[嵌入式]家园防线 | 斐乐的手敲大型庭院物联网灌溉系统（持续更新）

#Why IoT?

我住在乡下，除却鸟语花香之外，就是有许多需要手工完成的农活。
我是挺喜欢田园生活的，但是有些时候如果要出去玩，家里的菜地、院子就会没有人管，很不自由，如果请邻居来浇水，一次2、30块一年也是一大笔钱。加上我家树种的比较密集,完成一次充分的浇水工作可能需要两个小时以上。
代号家园防线，名字源自于国际知名光头杰森斯坦森的电影《HomeFront》，为啥取这个名字呢？因为工作对象是家园，英文单词也是以我的简拼HF开头🤡

接下来开始讲故事

如果你想看我的具体代码和实现细节，请跳过这一部分

在暑假的这段时间里我本来想写一个关于大学的回忆录的，但是后来由于时间匆忙写了一些些就没写了，以后还是要补上。如果你想粗略了解大学的时候干了什么事情的话，可以看看这个微平《浙警院封面人物：斐乐仔你的生活由你定义》
为啥要说到这个微平呢，主要是以为在这个微平里面的第一张合照，那是董教授给我们上的《物联网概论》这门课，虽然是系部为了给我们补学分而开设的课程，但是我毫无偏袒的认为：这绝对是ZJPC最有水平、最有价值、最有趣的课程之一。（图为ESP32和两块古早设备Arduino uno）

上课不久老师发给我们人手一块ESP8266，让我们用Blink示例代码让他闪烁，过程很简单，插线、导入文件、烧录，简简单单几步，ESP8266上面自带的LED就闪烁了起来。别看小小的一个LED灯，在那个时候我差不多是这样的：

一瞬间，很多东西都jb说的通了，比如说电风扇怎么做，自动开关的插线板怎么做，空调怎么做，董大师，我悟了。我要给家里开发一个自动化的物联网灌溉系统。
后来的课程具体我就不做赘述了，这门课程是真的好，而且也很感谢我的队友小民哥，小民哥吃苦耐劳，在结课作业里负责了论文和PPT的制作，我只要负责写代码和上台讲解就好了，选择一个好队友真的很重要。

现在开始具体制作

1.选定功能

我们的功能主要有以下几个：
洗车、手动自动模式切换、土壤湿度检测（保证闭环）、设备工作状态提示、重启设备等功能。
大致思路有两个:一是自动控制，二是物联网，人可以轻松查看以及控制
我们可以从我后续的手机APP上管窥一下具体的功能。（手机快没电了giao，图片为未连接系统时的app。）

2.水路设计、设备挑选

1.我把院子切分成为了五个部分（即五个水路），分别进行浇水灌溉

五个部分分别的树木负责数为50、30+T、40、40、T
（T指的是灌木丛和低矮植被、蔬菜、果树等，需要另外计算水力消耗）
2.水路搭建
水路大概就像是这样：首先过滤器先把水泵抽上来的池塘杂质给过滤掉（保证我的滴灌不会被堵住）

然后按照划分区域一片一片地进行浇水：通过控制器配合电磁阀实现，这样设计的原因是为了降低水泵在流量动力方面的要求，事实上后来发现还是得把水泵给换了。

浇水的部分分为主通水管和毛细管，主管送水，毛细管负责浇水的最后一公里，给喷水的小红帽供水。（这里是后来运行时拍的，把头向右弯可以看到原图）

管道铺设这个活真的是有点累，详情可以咨询我衣服上的盐
3.我采用的水泵是一台古早的自吸式水泵，已经服役七八年了，做这个系统真的和考古一样。

说到这台水泵，别看他破破烂烂，经过我的计算，现在它的流量仍然有1200L/h，七八年过去了只下降了300L(额定1500),十分坚挺，拆下来装在小船上说不定以也可以继续驱动，也许这就是传说中的亦可赛艇吧。
但是虽然是1200，我还是忽略了一个问题----我选用的16mm滴灌管最大流量是1000，否则会吃不消。我向来都是搏一搏类型的，认为1200也无所谓。
结果是这样的：我设计的这个系统不是传统意义上的水路传输，而是在传输的过程中不断地把水播撒到外面：类似一个y=1/x（第一象限），水压在不断地减小。。。

In fact，我是在水路的第一次运行后才发现这个问题，越到后面小红帽的出水越小。。。在和家里人汇报了这个事情之后，我决定买一个新的水泵，我就喜欢大大大，流量也得大,水也多。终于有机会淘汰这个伊拉克老兵了。
4.控制器选择了外星人技术ESP32,不错不错，味道好极了

3.程序设计

1.物联网平台我选择了Tlink，采用TCP协议进行交互，我没有用移动的物联网平台是因为他们的网页卡的一，没有用MQTT协议是因为前期我看不懂，后期看懂了发现没必要（我要控制的只有一个设备，只需“物联网”，而无需“万物互联”）
2.我用的是Arduino语言，众所周知，Arduino是这样的

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  ......
}

void loop() {  
.....
}

但是想要实现定时任务，就需要做到让定时凌驾于loop()之上，做到循环的时候不改变时间设置的既有效果，更重要的是，要保证我与物联网平台的交互不断，我的设备要有实时的信息发送出去。
所以嘿嘿嘿，我创新了一波，把整个创新切分为了标志层、执行层和交互层，所有的工作都接线清晰，而不会导致loop（）执行的时候的混乱不堪。在loop的末尾是很清晰的执行+传递信号，KISS原则，简单而有效。

至于最下方的标注不用delay(),用mills()的原因大家都懂的，防阻塞。
3.一个跨越loop()计时的方法（主要就是涉及flag们的设计和临界状态的判断）

if (hand_watering_flag == 1 || (auto_watering_flag == 1 && time2go())) //fixme:time2go可能需要再大一点；1.算好delay和time2go;2.做一个每天几次，或者上下午几次的东西
    {
        if (pump_working_flag == 1)
        {
            if (work_times > 1)
            {
                for (i = 0; i < length(working_solenoid_valve); i++)
                {
                    if ((4 - work_times) == i) //次数为5，电磁阀2、3工作；为4，1，3工作；以此类推. ps:index需要减一
                    {
                        working_solenoid_valve[i] = 0;
                    }
                    else
                    {
                        working_solenoid_valve[i] = 1;
                    }
                }
                // Serial.println(work_times);
                // Serial.println('else分界线');
            }
            else if (work_times == 1)
            {
                // Serial.println('1');
                for (i = 0; i < length(working_solenoid_valve); i++)
                {
                    // Serial.println("1");

                    working_solenoid_valve[i] = 0;
                }
                solenoid_valve4 = 1;
            }
            // mid_time = time_flag - mid_time; //fixme
            Serial.println(mid_time);
            if (time_flag > delaytime) //1秒 = 1000 毫秒
            {
                work_times = work_times - 1;
            }
            if (work_times == -1)
            {
                for (i = 0; i < length(working_solenoid_valve); i++)
                {
                    working_solenoid_valve[i] = 0;
                }
                solenoid_valve4 = 0;
                pump_working_flag = 0;
                hand_watering_flag = 0;
                // Serial.println('1');
                time_flag = 0;
                // Serial.println('1');
                mid_time = 0;
                // Serial.println('1');
            }
        }
    }

4.最后一个问题就是写代码的时候要仔细，总会出现一些奇奇怪怪的问题，有一次居然还提示我寄存器爆炸了。。无语子，看图找错误

5.由于我的代码实在是有点多（500行不到，说多不多），这里写不大下，我会在github上面发布，大家可以去看看。 Click here for Filagiao’s Github

Enjoy your coding!