智慧农田基本设备硬件设计
智慧农业利用物联网技术、通信技术、云计算技术、大数据技术和人工智能技术等信息技术实现“三农”产业的数字化、智能化、集约化、生态化、低碳化，整合现有农田基础设施、通信设备和信息化设施，使农业实现高效、可控、智慧、精细和可持续发展。
智慧农田在智慧农业中处于基础地位，能够有效实现农田智能化。智慧农田的基本设备，能够实现农田温湿度检测、土壤检测、灌溉土地等基本功能，在智慧农田中有相当重要的地位。
我们设计了一个智慧农田基本设备硬件单元，用于实现这些功能。
01、设备概述
该单元对农田的实时环境和土壤进行感知，根据需要从水池抽水灌溉农田。整个单元分为出水区、入水区、测量区和控制区。所用到的器件有：
(1) Hi3861开发板；
(2) 4分外螺纹霍尔流量计脉冲NPN信号水流量计传感器；
(3) 4分12V塑胶螺纹电磁阀；
(4) D-60系列双输出开关电源；
(5) 12V小型无刷电机水泵；
(6) 5V（松川继电器）2路3V-5V光耦隔离继电器模组；
(7) 水分检测耐腐蚀探头传感器DC3.3V-12V；
(8) 杜邦线、铜线、耐高温电木板和一个防水盒等。
02、出水区
出水区按照连接顺序主要由水泵管道、4分外螺纹霍尔流量计脉冲NPN信号水流量计传感器、4分12V塑胶螺纹电磁阀、直流水阀和灌溉喷头组成，主要使用到的各组件如下所示：
03、入水区
入水区有且仅有12V小型无刷电机水泵，通过管道与出水区相连，组件详情如下所示：
04、控制区
测量控制区是整个系统的核心，用到的有Hi3861开发板、环境监测板、耐高温电木板、D-60系列双输出开关电源输出5V12V、5V（松川继电器）2路3V-5V光耦隔离继电器模组等以及若干杜邦线铜线和一个防水盒，组件详情如下所示：
05、出水区
出水口由电磁阀连接管道和流量计进行连通，出水口安装上合适场景下的灌溉喷洒头，电磁阀的信号由开发板通过继电器来进行控制。继电器作为电磁感应类开关，广泛地应用于自动控制电路中。通过对继电器触点的吸合和释放可以在电路中实现接通和断开，将其与直流电源、开发板和电磁阀进行连接通过开发板上的命令进行运行操作。
06、总结
经测试，该智慧农田基本设备硬件单元能够实现农田环境监测、土壤监测、农田灌溉等基本功能。辅以Hi3861开发板套件中的WiFi功能，通过Huawei LiteOS系统或者OpenHarmony系统开发应用程序，能够将监测数据上传至云端，也能够从云端下发命令。
注：本文部分内容参考了《HarmonyOS物联网开发基础实践》一书。
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