Умная теплица DasFilisera: система мониторинга роста растений на Arduino MKR1000

Компоненты и материалы

Компонент	Количество	Примечание
Датчик температуры DHT22	1	Влажность и температура внутри теплицы (пін D0)
Датчик температуры DS18B20 (влагозащищённый)	1	Температура снаружи (пін D1)
Датчик почвы FS200-SHT25 (темп. + влажность)	1	I2C: SCL=12, SDA=11
4-канальный релейный модуль	1	Управление клапанами полива (R1, пины 7–10)
2-канальный релейный модуль	1	Управление вентиляцией/окнами (R2, пины 5–6)
Ультразвуковой датчик HC-SR04	1	Уровень воды: Echo=A0, Trig=A1
Arduino MKR1000	1	WiFi + aREST API

Приложения и онлайн-сервисы

• DasData — облачное хранение и визуализация данных теплицы
• Microsoft Visual Studio 2015 — Windows-приложение для локального мониторинга и графиков

О проекте

Выращивайте растения и овощи, полностью контролируя условия среды. Всё, что нужно — Arduino MKR1000.

Требования к росту растений

Рост зависит от температуры, влажности, света, минеральных веществ и кислорода. Поддержание оптимального полива и температуры становится простой задачей с автоматизацией.

Обзор оборудования

Температура / Влажность

• TH1 — внешняя температура: DS18B20 (пін D1)
• TH2 — внутренняя температура/влажность: DHT22 (пін D0)
• TH3 — почвенные условия: FS200/SHT25 (I2C пины 12/11)

Уровень воды

• W1 — ультразвуковой датчик HC-SR04 (Echo A0, Trig A1). На основе показаний управляется клапан через 4-канальное реле R1.

Воздух: температура / кислород

• A1 — исходя из температуры/влажности открываются окна через реле R2. Пороги настраиваются под климат.

Реле R1 / R2

R1 (4 канала) — пины 7,8,9,10; R2 (2 канала) — пины 5,6. Команды отправляются через aREST API.

MKR1000 + aREST

Все датчики подключены, данные доступны через веб-интерфейс aREST в JSON. Используйте предоставленные библиотеки и .ino-файлы, настройте SSID/пароль WiFi.

Данные и интерфейс

Написано Windows-приложение (C#, .NET, Visual Studio 2015) для визуализации текущих параметров, истории за день и логов. Данные также отправляются в облако DasData (или свои каналы).

В файле Settings.txt приложения укажите DsKey и AKey от DasData. После запуска данные появятся в облаке.

Автоматизация теплицы

Выбирайте клапаны и приводы под свою теплицу. Всё управляется через реле. Логика триггеров (полив при низком уровне, вентиляция при высокой температуре) реализована в Windows-приложении.

Программный код

• Filisera_Arduino — скетч для MKR1000 (aREST, WiFi101, DHT, OneWire, DallasTemperature, SHT2x)
• libraries.zip — необходимые библиотеки
• Filisera - vb.zip / Filisera - VS — проект Visual Studio (C#)

Filisera_Arduino (основные фрагменты)

#include <SPI.h>
#include <WiFi101.h>
#include <aREST.h>
#include "DHT.h"
#include <OneWire.h>
#include <Wire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#include <SHT2x.h>

#define DHTPIN 0
#define DHTTYPE DHT22
#define ONE_WIRE_BUS 1

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);

float umidSol=0, umidAer=0, tempIn=0, tempOut=0, tempSol=0, umidexIn=0;
#define echoPin A0
#define trigPin A1
long duration; int HR_dist=0;
int minimumRange=5, maximumRange=200;
int sqrLevel, nivelProc, nivelVol;

char ssid[] = "WIFI_AP";
char password[] = "WIFI_PASSW";
#define LISTEN_PORT 80
WiFiServer server(LISTEN_PORT);
aREST rest = aREST();

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  rest.function("led", ledControl);
  rest.set_id("1"); rest.set_name("mkr1000");
  while (WiFi.begin(ssid, password) != WL_CONNECTED) delay(10000);
  server.begin();
  rest.variable("Vol_container", &sqrLevel);
  rest.variable("Umiditate_sol", &umidSol);
  rest.variable("Umiditate_aer", &umidAer);
  rest.variable("Temp_in", &tempIn);
  rest.variable("Temp_out", &tempOut);
  rest.variable("Temp_sol", &tempSol);
  pinMode(trigPin, OUTPUT); pinMode(echoPin, INPUT);
}

void loop() {
  getmyDistance(); getInsideVals(); getOutSideVals(); getSoilVals();
  WiFiClient client = server.available();
  if (client) rest.handle(client);
}
// ... функции опроса датчиков, ультразвука, реле ...

Windows-приложение (Form1.cs — ключевые моменты)

• Чтение настроек из Settings.txt (IP устройства, ключи DasData, пины реле)
• Периодический опрос aREST API (каждые 5 сек) и отображение на графиках (Chart.js / WinForms Charting)
• Ручное управление реле через кнопки интерфейса (HTTP GET на /digital/<pin>/<val>)
• Автоматические триггеры: полив при уровне <10% / >80%, вентиляция при t>38°C / <10°C
• Логирование событий в DasData и локальный ListBox
• Загрузка истории за выбранную дату из DasData (JSON → DataSet → Charts)

Схемы

PDF-файл с подключением датчиков и реле (см. раздел Schematics).

Исходники на GitHub

https://github.com/dasdata/DasFilisera