查看: 6488|回复: 5

[项目] 【跨学科研究】做一个植物监测系统

SCI数据采集模块：植物监测系统

教程目录：

【简介】

想象一下，你刚刚开始经营一个家庭花园，你很高兴能亲手种植蔬菜和草药。但几周过后，你发现一些植物并没有像你预期的那样茁壮成长。这个时候，就很需要一个植物监测系统。通过跟踪花园中的温度、湿度、光照和土壤湿度水平，你可能会发现你的西红柿没有得到足够的光照，或者你的土壤对罗勒叶来说太干了。这样的话你就可以发现潜在的问题，并做出调整来改善植物的健康。

在这个项目中，你将学习如何使用SCI DAQ模块和传感器构建植物监测系统，以及收集和分析植物生长环境数据，我们将一起讨论如何利用这些信息来优化你的家庭花园。

【知识】

1.Gravity：SCI DAQ模块

SCI DAQ模块配备了16兆字节的存储容量，可以在实验期间以CSV格式实时记录数据。数据按列结构化，包括记录的确切时间、物理量名称、值和单位，提供精确的跟踪，便于分析。

2.Gravity：SHT31-F数字温湿度传感器

温湿度传感用于器测量环境的温度和湿度。

3.Gravity：I2C VEML7700环境光传感器

光线传感器测量环境中的光量。它可以显示环境光的亮度，勒克斯（lx）是测量光的单位。你要是想更改数据读数以进行观察，可以用手盖住传感器或照亮它。

4.Gravity：土壤湿度传感器

土壤湿度传感器可以测量周围土壤中的湿度。它的工作原理是使用两个探针让电流通过土壤，然后读取产生的电阻，以确定相对湿度。水分较多的土壤更容易导电（电阻较小），而干燥的土壤导电较差（电阻较大）。

【材料】

SCI DAQ模块 x 1
SEN0228环境光传感器 x 1
SEN0334温湿度传感器 x 1
SEN0114土壤水分传感器 x 1
3pin连接线 x 1
4pin连接线 x 2
Type-C USB线或电池盒
植物

【设置】

1.通过电池或Type-C端口为SCI模块供电。

2.将土壤湿度传感器连接到左侧端口1。

3.将温度和湿度传感器以及光传感器连接到端口2和端口3。

4.按下S按钮进入设置菜单。

5.默认情况下，光标停留在Select SKU，按下OK键进入传感器选择页面。

6.使用S和R按钮选择SEN0114土壤湿度，按OK键确认。

SCI模块可以自动识别连接到端口2和端口3的IIC传感器。但是，对于连接到端口1的数字或模拟传感器，需要手动选择。来自传感器的数据将按端口1至端口3的顺序显示在屏幕上。

【实验】

准备好创建自己的植物监测系统！首先选择一种你想密切关注的植物。然后，将土壤湿度传感器插入土壤中，并将光线传感器和温湿度传感器放置在花盆周围。通过这种设置，你就能够收集数据，并深入了解植物的生长需求。

1.设置系统时间：

为了能够使用准确的时间标签去记录数据，你需要先设置系统时间。

（1）当你收到全新的SCI模块时，您需要将按钮电池插入背面的电池槽中。电池用于为内置实时时钟（RTC）供电，因此即使模块未通电，系统也能提供准确的时间。

（2）访问设置菜单并选择“设置系统时间”。

（3）可以设置月、日、小时、分钟和秒。设置月份后，按下“确定”按钮，然后设置下一个参数，依此类推。

2.设置数据刷新率：

数据刷新率是指SCI模块更新其数据的频率。更高的数据刷新率意味着信息更新得更为频繁，这可以产生更准确和最新的数据，但也可能需要更强的处理能力和更多的能耗。

（1）访问设置菜单，然后选择“设置刷新率”。

（2）选择刷新率，然后按“确定”进行确认。可用的刷新率为：ms、1S、3S、5S、10S、30S、1min、5min和10min。

（3）如果选择ms，系统将以最快的速度刷新传感器数据，时间标签将精确到毫秒。

3.记录数据：

按下R按钮开始记录数据。符号*将出现在屏幕右下角REC的旁边，表示模块当前正在记录数据。LED指示灯将根据数据刷新率闪烁。

请注意：

（1）使用数据线将电脑与模块连接时，在弹出的U盘中进行任何操作都会占用REC功能，将无法开启数据记录，需重启模块后才能正常记录数据。

（2）在启动REC功能后禁止对U盘做任何操作，否则会导致数据记录失败。

4.导出数据：

记录的数据可以以CSV文件的格式导出。

（1）如果要停止数据记录，请按R键。

（2）当使用Type-C USB线将模块连接到计算机时，此时会出现一个U盘。（如果使用Type-C为模块供电，请拔下插头并重新连接。）

（3）打开U盘，将你需要的CSV文件复制到您的计算机中。

【数据分析】

通过分析你收集的数据，你会发现很多有价值的东西，进一步帮助你为植物创造完美的环境。这里有几种方法可以用来解释结果：

（1）画一个折线图来可视化单个参数，例如植物接收的光照量。这将帮助你识别模式和趋势，例如一天中光值的峰值和谷值，或者是植物暴露在阳光下的时长。

（2）创建多个折线图来比较不同变量之间的数据，并揭示它们之间的关系。例如，你可能会发现温度越高，土壤湿度越低。

【结论】

每种植物都有独特的环境要求。通过利用植物监测器的数据，你可以为每种植物量身定制生长条件，以满足它的特定需求。有了你的悉心照顾，相信你的花园可以生机勃勃！

【跨学科研究】做一个植物监测系统图15