micro:bit 相关产品Jacdac SeriesJacdac能源实践套件案例十三:智能温室大棚本页总览案例十三:智能温室大棚简介同时使用Jacdac温湿度传感器和土壤湿度传感器实时监测温室环境。只有当三个指标全部达标(温度<35、湿度<75、土壤湿度<50)时,micro:bit LED矩阵显示笑脸表示"作物生长环境良好";任一指标不达标则显示哭脸报警。按下按键A,360°积木舵机正转打开通风窗;按下按键B,舵机反转关闭通风窗;触摸Logo,舵机停止。案例目的认识温湿度传感器和土壤湿度传感器——温室环境监测的核心传感器。理解多条件逻辑判断(AND)——所有条件同时满足才算达标。学习多传感器融合——综合多个传感器的读数做出综合判断。了解智能温室大棚在现代农业中的应用和意义。所需材料项目图片数量micro:bit V21Jacdac扩展板1Jacdac 10cm连接线1Jacdac 25cm连接线2Jacdac 温湿度传感器1Jacdac 土壤湿度传感器1Jacdac舵机模块1360°积木舵机1USB数据线1传感器原理说明两大温室传感器本案例同时使用了两种Jacdac传感器,构成完整的温室环境监测系统:传感器检测内容本案例阈值在温室中的作用温湿度传感器环境温度 、空气湿度<35(适宜)、<75(适宜)温度适中→环境舒适;过低→关窗保温、湿度适中→不闷不燥土壤湿度传感器土壤含水量<50(适宜)土壤含水量适中→不需灌溉搭建步骤模型原理说明智能温室——用传感器替代农民的眼睛传统农业中,农民靠经验判断"今天该不该通风、该不该浇水"。智能温室用传感器替代了人的感官:传统方式智能温室方式优势用手摸土壤判断干湿土壤湿度传感器精确数值、24小时不间断凭感觉判断冷热温度传感器精度到0.1°C凭经验判断是否闷湿湿度传感器量化指标、自动记录360°积木舵机在本案例中模拟温室的电动通风窗——正转开窗通风降温、反转关窗保温、Logo触摸停止。连接示意图如下图所示,将micro:bit主板插入Jacdac扩展板,用连接线将温湿度传感器、土壤湿度传感器和360°积木舵机模块连接在Jacdac扩展板金手指接口上。编程软件微软 MakeCodeMakeCode 编程步骤1:如何添加 Jacdac 扩展进入微软 MakeCode,点击 "新建项目"。在弹出窗口输入项目名称并点击 "创建"。点击代码抽屉中的 "扩展"。在弹出界面输入 "Jacdac" 并点击搜索图标,选择 Jacdac 软件库,如图所示。步骤2:连接硬件用数据线将micro:bit主板连接到计算机。注意: 若micro:bit主板初次运行Jacdac程序,请先预装一个空白Jacdac程序至主板,否则跳过此步骤。连接传感器,MakeCode自动识别并仿真呈现,在仿真区内传感器实时反馈传感器状态。点击 "ADD BLOCKS" 传感器扩展模块。注意: 连接新的传感器,重复执行一次"点击'ADD BLOCKS'传感器扩展模块"操作流程。如图所示编写程序参考程序链接https://makecode.microbit.org/_ac7XFk7rE4Fa你也可以通过以下网页直接下载程序,下载完成后即可开始运行程序。结果当温度<35、湿度<75、土壤湿度<50三个条件同时满足时,micro:bit LED矩阵显示笑脸,表示温室环境适宜作物生长。任一指标超标(温度≥35或湿度≥75或土壤湿度≥50),立即显示哭脸报警。按下按键A,360°积木舵机正转(100),模拟打开通风窗;按下按键B,舵机反转(-100),模拟关闭通风窗;触摸Logo,舵机停止。思考真实的温室需要同时监测温度、湿度、光照、CO₂浓度等多种参数——如果增加光照传感器,程序应该怎么修改?本例中三个条件是"全部达标才开心",如果改为"任一超标就报警",逻辑应该怎么改?(提示:AND → OR)程序逻辑说明触发条件动作来源温度<35 且 湿度<75 且 土壤湿度<50(环境适宜)LED矩阵显示笑脸Jacdac 温湿度+土壤湿度传感器任一指标超标(温度≥35或湿度≥75或土壤湿度≥50)LED矩阵显示哭脸Jacdac 温湿度+土壤湿度传感器按下按键A360°积木舵机正转(100),模拟打开通风窗micro:bit V2 按键A按下按键B360°积木舵机反转(-100),模拟关闭通风窗micro:bit V2 按键B触摸Logo360°积木舵机停止转动micro:bit V2 Logo触摸键知识拓展:智能温室——当农业遇上物联网一、什么是智能温室智能温室(Smart Greenhouse)是集传感器监测、自动控制和数据分析于一体的现代农业生产系统。它通过部署多种传感器实时采集环境数据,由控制系统自动调节温度、湿度、光照、灌溉等,为作物创造最适宜的生长环境。传统种植智能温室靠天吃饭,受气候影响大环境可控,全年稳产人工浇水施肥,凭经验传感器精确监测,自动灌溉施肥病虫害发现晚,损失大提前预警,精准防治水肥浪费严重节水节肥30%~50%产量不稳定产量可显著提高二、温室环境参数标准环境参数适宜范围(大多数作物)传感器类型温度20°C~30°C(白天)/ 15°C~20°C(夜间)温度传感器空气湿度60%~80%湿度传感器土壤湿度50%~70%田间持水量土壤湿度传感器光照强度20,000~50,000 lux光敏传感器CO₂浓度800~1,200 ppmCO₂传感器据联合国粮农组织(FAO)统计,到2050年全球人口将达97亿,粮食需求将增加约60%。智能温室为代表的精准农业,是应对这一挑战的关键技术之一。三、AND逻辑——从代码到生活本案例的核心逻辑——多条件同时满足(AND)——不仅仅存在于代码中:场景AND逻辑考试合格语文及格 AND 数学及格 AND 英语及格火箭发射天气OK AND 设备OK AND 轨道OK AND 通信OK手机解锁人脸匹配 AND 注视屏幕(防照片解锁)温室达标温度OK AND 湿度OK AND 土壤OK 你写的这个三条件AND判断程序,和SpaceX火箭发射前的"Go/No-Go"检查——数千个条件必须全部绿灯才能点火——遵循的是同一套逻辑。编程思维,无处不在。