简体中文

English

简体中文

English

外观

​

  土壤湿度模块是一个简易的水分传感器可用于检测土壤的水分,表面镀镍而不易生锈,延长使用寿命感应面积宽提高导电性能。模块双输出模式,数字量输出简单模拟量输出更精确。灵敏度可调（图中蓝电位器调节阀值)。比较器采用LM393芯片工作稳定,信号干净。设有固定螺栓孔方便安装。使用这个传感器制作一款自动浇花装置，让您的花园里的植物不用人去管理。

模块来源 ​

规格参数 ​

工作电压：3.3V-5V

工作电流：150MA

输出方式: DO接口为数字量输出 AO接口为模拟量输出

读取方式：ADC

管脚数量：4 Pin（2.54mm间距排针）

以上信息见厂家资料文件

移植过程 ​

我们的目标是将例程移植至开发板上【能够判断当前环境状况的功能】。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现读取数据，再移植至我们的工程。

查看资料 ​

  1. 传感器适用于土壤的湿度检测;
  2. 模块中蓝色的电位器是用于土壤湿度的阀值调节,顺时针调节，控制的湿度会越大，逆时针越小；
  3. 数字量输出DO可以与单片机直接相连,通过单片机来检测高低电平，由此来检测土壤湿度；
  4. 小板模拟量输出A0可以和AD模块相连,通过AD转换,可以获得土壤湿度更精确的数值；

原理就是将买模块自带的叉子插入土壤，水分充足的时候导电，土壤中的水将叉子的两端连通。 可以做一个小实验，拿一个金属制品，贴在叉子上将叉子两端短接，就会发现模块上面的DO_LED亮了。

引脚选择 ​

这里选择的引脚见引脚接线表

☠ 特别注意

我们的芯片是 D133EBS 它的ADC参考电压是2.5V， 最高只能读到2.5V（也就是输入3.3V它显示出来的也是2.5V） ，所以我们需要在外面给它进行分压，将模块输出的最高3.3V电压分压成最高1.65V，然后在程序中将ADC读到的数据乘2得到真实的数据。

进行分压会损失一定的精度，但这是必要的！

分压计算公式：

原理图结构：

根据计算公式，我们可以算出来分压之后的电压为模块AO引脚输出的一半！！

代码移植 ​

下载为大家准备的驱动代码文件夹，复制到自己工程中\luban-lite\application\rt-thread\helloworld\user-bsp文件夹下

驱动代码文件夹下载

📌 资料下载中心（点击跳转）

📌 在 资料下载中心->模块移植资料下载 里面的该章节压缩包中。

提示

如果未找到 user-bsp 这个文件夹，说明你未进行模块移植的前置操作。请转移到手册使用必要操作（点击跳转）中进行必要的配置操作！！！

接下来打开自己的工程，开始修改Kconfig文件。

1、在 VSCode 中打开 application\rt-thread\helloworld\Kconfig 文件

2、在该文件的 #endif 前面添加该模块的 Kconfig路径语句

shell
# 土壤湿度传感器
source "application/rt-thread/helloworld/user-bsp/soil-moisture-sensor/Kconfig"

1、我们 双击 luban-lite 文件夹下的 win_env.bat 脚本打开env工具：

2、输入以下命令列出所有可用的默认配置：

shell
scons --list-def

3、选择 d13x_JLC_rt-thread_helloworld 这个配置！这个是我们衡山派开发板的默认配置！输入以下命令即可：

shell
scons --apply-def=7

或者

shell
scons --apply-def=d13x_JLC_rt-thread_helloworld_defconfig

这两个命令作用是一样的，一个是 文件名 ，一个是 编号 ！！！

4、输入以下命令进入menuconfig菜单

shell
scons --menuconfig

进入以下界面：

5、选中 Porting code using the LCKFB module

按 Y 选中

按 N 取消选中

方向键 左右 调整 最下面菜单的选项

方向键 上下 调整 列表的选项

回车 执行最下面菜单的选项

6、回车进入 Porting code using the LCKFB module 菜单

7、按方向键 上下 选中 USing Soil Moisture sensor 后按 Y 键，看到前面括号中出现一个 * 号，就可以下一步了。

8、按方向键 左右 选中 <Save> 然后一路回车，然后 退出 即可

编译 ​

我们 保存并退出menuconfig菜单 之后，输入以下命令进行编译：

shell
scons

或

shell
scons -j16

-j 用来选择参与编译的核心数: 我这里是选择16

大家可以根据自己的电脑来选择

核心越多编译越快

如果写的数量高于电脑本身，那么就自动按照最高可用的来运行！

镜像烧录 ​

编译完成之后会在 \luban-lite\output\d13x_JLC_rt-thread_helloworld\images 文件夹下生成一个 d13x_JLC_v1.0.0.img 镜像文件！

然后我们烧录镜像，具体的教程请查看：镜像烧录（点击跳转🚀）

到这里完成了，请移步到 最后一节 进行移植验证。

工程代码解析 ​

bsp_soilhumidity.c ​

c
/*
 * 立创开发板软硬件资料与相关扩展板软硬件资料官网全部开源
 * 开发板官网：www.lckfb.com
 * 文档网站：wiki.lckfb.com
 * 技术支持常驻论坛，任何技术问题欢迎随时交流学习
 * 嘉立创社区问答：https://www.jlc-bbs.com/lckfb
 * 关注bilibili账号：【立创开发板】，掌握我们的最新动态！
 * 不靠卖板赚钱，以培养中国工程师为己任
 */

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <getopt.h>
#include <sys/time.h>
#include <rtthread.h>
#include "hal_adcim.h"
#include "rtdevice.h"
#include "aic_core.h"
#include "aic_log.h"
#include "hal_gpai.h"
#include <stdio.h>
#include "aic_hal_gpio.h"
#include "bsp_soilhumidity.h"


// adc设备名称
#define ADC_DEVICE_NAME     "gpai"
// adc通道
#define ADC_CHANNEL         6
// 电压基准
#define VREF_ADC_HSPI       2.5

// DO引脚号获取
#define DO_PIN              rt_pin_get("PE.14")
// DO引脚状态读取
#define GET_DO_IN           rt_pin_read(DO_PIN)

static struct rt_adc_device *adc_dev = NULL;

/**********************************************************
 * 函 数 名 称：SMS_Init
 * 函 数 功 能：初始化ADC
 * 传 入 参 数：无
 * 函 数 返 回：RT_EOK成功  -RT_ERROR失败
 * 作       者：LCKFB
 * 备       注：LP
**********************************************************/
int SMS_Init(void)
{
    // 获取设备句柄
    adc_dev = (struct rt_adc_device *)rt_device_find(ADC_DEVICE_NAME);
    if (adc_dev == RT_NULL)
    {
        LOG_E("Failed to open %s device", ADC_DEVICE_NAME);
        return -RT_ERROR;
    }

    // 使能adc通道
    int ret = rt_adc_enable(adc_dev, ADC_CHANNEL);
    if(ret != RT_EOK)
    {
        LOG_E("Failed to [rt_adc_enable] !!!");
        return -RT_ERROR;
    }

    aicos_mdelay(200);

    // 设定DO引脚的模式
    rt_pin_mode(DO_PIN, PIN_MODE_INPUT);

    return RT_EOK;
}

/**********************************************************
 * 函 数 名 称：SMS_DeInit
 * 函 数 功 能：清除ADC初始化
 * 传 入 参 数：无
 * 函 数 返 回：RT_EOK成功  -RT_ERROR失败
 * 作       者：LCKFB
 * 备       注：LP
**********************************************************/
int SMS_DeInit(void)
{
    int ret = rt_adc_disable(adc_dev, ADC_CHANNEL);
    if(ret != RT_EOK)
    {
        LOG_E("[%d]:Failed to [rt_adc_disable] !!!", __LINE__);
        return -RT_ERROR;
    }

    return RT_EOK;
}

/**********************************************************
 * 函 数 名 称：SMS_Get_Value
 * 函 数 功 能：获得某个通道的值
 * 传 入 参 数：电压存储地址
 * 函 数 返 回：RT_EOK成功  -RT_ERROR失败
 * 作       者：LCKFB
 * 备       注：ADC每个时间
**********************************************************/
int SMS_Get_Value(float *Voltage)
{
    int value = 0; // 累计读取的数据
    int count = 5; // 采集次数
    int valid_count = 0; // 有效读取次数
    int return_Value = 0; // 分压之后还原的数据

    while(count--)
    {
        uint32_t temp = rt_adc_read(adc_dev, ADC_CHANNEL);
        if(temp < 4096) // 确保不会把校验数据计算进来
        {
            // rt_kprintf("[%d]adc temp = [%d]\n",valid_count+1,temp);

            value += temp;
            valid_count++;
        }

        aicos_mdelay(5); // 延时5ms
    }

    // 如果没有有效的读取
    if(!valid_count)
    {
        return -RT_ERROR; // 返回一个错误代码
    }

    return_Value = value / valid_count; // 计算平均值

    /* 因为电压分压为了二分之一所以需要还原 */
    *Voltage = (( VREF_ADC_HSPI / 4095.0 ) * return_Value) * 2; // 换算成电压

    return RT_EOK;
}


/******************************************************************
 * 函 数 名 称：SMS_Get_DO_In
 * 函 数 说 明：读取DO引脚的电平状态
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：DO引脚状态
 * 作       者：LCKFB
 * 备       注：无
******************************************************************/
int SMS_Get_DO_In(void)
{
    if( GET_DO_IN == 1)
    {
        return 1;
    }

    return 0;
}

bsp_soilhumidity.h ​

c
/*
 * 立创开发板软硬件资料与相关扩展板软硬件资料官网全部开源
 * 开发板官网：www.lckfb.com
 * 文档网站：wiki.lckfb.com
 * 技术支持常驻论坛，任何技术问题欢迎随时交流学习
 * 嘉立创社区问答：https://www.jlc-bbs.com/lckfb
 * 关注bilibili账号：【立创开发板】，掌握我们的最新动态！
 * 不靠卖板赚钱，以培养中国工程师为己任
 */
#ifndef __BSP_SOILHUMIDITY_H__
#define __BSP_SOILHUMIDITY_H__

#include "stdio.h"

int SMS_Init(void);
int SMS_DeInit(void);
int SMS_Get_Value(float *Voltage);
int SMS_Get_DO_In(void);

#endif

Kconfig ​

这个是一个menuconfig中的选项，如果在菜单中选中该选项，就会在rtconfig.h中定义一个语句，用来if判断条件编译之类的。

c

config LCKFB_SOIL_MOISTURE_SENSOR
    bool "USing Soil Moisture sensor"
    select AIC_USING_GPAI
    select AIC_USING_GPAI6
    default n
    help
        More information is available at: https://wiki.lckfb.com/

SConscript ​

自动化构建文件，如果定义了 LCKFB_SOIL_MOISTURE_SENSOR 和 USING_LCKFB_TRANSPLANT_CODE 就自动编译当前目录下的文件！！

c
Import('RTT_ROOT')
Import('rtconfig')
import rtconfig
from building import *

cwd = GetCurrentDir()
CPPPATH = [cwd]
src = []


if GetDepend('LCKFB_SOIL_MOISTURE_SENSOR') and GetDepend('USING_LCKFB_TRANSPLANT_CODE'):
    src = Glob(os.path.join(cwd, '*.c'))

group = DefineGroup('lckfb-soil-moisture-sensor', src, depend = [''], CPPPATH = CPPPATH)

Return('group')

test_soil_moisture_sensor.c ​

这个文件是针对土壤湿度传感器的处理模块，提供了初始化、数据读取以及线程管理相关的代码。以下是文件的详细解析：

全局变量

  • 声明了一个线程控制块指针soilhumidity_thread，用于管理土壤湿度传感器读取线程。

线程入口函数逻辑

  • soilhumidity_thread_entry是线程的入口函数，它不接受任何参数。
  • 在函数内部，使用一个无限循环来持续读取传感器的数据。
  • 定义了一个循环计数器while_count，并初始化为1。
  • 在循环中，首先尝试读取土壤湿度传感器的电压值。
  • 如果读取成功，将电压值转换为整数和小数部分，并打印到控制台。
  • 如果读取失败，打印错误信息。
  • 检测DO引脚的状态，如果为0，则打印DO状态。
  • 当while_count达到100次时，提示用户可以通过命令退出读取循环，并重置计数器。
  • 在每次循环结束后，线程会挂起1秒。

土壤湿度传感器启动函数

  • test_soilhumidity_sensor函数用于启动土壤湿度传感器读取线程。
  • 它首先调用SMS_Init函数初始化土壤湿度传感器。
  • 如果初始化成功，尝试创建一个名为sms_thread的线程，并设置其入口函数、参数、栈大小、优先级和时间片。
  • 如果线程创建成功，则启动该线程。

土壤湿度传感器退出函数

  • test_exit_soilhumidity_sensor函数用于删除土壤湿度传感器读取线程。
  • 它尝试删除soilhumidity_thread线程，并根据删除操作的结果打印相应的信息。
  • 调用SMS_DeInit函数来反初始化土壤湿度传感器，并打印相应的信息。

命令行接口

  • 使用MSH_CMD_EXPORT宏导出test_soilhumidity_sensor和test_exit_soilhumidity_sensor函数，使其可以通过命令行接口调用。
  • 用户可以通过输入test_soilhumidity_sensor命令来启动土壤湿度传感器读取线程。
  • 用户可以通过输入test_exit_soilhumidity_sensor命令来退出土壤湿度传感器读取线程。

整体来看，这个文件为土壤湿度传感器提供了一个数据处理线程，并且允许用户通过命令行接口来控制传感器的数据读取和退出操作。

c

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <getopt.h>
#include <sys/time.h>
#include <rtthread.h>
#include "rtdevice.h"
#include "aic_core.h"
#include "aic_hal_gpio.h"
#include "bsp_soilhumidity.h"

#define THREAD_PRIORITY         25      // 线程优先级
#define THREAD_STACK_SIZE       1024    // 线程大小
#define THREAD_TIMESLICE        25      // 时间片

static rt_thread_t soilhumidity_thread = RT_NULL; // 线程控制块

// 线程入口函数
static void soilhumidity_thread_entry(void *param)
{
    int while_count = 1;

    while(while_count++)
    {
        /* 电压数值缓存区 */
        float Voltage = 0;

        /* 判断是否读取成功 */
        if(RT_EOK != SMS_Get_Value(&Voltage))
        {
            LOG_E("Failed to SMS_Get_Value !!!");
        }
        else
        {
            /* 将数字扩大100倍 */
            uint32_t temp_voltage = Voltage * 100;

            /* 打印数据，分别处理小数点前的数据和后面的数据！ */
            rt_kprintf("Read Voltage_Value = %d.%02dV\n", temp_voltage/100, temp_voltage%100);  // 电压
        }

        /* 检测DO引脚 */
        if(SMS_Get_DO_In() == 0)
        {
            rt_kprintf("DO!!!\n");
        }

        /* 循环提示 */
        if(while_count >= 100)
        {
            while_count = 1;

            rt_kprintf("\nType [test_exit_sms_sensor] command to exit \n");
            rt_kprintf("Note: Pressing [TAB] as you type will autocomplete the command\n");

            rt_thread_mdelay(2000);
        }


        rt_thread_mdelay(1000);
    }

}


static void test_soilhumidity_sensor(int argc, char **argv)
{
    int ret = SMS_Init();
    if(ret != RT_EOK)
    {
        LOG_E("Failed to [SMS_Init] !!!");
        return;
    }

    /* 创建线程，名称是 sms_thread，入口是 sms_thread_entry */
    soilhumidity_thread = rt_thread_create("sms_thread",
                            soilhumidity_thread_entry, RT_NULL,
                            THREAD_STACK_SIZE,
                            THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);

    /* 如果获得线程控制块，启动这个线程 */
    if (soilhumidity_thread != RT_NULL)
        rt_thread_startup(soilhumidity_thread);
}
// 导出函数为命令
MSH_CMD_EXPORT(test_soilhumidity_sensor, soilhumidity sensor test);


/* 退出函数 */
void test_exit_soilhumidity_sensor(void)
{
    int ret = rt_thread_delete(soilhumidity_thread);
    if(ret != RT_EOK)
    {
        LOG_E("failed to test_exit_sms_sensor !!");
        return;
    }

    ret = SMS_DeInit();
    if(ret != RT_EOK)
    {
        LOG_E("Failed to [SMS_DeInit] !!!");
        return;
    }
    else
    {
        rt_kprintf("\nSMS_DeInit successful!!!\n");
    }

    rt_kprintf("\n========soilhumidity sensor exit successful !!========\n");
}
// 导出函数为命令
MSH_CMD_EXPORT(test_exit_soilhumidity_sensor, exit soilhumidity sensor test);

移植验证 ​

我们使用串口调试，将 USB转TTL模块 连接到衡山派开发板上面！！

具体的教程查看：串口调试（点击跳转🚀）

串口波特率默认为115200

我们在输入下面的命令运行该模块的线程：

输入的时候按下TAB键会进行命令补全！！

shell
test_soilhumidity_sensor

模块代码下载 ​

链接：下载中心->模块移植代码下载（点击跳转🚀）

本页面更新于: