用科技修身养性：花花草草监测仪+Home Assistant实现家庭种植自动灌溉系统

本文目录：

事情的起因

入手花花草草

花花草草的局限

选购配件，搭建硬件

Home Assistant的配置

之后的故事

事情的起因

智能家居是个坑，一旦跳进去就无法自拔。特别是接触了Home Assistant这个开源的家庭自动化平台之后，感觉好像开辟了一个崭新的世界，各种设备、各种玩法，玩得不亦乐乎。

兵分两路，话说两头。前些日子太太找来了几株薄荷，打算在家里花盆种植，说平时用薄荷叶泡水喝，可以解毒去火，对她的慢性咽炎有辅助治疗效果。

种花我俩都是外行，家里种的几盆花基本处于无人照料、自生自灭的状态。不过既然薄荷有药用价值，倒不妨认真对待一次，若能治好太太的咽炎也算大有收获。但能否把它养活养好，太太心里没底，我倒是胸有成竹。理工男嘛，解决问题是我的强项。

玩了这么久智能家居，第一时间就想到了小米生态链产品“花花草草植物监测仪”。

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入手花花草草

“花花草草监测仪可以替植物说话，帮你准确传达家里的每盆花各自需要什么样的照顾，正确获取她们现在的水分养分是否足够、光照温度是否充足，从此养花可以轻松又简单。”——摘自小米商城产品介绍

下单两个花花草草监测仪加强版，转天到手。

在米家APP中配对后，要在植物数据库中选择植物种类。用“薄荷”关键字搜索，居然给我列出来20个不同的薄荷品种。好在APP中有详细的识别指导，可根据植物叶子的详细特征逐步筛选，最终确定我家这个薄荷品种是“胡椒薄荷”。

除了庞大又专业的植物参数数据库，APP中也给出了简明扼要的养护方法，对我们这些外行来说极有指导意义。

花花草草的局限

实时监测有了，养殖方法也知道了，不过实操起来还是有一些问题需要解决。

我们面临的最大问题是，根据养殖指导，胡椒薄荷这种植物不耐旱，夏季需要每天浇水。这对于两个上班族来说颇有难度。倒不是没时间，而是下班回家后根本想不起它来。

理想的解决方案是做一套自动化系统，根据花花草草检测到的土壤湿度实现自动按需浇水。

问题是花花草草监测仪为了低功耗，采用了蓝牙连接方式，当时家里还没有蓝牙网关设备，不能将其接入网络，只有拿着手机靠近它时才能看到检测出来的土壤参数。这就意味着无法实现与其它智能设备的联动，自动灌溉也就无从谈起。

米家不行，还有Home Assistant。查了Home Assistant主页，还真有花花草草的接入方案，这就好办了。

不过，后来的事实证明，当时有点过于乐观了，这里面的坑还真不少。

选购配件，搭建硬件

花花草草监测仪的传输采用了BT4.0 BLE低功耗模式，而我的Home Assistant服务器跑在一个老掉牙的笔记本上，有蓝牙但不支持4.0，所以需要购入一个支持BLE的USB蓝牙适配器。我用的是这款：

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浇水需要水泵。最便宜的是养鱼用的潜水泵，虽然能用，但把220V交流供电的水泵长期泡在水里我总觉得不踏实。经过搜索，在老马家发现了一个产品叫蠕动泵，其特点是水电完全分离，不用泡在水中。搭配他家的硅胶软管，虽然价格上稍贵一点，但买个心安。电源适配器没买，家里有闲置的12V电源转换头。

蠕动泵12v微型水泵家用小型水泵静音迷你自吸泵24v直流电动抽水泵19.8元天猫精选去购买

硅胶管蠕动泵 透明塑料软管子耐高温蠕动管食品级软管 防冻细水管15元天猫精选去购买

至于水泵电源控制，家里就有现成的小米智能插座，不用再买。

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东西到齐后，需要给水泵焊上电源线，正负极倒是无关紧要，水泵正转和反转的区别，不会烧毁。

蓄水桶利用了一个直筒形状的玻璃花瓶，摆在阳台倒也不难看。找了个大小合适的小药瓶，用热熔胶粘在花瓶外沿，把水泵放在里面，防尘又防水，需要维修或改造时可以把水泵拿出来。

插好软管，水桶里灌上水，硬件就搭完成了。

Home Assistant的配置

HA上面的自动化配置，无非就是读取花花草草检测到的土壤湿度，如果低于某个指定的值就打开小米插座，启动水泵给植物浇水。想法很简单，但实施起来却发现还有很多细节因素要考虑。

1，蓝牙连接不稳定

根据HA官网上的介绍，HA可通过蓝牙直接读取花花草草的数值，开始也就是这样配置的。但实际使用后发现，蓝牙连接非常不稳定，经常出现读不到数据的情况。

经过艰苦探索，在github上发现了一个名为plantgateway的项目，通过一个python程序读取花花草草的检测值，然后将数据发送到MQTT broker，而HA本身已有MQTT连接能力。经过测试，数据通过MQTT转一道手后，HA获取数据非常稳定，再也没有出现过读不到数据的情况。

最后的配置如下：

~/.plantgw.yaml（MQTT broker运行在本机）：

mqtt:

server: 127.0.0.1

port: 1883

user: root

prefix: plants

sensors:

- mac: C4:7C:8D:64:95:98

alias: plant1

- mac: C4:7C:8D:64:9C:0E

alias: plant2

cron定时任务，每隔15分钟运行一次，读取传感器数据：

5,20,35,50 * * * * /srv/ha/ha_venv/bin/plantgateway

HA接收MQTT传递来的数据：

sensor:

- platform: mqtt

name: plant1_moisture

state_topic: plants/plant1/

value_template: '{{ value_json.moisture | int }}'

unit_of_measurement: '%'

- platform: mqtt

name: plant1_conductivity

state_topic: plants/plant1/

value_template: '{{ value_json.conductivity | int }}'

unit_of_measurement: 'µS/cm'

- platform: mqtt

name: plant1_brightness

state_topic: plants/plant1/

value_template: '{{ value_json.brightness | int }}'

unit_of_measurement: 'Lux'

- platform: mqtt

name: plant1_temperature

state_topic: plants/plant1/

value_template: '{{ value_json.temperature | float }}'

unit_of_measurement: '°C'

- platform: mqtt

name: plant1_battery

state_topic: plants/plant1/

value_template: '{{ value_json.battery | int }}'

unit_of_measurement: '%'

配置完成后并重启HA后即可在管理页面中看到数据。

（参数命名及图标根据状态变化颜色需要加入其它配置，限于篇幅这里省略）

顺便提一句，我买的花花草草监测仪是增强版，并升级了最新固件，HA+plantgateway+MQTT可以完美支持。希望可以解决HA社区中对增强版兼容性的疑虑。

2，花花草草的测量准确度

花花草草毕竟只是一个廉价的传感器，不是专业仪器，当然不能要求它的测量值有多精准。但我遇到的问题是，花盆中土壤的密度、电极插入土壤的位置和深度都对测量结果有特别大的影响。

好在植物并非那么娇气，所谓喜水、耐旱之类的需求都是相对而言，用不着那么精确。我的做法是，将花花草草监测仪按合适的深度插入花盆后，就不要再动它，让它有个稳定的工作环境，这样读取到的数据才有参考价值。如果换了花盆或重新拔插了传感器，需要对检测值重新标定并相应调整HA中的控制参数。

3，避免水漫金山

土壤湿度不足自动开水泵没问题，那么什么时候关水泵呢？等土壤湿度到达上限后再关肯定不行，一是周期性检测有延时，二是花盆容量小，土壤透水率高，没等湿度到达上限水就已经从花盆下面的透气孔流出来了。

根据薄荷喜水特点，几经试验和调整，我最终设定的程序是，每隔一小时读取一次土壤湿度值，如果湿度小于35%就开水泵，3分钟后关水泵，这样既能让土壤保持足够的湿度，又不会导致水从花盆底部流出。为了避免夜间工作时发出的噪音影响休息，这个程序只在白天运行。

自动化配置如下：

automation:

- alias: pump1_watering

initial_state: on

trigger:

- hours: '/1'

minutes: 30

seconds: 0

platform: time_pattern

condition:

condition: and

conditions:

- after: '8:00'

before: '22:00'

condition: time

- condition: numeric_state

entity_id: sensor.plant1_moisture

below: '35'

action:

- entity_id: switch.pump1_switch

service: switch.turn_on

- delay:

minutes: 3

- entity_id: switch.pump1_switch

service: switch.turn_off

后来考虑到避免意外情况发生（如手动打开了水泵电源却忘了关闭，或因某种原因浇水程序未能完整执行导致水泵不能在3分钟后自动关闭），又加了一条自动化，只要检测到水泵开启5分钟就自动关闭。

- alias: pump1_off

initial_state: on

trigger:

- entity_id: switch.pump1_switch

platform: state

to: 'on'

for:

minutes: 5

condition: []

action:

- entity_id: switch.pump1_switch

service: switch.turn_off

至此算是比较完美地实现了自动浇水的设想。

下图是HA记录下来的一星期土壤湿度和肥力曲线图，上面曲线为肥力，下面曲线为湿度，红色曲线是自动浇水这一盆，淡蓝色曲线是人工浇水的另一盆植物，可见自动浇水这一盆的土壤湿度要稳定得多。

之后的故事

经过长时间运行，胡椒薄荷长势良好，太太也如愿以偿地喝到了薄荷叶水。

有了这次成功经验，我们对家庭养殖农作物信心大增，开春后又种了两盆韭菜，依然是自动化养护，收成十分喜人，已经吃过好几顿韭菜馅饼啦。