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介绍：

树莓派采用的是读取土壤传感器的DO口输出信号，由于树莓派的GPIO只支持数字输入，所以第一个教程我们AO口是没有接的，由于树莓派没有模拟信号引脚，所以没有办法直接输出模拟信号数值，此时我们在第二教程里面需要使用MCP3008集成电路，读取土壤湿度值可查看下面第二个教程。

教程一：

1.树莓派与土壤传感器接线

树莓派VCC —— VCC

2.程序代码

新建一个py文件。输入命令

sudo nano turang.py

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
import RPi.GPIO as GPIO
import time

channel = 21

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(channel, GPIO.IN)

while True:
        if GPIO.input(channel) == GPIO.LOW:
                print "土壤检测结果：潮湿"
        else:
                print "土壤检测结果：干燥"
        time.sleep(1)

sudo python turang.py

将传感器探头放入水中，就会发生变化。可参考下图

教程二，如何读取土壤湿度值？

1.原理：根据土壤的介电常数（土壤的导电能力）来估计土壤体积水含量，使用两个探针让电流通过土壤，然后读取电阻来获得湿度水平。水分越多，土壤导电越容易(电阻越小)，而土壤干燥，导电越差(电阻越大)。土壤中的湿度是一个连续变化的一系列值，为模拟信号，使用A to D接线板之后可以将从环境中得来的模拟信号转成数字信号，在该板上有两个指示灯，PWR-LED和DO-LED，前者检测是否插好电源，如果电源的正负极连接正确，则会亮起，如下图（左）所示。我这里使用的是YL-69型号，灯为绿色。该传感器在输出数字信号时，可以使用一字螺丝刀将电位器进行调节（蓝色中间有十字架的部位）提前设定阈值大小，一旦土壤湿度达到或大于阈值，则DO-LED指示会亮起，如下图（右）所示。

二：传感器引脚介绍：

传感器的小板接口分别为：AO、DO、GND、VCC，如上图所示：AO模拟量，DO数字量，GND负极、VCC正极

AO模拟信号，输出的模拟值是介于所提供的电压值（0-2.3v）之间的电压变化值。如果输出0V，则代表土壤导电性不好，即水分含量很低，若输出2.3v则表示水分子含量高，当然就可以用这个电压值来换算土壤湿度值。

DO数字信号，简单的输出为0和1，可直接通过信号灯判断土壤中水分是否低于阈值，高于则“开”，低则“关”。

GND表示接地，即为负极

VCC连接电源，即为正极（可接3.3V-5V）

三：MCP3008模拟-数字转换器

但在接下来的这个项目中，我们只是单独利用模拟输出来检测土壤湿度值，由于树莓派4B自身是没有模拟信号引脚的，所以没有办法直接输出模拟信号数值，此时我们需要使用一个MCP3008集成电路（如下图）：MCP3008 IC（Integrated Circuit）是一个8通道，10位的具有SPI串行接口的A / D转换器(模拟-数字转换器)，共有16个引脚，可以用来解决模拟引脚问题（MCP3004也是ADC，不过为4路，体型更小）。MCP3008使用SPI总线协议从树莓派接收模拟输入值。它有8个模拟输入（ch0-ch7），另外一列的8个引脚中有4个电源和地引脚和4个连接树莓派的引脚，它产生范围为0-1023的输出值(注意：0表示0V, 1023表示3.3V)。

四、设备连线方式与代码实现

MCP3008共有16个引脚，其中8个用于记录模拟输入值，位于CH0-CH7(引脚1-8)，4个通信引脚通过SPI协议方法与树莓派通信，还有2个电源引脚，2个接地引脚。

五：代码程序（使用方法）

1. 先启用树莓派的SPI接口，树莓派的SPI接口与SSH、VNC服务相同，是默认关闭的，需要我们在配置中打开此服务才可以使用。按照以下步骤启动终端并输入以下命令:

sudo raspi-config

选择Interface选项，来启用SPI接口。

2.安装spidev库，spidev库将帮助通过SPI接口读取传感器值，使用以下四条命令来安装。

sudo apt-get install git python-dev
git clone git://github.com/doceme/py-spidev
cd py-spidev/
sudo python setup.py install

3. 安装numpy库，我们从传感器获得的值还是电压值而非土壤湿度值，土壤湿度需要使用百分比的形式体现，为了将输出值转换为百分比，还需要使用numpy库。我们从MCP3008 IC接收到的输出值是在前面提到的0-0123范围内的数值，仍需要将把这些值映射到0-100，以得到一个百分比。使用以下命令安装numpy模块:

sudo apt-get install python-numpy

4.树莓派python代码

# Importing modules
import spidev # To communicate with SPI devices
from numpy import interp  # To scale values
from time import sleep  # To add delay
 
# Start SPI connection
spi = spidev.SpiDev() # Created an object
spi.open(,) 
 
# Read MCP3008 data
def analogInput(channel):
  spi.max_speed_hz =
  adc = spi.xfer2([,(+channel)<<,])
  data = ((adc[]&) << ) + adc[]
  return data
 
while True:
  output = analogInput() # Reading from CH0
  output = interp(output, [, ], [, ])
  output = int(output)
  print("Moisture:", output)
  sleep(0.1)

当从土壤湿度传感器读取模拟输出值时，它以百分比测量湿度，使用来自numpy库的特定interp模块进行映射得到从0-100的值。

六：注意事项

（1）持续输出0或100，无论探针是否放入水中均没有变化

（2）没有操作探针，但读数呈有规律地变化

针对以上出现有以下几种解决方案

（1）检查树莓派的SPI服务有无正确打开

（2）先检查线有没有接稳，查看是不是线的连接顺序（传感器的正负极有没有接反，与树莓派的连线有没有串行）有误

（3）线是否有生锈或损坏（之前第一次做实验时，各种调试都出现不了正确结果，后来才发现是有几根线生锈了所以不通）

注意事项 ：

（1）尽量使用长线，便于看清连线位置

（2）尽量不要使用拼接线（一根公对公，一根母对母拼接成公对母的），这样需要照顾的线更多，也更容易出纰漏

（3）一定一定要有耐心，出现问题后按照顺序逐一排查。因为涉及到的连线较多

7：土壤传感器原理图

➥51单片机使用方法