一、项目思路
这是一个简单土壤湿度显示系统设计，使用ESP32和HS1101湿度传感器。以下是分点详细介绍：
1.硬件设计：
- 主控芯片：ESP32开发板
- 传感器：HS1101湿度传感器
- 可选组件：LCD显示屏、蜂鸣器或LED灯（用于警报）
2.软件设计：
- 开发环境：Arduino IDE
- 库：ESP32和HS1101传感器的库
3.连接硬件：
- 将HS1101传感器的VCC引脚连接到ESP32的3.3V引脚，GND引脚连接到ESP32的地引脚，以及将传感器的S引脚连接到ESP32的一个可用IO引脚。
4.编程：
- 在Arduino IDE中导入所需的库文件，并设置相应的引脚作为输入和输出。
- 在
setup()函数中初始化串口通信和任何相关的GPIO引脚。 - 在
loop()函数中读取传感器的数据，并将其转换为湿度值。 - 将湿度值显示在LCD显示屏上，如果湿度超过预设阈值，则通过蜂鸣器或LED灯发出警报。
- 使用延时函数等待一段时间后，再次读取传感器的数据，并循环执行这个过程。
5.湿度报警显示：
- 读取湿度传感器数据并在LCD显示屏上显示湿度值。如果湿度超过预设阈值，将通过蜂鸣器或LED灯发出警报。湿度报警显示功能在LCD上显示一个警告消息，以提醒用户土壤过于干燥或者过于潮湿
二、方案框架
方案框图
https://www.digikey.cn/schemeit/project/土壤湿度-7fa23dbb3ffc49bcb40f57fa0f6544e4
https://www.digikey.cn/schemeit/project/detail/a4a8d7b6f78a425291c2f81da475d0bf
主要元器件：
ESP32-WROOM-32E-N4 乐鑫科技（Espressif）
HS1101湿度传感器
主控芯片:乐鑫ESP32-S3
ESP32-S3 是一款集成2.4GHzWi-Fi和Bluetooth5(LE)的MCU芯片 , 支持远距离模式(Long Range)。ESP32-S3搭载Xtensa@32位LX7双核处理器,主频高达240 MHz,内置512KB SRAM(TCM),具有45个可编程GPIO 管脚和丰富的通信接口。ESP32-S3支持更大容量的高速Octal SPI flash和片外RAM,支持用户配置数据缓存与指令缓存。
ESP32-S3芯片具有行业领先的低功耗性能和射频性能，支持WiFi IEEE802.11b/g/n协议和Bluetooth5 。该芯片搭载Xtensa-R32位LX7 双核处理器，工作频率高达240 MHz。支持二次开发，无需使用其它微控制器或处理器。芯片内置512KB SRAM ,384KBROM , 16KBRTC SRAM。芯片支持多种低功耗工作状态，能够满足各种应用场景的功耗需求。芯片所特有的精细时钟门控功能、动态电压时钟频率调节功能、射频输出功率可调节功能等特性，可以实现通信距离、通信速率和功耗之间的最佳平衡。
模组提供丰富的外设接口,包括UART ,PWM , SPI , I2S, I2C,ADC , LCD, DVP,RMT(TX/RX),脉冲计数器, USB OTG , USB Serial/JTAG , SDIO , DMA 控制器, TWAI控制器,温度传感器,电容式传感器和多个IO口。
模块具有多种特有的硬件安全机制。硬件加密加速器支持AES、SHA 和RSA算法。其中的RNG、HMAC和数字签名(Digital Signature)模块提供了更多安全性能。其他安全特性还包括Flash加密和安全启动(secure boot)签名验证等。完善的安全机制使芯片能够完美地应用于各种加密产品。模块支持低功耗蓝牙:Bluetooth5 , Bluetoothmesh 。蓝牙速率支持:125Kbps,500Kbps,1Mbps,2Mbps。支持广播扩展，多广播，信道选择。
支持蓝牙和WIFI，就意味着可以进行很多的无线连接；同时乐鑫提供了大量的开源库，包括语音识别Skainet，可以方便的进行后期扩展。
HS1101湿度传感器
HS1101是一种湿度传感器，用于测量环境中的湿度。它是一种电容式湿度传感器，通过测量介质中水分含量引起的电容变化来确定湿度。
- 1. 高精度：HS1101具有非常高的湿度测量精度。它可以测量从 0% 到 100% 相对湿度范围内的湿度值，并且具有较小的误差。
- 2. 快速响应：该传感器具有快速响应的特性，可以在短时间内测量湿度变化。
- 3. 高线性性能：HS1101具有良好的线性性能，可以提供准确的湿度测量结果。
- 4. 低功耗：该传感器的低功耗设计使其非常适合在电池供电的设备中使用。
- 5. 相对稳定：HS1101采用耐用的材料制造而成，具有较好的稳定性和长寿命。
使用HS1101传感器进行湿度测量时，通常需要将其与微控制器（如Arduino）或其他适配器电路连接。通过测量传感器的电容变化，可以获得湿度数据，然后可以进一步处理和显示。
值得注意的是，由于湿度是受温度影响的，使用HS1101传感器进行湿度测量时通常需要校准其与环境温度之间的关系，以获得更准确的结果。
三、电路图
四、总结
该项目使用ESP32和HS1101湿度传感器设计了一个简单的土壤湿度显示系统。它通过硬件连接和编程实现了传感器数据的读取和湿度值的显示。同时，通过可选组件如LCD显示屏、蜂鸣器或LED灯，还实现了湿度的报警功能。这个系统可以实时监测土壤湿度，并在湿度超过预设阈值时进行相应的提示和警报，帮助用户掌握土壤湿度情况，进行相应的调节和管理。
