WaterPi：基于 Raspberry Pi 与 AWS IoT 的智能远程浇花系统
硬件清单
| 零件 | 数量 | 说明 |
|---|---|---|
| Raspberry Pi 1 Model B (或更新型号) | 1 | 运行 Node.js 应用，连接 AWS |
| Arduino UNO | 1 | 采集模拟量传感器 (土壤湿度、水位) |
| DHT11 温湿度传感器 | 1 | 接 Pi GPIO4 |
| YL-69 土壤湿度传感器 | 1 | 接 Arduino A1，VCC 接 D7 控制供电 |
| 水位传感器 | 1 | 接 Arduino A0，VCC 接 D4 |
| 1602 LCD (I2C) | 1 | 接 Pi I2C (GPIO2/3) |
| 5V 继电器模块 | 1 | 控制水泵，接 Pi GPIO18 |
| 微型水泵 + 4×AA 电池盒 | 1 | 水泵独立供电，继电器切换 |
云端服务 (AWS)
- DynamoDB：表
waterpi_sensor_data，主键key(String) + 排序键timestamp(String)。 - AWS IoT Core：
Thing:raspi-water-pump
Policy:pump-policy(iot:*)
证书：一键创建，下载公钥/私钥/证书/根 CA，激活并绑定 Policy 与 Thing。
规则：Topicsensor/data→ 插入 DynamoDB，Hash key${topic()}，Range key${timestamp()}。
软件流程
- Arduino 烧录 StandardFirmata，通过 USB 连接 Pi，由 Johnny-Five 库读取 A0/A1 模拟值。
- Pi 侧 Node.js 应用 (
waterpi-node)：
- Johnny-Five 读取 Arduino 传感器 + 直连 DHT11。
- AWS IoT SDK 发布 JSON 到sensor/data(每 20 秒)。
- 订阅pump/control主题，收到指令控制继电器启停水泵。
- LCD 实时显示温湿度、土壤湿度、水位、水泵状态。
Web 控制端
waterpi-web (Sinatra + HighCharts)：
- 读取 DynamoDB 近期数据绘制图表。
- 点击“开始/停止”按钮 → AWS IoT 发布 pump/control → Pi 执行。
- 需配置 AWS Access Key/Secret 与证书路径。
部署步骤摘要
- 建立 DynamoDB 表与 IoT Thing/Policy/Rule。
- Arduino 烧录 Firmata，接线传感器，USB 连 Pi。
- Pi 接线 DHT11、LCD、继电器、水泵电池盒。
- Pi 上
git clone waterpi-node && npm install，放入证书，改device.js填入 IoT Endpoint，sudo node index.js。 - 本地/服务器跑
waterpi-web：bundle install && ruby app.rb，访问localhost:4567。
原理图
Arduino MKR WiFi 1010 接入 Telegram Bot——物联网入门实战
Arduino MKR1000 + Environment Click 实时环境监测上传 WolkAbout 云平台
制造工艺
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