二、LORA模块

 

                                           

 

   

        设计使用亿百特的E22-400T30S模块，M0和M1搭配使用，共用00，01，11，10四种工作模式， 在这里我使用的是00工作模式，打开串口，无线打开，进行透明传输。可以根据自己的需要添加一个俩位的拨码开关，进行模式切换。

       

 

      同时可以搭配亿百特提供的调试助手进行调试。

 

三、主控芯片

 

    

     

考虑到节点在户外单独工作，选择该款功耗较低的STM32芯片，同时考虑成本，整个电路设计并不算复杂，选择合适该项目的主控芯片。

 

四、湿度AD转换电路

      

 

用PCB板上的铜箔层模拟土壤传感器，将土壤采集的数据进行AD转换处理。

 

 

 

五、锂电池充电电路

  

  

 

使用TP4056芯片设计锂电池充电电路，可以通过USB或者太阳能板给锂电池充电。

 

软件说明

代码主要也是分为俩部分，节点和网关，节点负责采集数据和传输到网关；网关负责将接收到的数据上传到云服务器。

 

点赞+收藏可以私信我给demo代码，呜呜实在是想要赞赞~~

 

实物展示

 

      用俩个纸板模拟了俩块土地的情况，将其进行采集进行数据上发

 

     

   

     在实验室测试的正常上发数据

 

     

    

    阿里云服务器后台数据显示，我这里使用的阿里云的生活物联网平台（飞燕平台）

   

   

    

  手机APP端数据上传显示

  

  

    

 

设计注意事项

总结一下自己做这个项目过程中发现的问题

1、当时我最先开始选择的是亿百特的E22-400T33S模块，传输距离很远，但是成本价太高，后面想选择T20S，但是传输距离又不理想，然后自己折中选择了亿百特的E22-400T30S，合理的选型很重要。

2、设计的时候要考虑实际电路的工作情况，避免电压不够，导致部分电路不能正常工作。

3、根据实际情况设计合理、合适的PCB板型。

4、由于自己是小白选手，很多地方做的不好，请各位大佬帮忙指正。