如何利用ESP8266制作植物浇水监控器

　　NodeMCU ESP8266 板可监控植物的土壤水分，并在需要浇水时通过 Telegram 通知您！

　　为什么要做这个项目？

　　我可能是万千个一直忘记给植物浇水的人其中的一份子，有多少植物因为你忘记了你甚至在家里有它们而枯萎？

　　我就是其中之一，因此我决定创建一个项目，让我知道我什么时候没有给我的鳄梨植物浇水。

　　目标

　　起初的目标只是需要知道我什么时候需要给植物浇水。但既然我正在开发这个工具，为什么不添加一些额外的选项，比如能够按需检查鳄梨的表现。

　　硬件

　　我使用了一个 Arduino 兼容板“WeMos D1 NodeMcu Lua V3 CH340G ESP8266”，可以在 eBay 上购买。

　　还选择了“ESP8266板”，因为内置wifi功能和便宜的价格。我们不需要太多的电力，所以没有必要使用 ESP-32 板。

　　要知道鳄梨是否需要浇水，我使用了土壤湿度传感器 YL-69（或 YL-39）。通过它的电极，我们可以确定植物土壤的干燥程度。该传感器也可在 eBay 上购买。

　　传感器有一个电位器，可以校准返回的值。

　　该板将使用 VIN 和 GND 引脚由 9V 电池供电。

　　注意：根据您使用的电路板，输入电压可能会有所不同。在某些情况下，允许的输入会写在板上。

　　软件

　　Arduino IDE 用于该项目。

　　第一步是创建一个 Telegram 机器人。由于网上已经有很多关于如何做到这一点的教程，这一步我就不做过多解释。请参阅下面的链接以开始使用。

　　如果您不想使用 Telegram 机器人，可以使用IFTTT 。

　　为了与机器人通信，我使用了 Giancarlo Bacchio 开发的“ ESP8266-TelegramBot ”库，该库可在此找到。

　　为了能够在我需要给植物浇水时收到通知，我设置了一个 Telegram 机器人来向我发送通知。每隔 24 小时，系统会检查状态并在达到关键限制时通知我。

　　由于 Telegram 机器人为我们提供了相当大的自由度，因此我实现了一个额外的命令来随时读取传感器值。

　　根据土壤的不同，从传感器读取的值可能与我的示例不同。以下是电位器完全逆时针旋转（最小值）时返回的值。

　　浇水后： 460

　　24 小时后：420

　　48 小时后：380

　　我通常每 2 天给鳄梨浇一次水，所以我决定使用400作为临界值。一旦读取的值低于此值，我将收到通知。

　　警告

　　为避免损坏传感器，我们仅在读取土壤湿度时才将其通电。因此，它不是直接连接到 3.3V 引脚，而是连接到数字引脚之一。

　　未来的拓展

　　这个项目的一个改进是添加一些视觉效果，也许是一个 LED，它可以通过将颜色从绿色变为黄色再变为红色来为您提供状态。

　　另一种选择是通过使用运行在 3.3V/8MHz 的 Arduino Pro Mini 和 ESP-01 来延长电池寿命。

　　如果您想更在此基础上更进一步，您还可以使用水泵构建一个自动浇水系统！

　　Avocado Watering Monitor：

/*
   Avocado Watering Monitor
   Board used: WeMos D1 NodeMcu Lua V3 ESP8266
   Sensor: YL-69 / YL-39 Soil Moisture Sensor
   By g4x - 01/2018
*/

#include
#include
#include

// YL-69 sensor
#define moistureCriticalLevel 400
byte pinMoistureSensor = A0;
byte pinMoistureVCC = 4; // D2
int  moistureValue;

// protothreading
int  moistureReadingInterval = 86400;   // interval in seconds between sensor reading (every 24h)
long moistureLastRead = 0;              // last time the moisture was read

int  botScanInterval = 1;               // interval time between scan messages (seconds)
long botLastScan;                       // last time messages' scan has been done

long nowMillis;

// WiFi connection
const char* ssid     = "Mr.Robot";      // wifi name
const char* password = "********";      // wifi password

// Telegram bot
#define botMyChatID "********"          // reference to my phone's chat
#define botToken "********"
#define botName "********";
#define botUsername "********"
TelegramBOT bot(botToken, botName, botUsername);

String botCommand;
String botResponse;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  delay(1000);

  // init the moisture sensor
  pinMode(pinMoistureSensor, INPUT);

  pinMode(pinMoistureVCC, OUTPUT);
  digitalWrite(pinMoistureVCC, LOW);    // by default, we do not power the sensor

  // connect to wifi
  Serial.print("Connecting to \"");
  Serial.print(ssid);
  Serial.println("\"");

  WiFi.begin(ssid, password);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("");
  Serial.print("WiFi connected (");
  Serial.print(WiFi.localIP());
  Serial.println(")");
  Serial.println("");

  // start bot
  bot.begin();
}

void loop() {
  checkSoilMoisture();
  handleBotMessages();
}

void checkSoilMoisture() {
  nowMillis = millis();

  if ((nowMillis > moistureLastRead + (moistureReadingInterval * 1000)) or moistureLastRead == 0) {
    moistureLastRead = nowMillis;

    moistureValue = readMoisture();

    if (moistureValue < moistureCriticalLevel) {
      // send value to Telegram chat
      botResponse = "Avocado: Water me! (Humidity Level [0-1023]: ";
      botResponse.concat(moistureValue);
      botResponse.concat(")");
      bot.sendMessage(botMyChatID, botResponse, "");    // send notification to my phone
    }

    Serial.print("*************** Humidity Level (0-1023): ");
    Serial.println(moistureValue);
    Serial.println("");
  }
}

int readMoisture() {
  digitalWrite(pinMoistureVCC, HIGH); // power up sensor

  delay(500);
  int value = analogRead(pinMoistureSensor);

  digitalWrite(pinMoistureVCC, LOW); // power down sensor

  return 1023 - value;
}

/* Check if the bot received any message */
void handleBotMessages() {
  nowMillis = millis();

  if (nowMillis > botLastScan + (botScanInterval * 1000)) {
    botLastScan = millis();

    bot.getUpdates(bot.message[0][1]);   // launch API GetUpdates up to xxx message

    // loop at messages received
    for (int i = 1; i < bot.message[0][0].toInt() + 1; i++)      {
      handleBotCommands(i);
    }
    bot.message[0][0] = "";   // All messages have been replied - reset new messages
  }
}

/* Execute command sent to the bot */
void handleBotCommands(int line) {
  botCommand = bot.message[line][5]; // message reiceived
  botCommand.toUpperCase();  // not case sensitive anymore

  if (botCommand.equals("/READ")) {

    // read data
    moistureValue = readMoisture();

    //botResponse = "Sensor value: ";
    botResponse = "Humidity Level (0-1023): ";
    botResponse.concat(moistureValue);
    if (moistureValue < moistureCriticalLevel) {
      botResponse.concat(" (critical)");
    }

  } else if (botCommand.equals("/HELP")) {

    botResponse = "Allowed commands are:";
    bot.sendMessage(bot.message[line][4], botResponse, "");
    botResponse = "/read - Read soil moisture";
    bot.sendMessage(bot.message[line][4], botResponse, "");
    botResponse = "/ip - Get local IP address";

  } else if (botCommand.equals("HI") or botCommand.equals("HELLO") or botCommand.equals("COUCOU") or botCommand.equals("SALUT")) {

    botResponse = "Hello " + bot.message[line][2] + " !";  // user's name
    
  } else if (botCommand.equals("/IP")) {
    
    botResponse = "Local IP address: ";
    botResponse.concat(WiFi.localIP().toString());
    
  } else {

    botResponse = "Unknown command, use /help for command list.";

  }
  bot.sendMessage(bot.message[line][4], botResponse, "");    // bot.message[line][4] is chat ID
}