共頁第28頁基于STM32單片機(jī)的的智能花盆設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計摘要根據(jù)萬物智能通信的理念，它可以連接生活中的任何電器和電子設(shè)備進(jìn)行通信。實(shí)現(xiàn)移動端口只能訪問運(yùn)動信息，實(shí)現(xiàn)人機(jī)連接。該項(xiàng)目基于最終設(shè)計的概念。這意味著智能花卉設(shè)計可以自動監(jiān)測植物的生長環(huán)境數(shù)小時。有了這款智能花盆就可以完全脫離傳統(tǒng)的人工式盆栽培養(yǎng)，適用于當(dāng)今的“快節(jié)奏”社會，讓人們在工作之余也可以擁有生機(jī)勃勃的盆栽。本內(nèi)容基于以STM32F042K6為MCM微控制器的STM32智能花,土壤水分和pH值使用YL69濕度傳感器和土壤pH值傳感器（485型）確定，BH1750光傳感器用于確定光強(qiáng)，DS18B20溫度傳感器用于確定環(huán)境溫度。在OLED屏幕上展示植物，然后顯示檢測到的數(shù)據(jù)，這樣人們就能直觀的看到植物的生長環(huán)境，并通過這些數(shù)據(jù)就可以知道植物需要什么，能更科學(xué)地培育植物。而且在這基礎(chǔ)上還加了一個藍(lán)牙模塊，可以將檢測到地數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X或手機(jī)上，這個功能適研究植物的科學(xué)家。更重要的是，智能花盆是智能的，因?yàn)樗梢宰詣訚菜?。使用STM32程序設(shè)置土壤水分上下限，然后根據(jù)土壤濕度傳感器檢測到的土壤濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果低于下限，會打開電磁閥并發(fā)出信號開始澆水如果土壤水分高于上限，水泵將停止?jié)菜?，?dāng)水箱中的水位下降時，浮子下降，相當(dāng)于給出水箱沒有水的信號，這時另一個水泵就會自動蓄水。關(guān)鍵詞：STM32F042K6；濕度傳感器YL69；光照傳感器BH1750；土壤PH傳感器（485型）；溫度傳感器DS18B20目錄摘要 IABSTRACT II1緒論 11.1選題的意義和背景 11.2智能花盆國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 11.3論文的主要工作和內(nèi)容安排 21.4本課題的技術(shù)要求 22總體方案設(shè)計 32.1土壤濕度傳感器選擇與論證 32.2土壤PH值傳感器的選擇與論證 42.3光照傳感器的選擇與論證 42.4溫度傳感器的選擇與論證 42.5通信模塊的選擇與論證 52.6主控MCU的選擇與論證 52.7顯示模塊 52.8系統(tǒng)整體方案 63硬件電路設(shè)計 73.1主控模塊硬件設(shè)計 73.1.1ARMSTM32F042K6 73.1.2ARMSTM32F042K6外圍電路 83.2土壤檢測模塊硬件設(shè)計 93.2.1土壤濕度的檢測 93.22土壤PH值的檢測 113.3電磁繼電器模塊硬件設(shè)計 123.4顯示模塊硬件設(shè)計 133.5BH1750光照傳感器模塊硬件設(shè)計 143.6DS18B20溫度傳感器硬件模塊 144系統(tǒng)軟件設(shè)計 154.1主程序流程設(shè)計 154.2土壤濕度傳感器工作流程與數(shù)據(jù)傳輸 174.3土壤PH變送器的系統(tǒng)設(shè)計 184.3上位機(jī)的工作流程 184.4溫度傳感器工作流程 205系統(tǒng)測試與結(jié)果 205.1系統(tǒng)組裝與調(diào)試 205.11硬件設(shè)計原理 215.12軟件設(shè)計原理 215.2設(shè)計中遇到的問題及解決辦法 215.3上位機(jī)顯示 225.4實(shí)物展示 225.5系統(tǒng)最終測試結(jié)果 235.6后期展望 25結(jié)束語 27參考文獻(xiàn) 29附錄1實(shí)物圖 30附錄3材料清單 311緒論1.1選題的意義和背景調(diào)查顯示，我的國家有很多未使用的土地。如果將這些田地轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)發(fā)展，它們將種植具有經(jīng)濟(jì)價值的樹木和花卉，可以為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民帶來額外收入，鼓勵當(dāng)?shù)厝嗣瘛＝?jīng)濟(jì)的。人工種植的植物對土壤環(huán)境有不同的要求。良好的土壤和肥力是植物生長的重要因素，如果沒有足夠的水或土壤的酸堿度不平衡，就會導(dǎo)致植物生長。它還衡量經(jīng)濟(jì)損失。因?yàn)槿绻参锊荒苷ＩL，就會破壞植物。無法使用。因此，種植植物的農(nóng)民必須準(zhǔn)備便宜且非常準(zhǔn)確的土壤水分和pH計檢測器。而且我們都知道植物進(jìn)行光合作。如果檢測到光，我們可以更有效地種植植物。總之，當(dāng)我們了解了植物的生長環(huán)境后，就可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)更科學(xué)地種植植物。社會的發(fā)展，人們關(guān)注自己的生活質(zhì)量。在家種植花草已成為當(dāng)今的愛好之一。種植花卉和植物可以釋放忙碌的生活，植物也可以吸收碳。二氧化碳并釋放氧氣。清理我們的環(huán)境。其實(shí)，智能盆栽的概念已經(jīng)深入人心。在他們的生活中，很多人因?yàn)楣ぷ髟蛟诩业臅r間很少，甚至沒有考慮在室內(nèi)種植植物。有了這樣的智能植物，無需及時監(jiān)控，就可以自動監(jiān)測植物的生長環(huán)境，可以成為植物的澆水罐。本課程專為基于STM32的智能灌封封口機(jī)而設(shè)計。它誕生于背景中。溫濕度傳感器測量土壤水分和pH值：按指定時間和數(shù)量自動澆水?？蛇B接移動終端，通過藍(lán)牙連接顯示。此外，該產(chǎn)品有兩種選擇。簡單、合理、商務(wù)、實(shí)用的辦公人員；。1.2智能花盆國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀許多聰明的設(shè)計者設(shè)計的智能花盆在中國出現(xiàn)，在國外也出現(xiàn)了。雖然它們的功能和控制原理不同，但主要目的是在人們忙碌的時候讓綠色植物更容易生存。英國人RebeccaPetersen發(fā)明了一種可以檢測植物溫度和濕度的智能花盆。當(dāng)人們接近時，他們會大聲而清楚地說出他們想要什么。它會通過自己最喜歡的幾首歌曲或單詞，讓人們知道缺少哪些因而植物幫助植物它們更好地生長。但是這個任務(wù)需要人親自給它澆水，不是很方便。在東京奧水大學(xué)的一個教授發(fā)明了一種名為Plantroid的智能花盆。這種智能花盆的標(biāo)志之一是存在六個晶體硅太陽能電池板和在花盆底下安裝了一個電機(jī)。還配備了方向盤，可以在地面上自由移動。當(dāng)光檢測器檢測到需要將植物移至陽光或陰涼處時，花瓶會自動移動到需要的地方，讓植物更好地接收光線。隨著科技和時間的進(jìn)步，我國發(fā)明了很多智能的花盆。例如，2011年，楊守堅等人研究了用簡單的土壤溫度和濕度檢測器來確定植物的生存環(huán)境，然后根據(jù)檢測結(jié)果決定澆水量的多少。但這個設(shè)計系統(tǒng)沒有實(shí)現(xiàn)自動澆水的功能，當(dāng)然在這之后也設(shè)計出了自動澆水系統(tǒng)。本次設(shè)計課題就是設(shè)計一款既能檢測土壤濕度和PH值，又能檢測光照的系統(tǒng)，還能根據(jù)檢測結(jié)果自動澆水，實(shí)現(xiàn)更智能化，并且根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)原理用藍(lán)牙和手機(jī)連接，可以讓人們隨時隨地監(jiān)測植物的生長狀況。1.3論文的主要工作和內(nèi)容安排這方面的主要挑戰(zhàn)是找出準(zhǔn)確的土壤濕度和pH值條件；搜索自動供水的信息；了解計算機(jī)之間的交互。本課題所需要的主要技術(shù)要求有：實(shí)時監(jiān)測植物生存的環(huán)境數(shù)據(jù)，包括土壤濕度和PH數(shù)據(jù)以及光照情況。使用藍(lán)牙連接上位機(jī)，在電腦底部顯示監(jiān)控信息。灌溉分為自動和“手動”系統(tǒng)。系統(tǒng)自動判斷機(jī)器需水量，“手動”模式從上位機(jī)手動控制灌溉過程，了解人。相互作用。上面的電腦可以將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到手機(jī)上。它適用于工廠研究人員。本文討論了五個關(guān)鍵點(diǎn)。第一章除了灌溉的智能化背景和發(fā)展路徑之外，還介紹了全面的設(shè)計方案和解決方案。第2章總結(jié)了自動灌溉的主題。它以多種方式起作用，包括技術(shù)。相反，選擇一個您可以選擇的解決方案。第3章介紹了各個設(shè)備的操作和使用以及各個模塊的結(jié)構(gòu)。第4章描述了計算機(jī)軟件的主要程序流程和組成部分。第5章土壤濕度傳感器介紹和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)介紹，第5章包括物理測試和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)研究，最后解釋了本設(shè)計的難點(diǎn)。檢查程序的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。未來智能花卉系統(tǒng)未來發(fā)展方向與展望的分析比較與展望。1.4本課題的技術(shù)要求1、實(shí)現(xiàn)利用傳感器采集土壤數(shù)據(jù)、光照和溫度，這些都是決定植物能否茁壯成長的重要因數(shù)。2、了解各個傳感器的基本性能，包括傳感器的主要參數(shù)和硬件連接等。3、實(shí)現(xiàn)檢測到數(shù)據(jù)顯示在OLED屏上，這樣就更有利于人們觀察到植物的生長環(huán)境。4、了解遠(yuǎn)程通訊功能；使用藍(lán)牙設(shè)備將數(shù)據(jù)從基站傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。5、了解系統(tǒng)的自動灌溉系統(tǒng)。分為自動系統(tǒng)和手動系統(tǒng)。自動系統(tǒng)自動識別需水量，“手動”系統(tǒng)手動控制灌溉過程。了解家用電腦的通訊。2總體方案設(shè)計設(shè)計方案包括軟件硬件產(chǎn)品；它涵蓋了系統(tǒng)硬件電路設(shè)計和設(shè)計過程的基礎(chǔ)和維度，包括軟件和硬件選擇。因?yàn)樵撓到y(tǒng)是完全可操作的，所以成本更低且成本更低。技術(shù)指標(biāo)；由于產(chǎn)品的可用性和自我效能。本文要構(gòu)建的灌溉系統(tǒng)必須同時具備以下模塊：1.土壤濕度傳感器2.土壤pH傳感器3.光傳感器4.溫度傳感器4.藍(lán)牙通訊模塊5.主控MCU單元6模塊顯示設(shè)計系統(tǒng)高度可靠。單片機(jī)系統(tǒng)；需要高運(yùn)維效率和高運(yùn)營成本。單芯片系統(tǒng)要求高可靠性。在任何系統(tǒng)設(shè)計中，可靠性都應(yīng)該是最重要的。要提高系統(tǒng)可靠性，考慮以下事項(xiàng)：使用可靠的高組件。篩選系統(tǒng)控制和決策；從運(yùn)營商的角度來看，應(yīng)該從運(yùn)維方面考慮系統(tǒng)設(shè)計和軟件。建議介紹一個簡單的安裝或使用方法。事實(shí)上，單片機(jī)除了體積小、功耗低之外，最大的優(yōu)勢就是成本高。性價比的關(guān)鍵因素之一是微控制器應(yīng)用系統(tǒng)的廣泛可用性。所以除了保持高性能，只要將系統(tǒng)設(shè)計融入賬戶系統(tǒng)的性能和速度，使硬件備份變得容易；下面介紹各個模塊的選型和演示過程。2.1土壤濕度傳感器選擇與論證選項(xiàng)一：使用土壤吸收傳感器電阻接地濕度傳感器將從前端電路得到的電壓值與計算值進(jìn)行比較，并通過LM393比較器輸出開關(guān)值。同時，您可以更改設(shè)置值。直接在電位器和最后一個按鈕之間切換。插入微控制器進(jìn)行過濾。選項(xiàng)二：使用強(qiáng)大的土壤吸收傳感器有效土壤水分測試部分收集類似物。傳感器可以通過ADC采集功能采集土壤水分。它現(xiàn)在可以指示土壤的水分含量。結(jié)果：通過自動灌溉檢測土壤水分的能力高于土壤水分傳感器。為了節(jié)省資源，對土壤濕度敏感，為自動灌溉節(jié)省更多?？偟膩碚f，選項(xiàng)2更合理。2.2土壤PH值傳感器的選擇與論證選項(xiàng)一：采用PH10土壤酸堿度傳感器PH10傳感器耗電量低，可長期進(jìn)行不斷監(jiān)測，集成度高、體積小、攜帶方便，可以室外使用，可以測試水溶液PH和土壤PH。選項(xiàng)二：采用土壤PH變送器（485型）土壤PH變送器（485型）采用PH電極，信號穩(wěn)定，精度高。具有量程寬、線性好、防水性能好、使用舒適、具有安裝方便、齒距長等特點(diǎn)。結(jié)果：基于以上兩個選項(xiàng)，應(yīng)從工作角度選擇二。2.3光照傳感器的選擇與論證選項(xiàng)一：采用HA2003光照傳感器HA2003光傳感器使用光電轉(zhuǎn)換模塊將光強(qiáng)轉(zhuǎn)換為電壓。測量體積小。您可以選擇電壓或電流輸出超過1秒。在長電纜連接期間，電流輸出中沒有信號減少。選項(xiàng)二：采用BH1750光傳感器BH1750光學(xué)傳感器是帶有兩個數(shù)字信號傳感器的串行總線。它支持I2CBUS接口。沒有其他外部組件。對光源的依賴性弱；誤差變化很??；20%或負(fù)20。它是由低紅外線輻射引起的。結(jié)果：這款BH1750環(huán)境光傳感器包括一個16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，無需復(fù)雜計算即可直接傳輸數(shù)字信號。它更簡單、更容易。電阻版本易于使用。計算電壓，得到可以用光度計直接測量的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。綜合來說選擇方案二更合理。2.4溫度傳感器的選擇與論證選項(xiàng)一：采用PT100溫度傳感器PT100溫度傳感器根據(jù)鉑電阻和溫度而變化。當(dāng)PT100的溫度為0時，其電阻為100歐姆。隨著溫度的升高，其電阻近似均勻地增加。但他們之間的關(guān)系并不容易，而應(yīng)該是接近拋物線的。選項(xiàng)二：采用DS18B20溫度傳感器DS18B20是應(yīng)用最廣泛的數(shù)字溫度傳感器。它體積小，硬件開銷低。數(shù)字溫度傳感器利用多種特性將熱量轉(zhuǎn)換為電能并將信號傳輸?shù)接嬎銠C(jī)。適用于PLC、智能電表等數(shù)據(jù)采集設(shè)備。數(shù)字傳感器與簡單恒溫器的區(qū)別在于它采用集成芯片和單總線技術(shù)。有效降低外界影響，提高測量精度。它還采用簡單的接口，將測得的溫度直接轉(zhuǎn)換成由微機(jī)控制的數(shù)字信號。結(jié)果：考慮到DS18B20溫度傳感器可能會根據(jù)不同的應(yīng)用改變其外觀，并且測量精度高，所以最終選擇DS18B20溫度傳感器。2.5通信模塊的選擇與論證方案一：采用紅外模塊紅外通信模塊成本低廉，通過編碼與調(diào)制，可以將不同的控制命令按照不同的碼率發(fā)送出去，接收管再進(jìn)行放大、解調(diào)，告訴單片機(jī)需要執(zhí)行的命令，以此達(dá)到通信目的。方案二：采用藍(lán)牙模塊藍(lán)牙通信無線電波傳輸數(shù)據(jù)，可以同時連接多種設(shè)備，功耗低，價格便宜，體積小、便于集成，具有很好的抗干擾能力。結(jié)果：將數(shù)據(jù)從低端計算機(jī)發(fā)送到計算機(jī)上的遠(yuǎn)程位置。考慮到本節(jié)將展示該主題，因此選擇藍(lán)牙模塊作為系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通信設(shè)計。2.6主控MCU的選擇與論證選項(xiàng)一：接受STC89C52Classic51單片機(jī)由臺灣STC設(shè)計，價格低廉，操作簡單。缺點(diǎn)是備件少，沒有ADC采購。選項(xiàng)二：使用STM32F042K616位單片機(jī)自帶多種備份功能，功能先進(jìn)。它包括一個12位高級ADC采集系統(tǒng)，但不支持位運(yùn)算符。您可以選擇大型注冊表開發(fā)或庫。一種自我發(fā)明的方法。結(jié)果：STC89C52程序簡單易用。如果您沒有購買ADC，則需要購買另一個AD芯片。這不僅僅是對市場上核心嵌入式芯片的研究。不好所以我選擇STM32F042K6作為本主題的MCU的一部分。2.7顯示模塊選項(xiàng)一：使用數(shù)碼管進(jìn)行數(shù)字掃描與價格相比，這不是一個低成本的選擇。更換掃描儀非常簡單。如果需要數(shù)碼管來顯示檢測到地大量信息會比較麻煩。選項(xiàng)二：OLED顯示屏OLED在顯示模塊中的集成度較低。使用明亮的顏色和其他環(huán)境。兩條數(shù)據(jù)線；一根電源線和一根地線。您需要精通I2C協(xié)議才能輕松了解OLED顯示。顯示器采用12864設(shè)計，可同時顯示多種信息。演示：本課題在考慮引腳布局的同時考慮信息的顯示，選擇OLED顯示屏作為顯示模塊的設(shè)計。2.8系統(tǒng)整體方案STM32F042K6是用于上述模塊設(shè)計和演示的控制芯片。同時該系統(tǒng)中使用的主要硬件傳感器是吸收土壤水分的傳感器，其主要功能是實(shí)時監(jiān)測盆栽植物的土壤水分。光傳感器用于檢測光強(qiáng)，用溫度傳感器檢測周圍環(huán)境溫度，因?yàn)橥寥赖乃釅A度也是植物能否健康生長的重要因素，所以加了土壤PH值來檢測土壤酸堿度，方便人們可以更好的給盆栽加養(yǎng)料。DH11它收集相關(guān)數(shù)據(jù)并通過藍(lán)牙模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到OLED屏幕上并顯示在計算機(jī)的頂部內(nèi)存中。您可以在自己的電腦或移動終端上制作上述電腦程序；這些信息會顯示在用戶的手機(jī)或電腦上?？蛻舳撕头?wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)通信，將指令傳輸?shù)接布?，?shí)現(xiàn)可以實(shí)時監(jiān)控和硬件控制功能。系統(tǒng)總體設(shè)計流程圖如圖2-1所示。濕度傳感器濕度傳感器光照傳感器STM32F042K6光照傳感器STM32F042K6LCD顯示LCD顯示自動澆水土壤PH值傳感器自動澆水土壤PH值傳感器藍(lán)牙模塊按鍵輸入藍(lán)牙模塊按鍵輸入溫度傳感器溫度傳感器圖2-1系統(tǒng)框圖本課題通過濕度傳感器YL69、溫度傳感器DS18B20、光照傳感器BH1750和土壤PH值檢測傳感器從土壤中測出數(shù)值由藍(lán)牙傳輸?shù)絊TM32控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理將的出結(jié)果方面發(fā)到手機(jī).另一方面，你會得到指示。這個人可以直接手動控制，也可以讓STM32控制器用STM32程序自動設(shè)置上下限注入。當(dāng)下限低于下限時，與送入STM32的檢測值進(jìn)行比較，打開STM32輸出電磁閥，發(fā)出控制信號，開始灌溉。如果超過上述限制，STM32輸出端會向電磁閥發(fā)出控制信號，停止供電，然后關(guān)閉電磁閥。硬件自動控制自動加水和水箱液位報警實(shí)時監(jiān)控油箱液位。3硬件電路設(shè)計本章主要從系統(tǒng)硬件電路原理開始。硬件電路設(shè)計模塊化，介紹了各個模塊的用途和功能。本設(shè)計是由USB供電接口、OLED顯示屏、澆水控制電磁閥實(shí)現(xiàn)自動澆水、水箱水位控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)水箱自動蓄水、JDY-25藍(lán)牙通信組成，還有檢測各種數(shù)據(jù)的傳感器模塊實(shí)現(xiàn)了硬件電路的設(shè)計。3.1主控模塊硬件設(shè)計3.1.1ARMSTM32F042K6本系統(tǒng)采用STM32F042K6作為主控MCU單元。其強(qiáng)大的功能和獨(dú)特的系列是工程師的首選。它的身體很瘦，但是不會因備件而收縮。本課程主要使用其內(nèi)置的高達(dá)12位分辨率的ADC。所以你可以自由選擇它的操作系統(tǒng)。它有一個不斷變化的系統(tǒng)。如果需要同時開通多個購物頻道，還可以選擇普通電視頻道組或注入頻道組。在過渡結(jié)束時，每個對應(yīng)的間歇響應(yīng)和樣本精度都可以自由。STM32F042K6芯片的內(nèi)部框圖如圖3-1所示。圖3-1STM32F042K6芯片內(nèi)部框圖主芯片STM32F103C8T6采用Cortex-M3內(nèi)核。不用說，包含的芯片引腳和附件是不同的。一些備份和I/O端口具有相同的引腳?？赏ㄟ^plex的回收自由更換零件。選擇單個DMA控制器。提供多種備份信息，直接與內(nèi)存通信。中斷系統(tǒng)不同。在每個程序中，是否正常運(yùn)行。該軟件有自己的中斷注冊表來決定是否中斷。它還包括五個16位投訴。主管高級中級和一般此外，微控制器還包括通信接口、USART、UART接口、硬件I2C接口和硬件SPI接口。芯片采用2V-3.6V供電。溫度：-40℃～105℃。3.1.2ARMSTM32F042K6外圍電路ARM單片機(jī)外圍電路參考圖3-2所示圖3-2MCU外圍電路設(shè)計MCU電路備份電路設(shè)計；時鐘電路包括串口下載電路和標(biāo)準(zhǔn)JTAG接口電路。BOOT復(fù)位引導(dǎo)模式引腳使用開關(guān)代替方便的跳線插頭。MCU使用兩個清晰的波形。使用8MHz高速晶波。為STM32時鐘線提供穩(wěn)定的波源。時鐘支持32768Hz系統(tǒng)。JTAG接口支持編程期間的在線仿真。使用ST-Link和J-Link等模擬器輕松學(xué)習(xí)編程語句的同聲翻譯。另外，XC6206穩(wěn)壓芯片在供電電路中比較小。電壓精度高。5V電源穩(wěn)定5V電源。方便支持MCU。3.2土壤檢測模塊硬件設(shè)計3.2.1土壤濕度的檢測水分傳感器可用于收集土壤水分。考慮為此濕度傳感器使用可調(diào)變阻器。當(dāng)水分傳感器積聚水分時，電阻值會發(fā)生變化。隨著電阻值的變化，電路的輸出電壓也會發(fā)生變化。調(diào)整電阻的大小以獲得所需的電壓以滿足電路的要求。本主題中選擇的土壤濕度的敏感性取決于電容的類型。程序論證過程是指選擇原因和系統(tǒng)設(shè)計論證鏈。強(qiáng)大的土壤水分傳感器主要收集模擬數(shù)據(jù)?？捎葾DC備用微機(jī)采集。收集的數(shù)據(jù)用于測試土壤濕度。濕度傳感器3-3圖3-3濕度傳感圖這款功能強(qiáng)大的土壤濕度傳感器基于TLC555CDR時鐘芯片。與NE555電路類似，采用多諧振蕩器經(jīng)典電路圖。該芯片的整個操作包括內(nèi)部分壓電路，包括比較器和R-S開關(guān)輸出輸出電路。您可以調(diào)整Rina按鈕。土壤濕度傳感器特性：(1)YL-69土壤濕度傳感器用鎳覆蓋傳感器表面。傳感器區(qū)域很廣，增加流動性。(2)土壤水分控制范圍大，ADC0832可用于模數(shù)轉(zhuǎn)換；(3)它使用具有簡單限制的三線制系統(tǒng)將VCC連接到外部電壓為3.3V-5V的外部數(shù)字地，只連接AO“數(shù)字小板輸出接口”。轉(zhuǎn)至模數(shù)AD轉(zhuǎn)換列表；（4）設(shè)有固定螺栓孔，方便安裝；注：該傳感器適用于檢測土壤水分。模塊中的藍(lán)鉀調(diào)節(jié)土壤水分，順時針調(diào)節(jié)，控制的濕度會越大，逆時針越小；數(shù)字量輸出D0可以與單片機(jī)直接相連，通過單片機(jī)來檢測高低電平，由此來檢測土壤濕度。土壤濕度檢測器如圖所示3.22土壤PH值的檢測土壤pH值是土壤的pH值。用于測量土壤中酸性基團(tuán)的反作用力。距離是0-14。如果pH值為7，則為中性。<7酸>>7堿。土壤pH值對土壤養(yǎng)分和氮含量有顯著影響。磷和鉀對植物生長有顯著影響。不尋常的天氣平衡了生態(tài)系統(tǒng)。土壤酸度的反應(yīng)對植物生長有著深遠(yuǎn)的影響。土壤pH值影響土壤中常量和微量營養(yǎng)素離子的形式和可用性，以及土壤中微生物和生物體的活動。作物生產(chǎn)的一個重要步驟是土壤pH值。pH值非常低。它會影響非常高的營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。在實(shí)際使用中，土壤pH值用于測量金屬傳感器和工作傳感器的土壤pH值。價值轉(zhuǎn)換器是一種核設(shè)備。在檢測過程中，金屬傳感器與地面直接接觸。它用于為化學(xué)反應(yīng)發(fā)電。電流表的實(shí)際值會有所不同檢測原理：原位PH土壤記錄，又稱土壤PH傳感器，包括金屬傳感器和性能轉(zhuǎn)換裝置。金屬傳感器是主要的硬件系統(tǒng)。在發(fā)現(xiàn)過程中，導(dǎo)體（傳感器）與地面直接接觸，利用化學(xué)反應(yīng)過程中還原反應(yīng)產(chǎn)生的電流。它控制與實(shí)際值電流表相關(guān)的不同PH值單位的數(shù)據(jù)。結(jié)果被定義為通過主機(jī)更改的數(shù)值。土壤發(fā)射器48發(fā)射土壤pH值。防護(hù)等級為IP68。傳感器采用特殊耐酸堿鋼制成。目前有RS485。四種不同型號可用于測量不同土壤中的土壤pH值，包括4-20mA輸出電壓和0-5V/0-10V輸出電壓。土壤pH傳感器通常用于確定土壤的pH值。電壓測試和信號完全集成到傳感器中。外觀安全美觀。它檢查土壤pH值，如圖所示3.3電磁繼電器模塊硬件設(shè)計繼電器的本質(zhì)是利用小電流回路將大電流回路與連接斷開。這兩個鍵在控制過程中是不同的。繼電器的功能是在線圈上施加電壓。電流流過線圈。線圈產(chǎn)生的磁場通過鐵芯。由于磁場，它被磁鐵的軸線和常閉觸點(diǎn)吸引。如果線圈兩側(cè)的電壓或電流小于規(guī)定值，則銜鐵恢復(fù)原狀。正常開放的通信通常是開放的。在電磁過程中，銜鐵克服彈簧拉力，在電磁力的作用下進(jìn)入鋼中。當(dāng)線圈連接斷開時，電磁鐵消失，彈簧的響應(yīng)力刺激銜鐵。默默溝通。整個過程是一個“小電流-大電流”的過程。通過控制電路斷開的關(guān)鍵是吸收和釋放觸點(diǎn)。對應(yīng)的電磁繼電器可參考圖3-4圖3-4電磁繼電器電路電路設(shè)計的目的是通過單片機(jī)的引腳來控制繼電器的放電和吸合。9013NPN晶體管用作電路內(nèi)部的開關(guān)電路。晶體管的輸出接地，二極管連接到繼電器的控制引腳。當(dāng)晶體管上的I/O引腳輸出為“1”時。要跳入水泵給水泵供電，此時打開單刀雙擲開關(guān)包括閉合繼電器。當(dāng)輸出為0時，晶體管斷開。松開繼電器，內(nèi)置開關(guān)將跳到浮動引腳。3.4顯示模塊硬件設(shè)計顯示屏為0.96英寸OLED顯示屏，采用SSD1306芯片。低功耗和強(qiáng)大功能清晰的圖形和性能使其優(yōu)于目前市場上的液晶屏。用于手環(huán)、手機(jī)等智能電子產(chǎn)品。OLED屏幕的引腳接口較少，連接速度較低。二：有線I2C協(xié)議易于使用和操作。圖片您可以顯示卡通和人物。顯示模塊接口模塊如圖3-5所示圖3-5顯示模塊接口SSD1306PowerOLED可顯示128*64尺寸。單片機(jī)只需通過I2C協(xié)議就可以輕松調(diào)用底層編寫的API函數(shù)。屏幕的原理是，它是由像素組成的，只有相應(yīng)的像素需要點(diǎn)亮才能顯示文字。漢字包括ASCII碼；圖像可以存儲在庫中。3.5BH1750光照傳感器模塊硬件設(shè)計這是光傳感器的硬件結(jié)構(gòu)，如圖所示。BH1750包括光電二極管、放大器、ADC傳感器、晶體振蕩器和PD二極管，它們在光伏器件的影響下將輸入的光信號轉(zhuǎn)換為電信號。ADC從運(yùn)算放大器電路收集增加的電壓。邏輯電路將其轉(zhuǎn)換為16位二進(jìn)制并將其存儲在內(nèi)部注冊表中。（注：進(jìn)入窗口的光線越多，光電流越強(qiáng)，電壓越高。大小可以通過電壓的大小來確定。但是要注意電壓和光強(qiáng)是有關(guān)系的。您可以選擇BH1750操作模式或提取BH1750寄存器照明數(shù)據(jù)。光照傳感器的電路圖可參考圖3-6圖3-6光照傳感器模塊3.6DS18B20溫度傳感器硬件模塊溫度傳感器的實(shí)物圖如圖所示DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由四個主要部件組成。44個ROM溫度傳感器以及與電源相關(guān)的TH和TL溫度報警和校準(zhǔn)記錄。DS18B20的核心是：DQ是數(shù)字信號輸入/輸出端。GND是電。VDD在ROM中外部電源輸出端之前編碼（寄生電源接地，有64位序列號）。這是DS18B20地址號64位循環(huán)冗余ROM位（CRC=X8+X5+X4+1）。4系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計包括土壤水分控制程序；土壤PH傳感器程序；光傳感器、溫度傳感器；它分為五個部分：端口號程序和主機(jī)程序。主函數(shù)程序從各個模塊開始。串口程序；藍(lán)牙通訊模塊濕度和土壤水分通過串口傳輸?shù)街鳈C(jī)。分析從ARM串口發(fā)送到上述計算機(jī)程序的數(shù)據(jù)包。指的是家用計算機(jī)上的光強(qiáng)度信息。溫度數(shù)據(jù)；反映土壤濕度和PH值。4.1主程序流程設(shè)計智能澆花系統(tǒng)程序主流程框圖如圖4-1所示。系統(tǒng)上電復(fù)位系統(tǒng)上電復(fù)位系統(tǒng)初始化藍(lán)牙模塊上傳數(shù)據(jù)系統(tǒng)初始化藍(lán)牙模塊上傳數(shù)據(jù)檢測光照強(qiáng)度和溫度檢測光照強(qiáng)度和溫度OLED液晶顯示OLED液晶顯示檢測土壤濕度和PH值檢測土壤濕度和PH值數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理判斷土壤是否干燥判斷土壤是否干燥水泵開啟并報警水泵開啟并報警判斷土壤是否干燥判斷土壤是否干燥水泵關(guān)閉水泵關(guān)閉圖4-1程序主流程框圖系統(tǒng)的主要控制者是整個系統(tǒng)的大腦。它提供土壤信息，水分含量;收集PH值和光照強(qiáng)度。隨著時間的推移，云負(fù)責(zé)發(fā)出信號并糾正必要的增長環(huán)境。為了控制繼電器是否運(yùn)行，電路板必須將土壤濕度設(shè)置為預(yù)定值。檢查繼電器和泵是否超過正常運(yùn)行時間。系統(tǒng)上電復(fù)位初始化之后，各個傳感器開始檢測植物生長環(huán)境，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將檢測到的數(shù)據(jù)顯示在OLED顯示屏上并通過藍(lán)牙傳輸發(fā)送到手機(jī)端。檢測到的數(shù)據(jù)和設(shè)置好的土壤濕度上下限值比較，如果判斷出土壤干燥缺水，則水泵開啟，反之水泵關(guān)閉。4.2土壤濕度傳感器工作流程與數(shù)據(jù)傳輸濕度傳感器采用高性能設(shè)計，通過microCtroller的ADC功能，可以將土壤水分隨時間讀入微控制器。微控制器讀取溫度和濕度數(shù)據(jù)，然后將其與預(yù)定的濕度范圍進(jìn)行比較。激活繼電器旨在控制水泵以增加土壤濕度。感性土壤水分流動圖見圖4-2。系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化電容式土壤濕度傳感器上電復(fù)位電容式土壤濕度傳感器上電復(fù)位ADC采集土壤濕度傳感器ADC采集土壤濕度傳感器設(shè)定區(qū)間判斷設(shè)定區(qū)間判斷判斷土壤是否干燥判斷土壤是否干燥 N 水泵開啟水泵保持關(guān)閉 Y水泵開啟水泵保持關(guān)閉圖4-2土壤濕度傳感器工作流程圖土壤濕度檢測傳感器包括濕度測試環(huán)境。濕門將被設(shè)置，濕門將被設(shè)置。由于探頭之間的土壤電阻值在規(guī)定范圍內(nèi)，當(dāng)土壤濕度在規(guī)定值之間時，比較器的反相輸入低于雨刷電位。反之，當(dāng)土壤水分超過規(guī)定的上限或低于規(guī)定的下限時，探查時阻力減小，分壓減小。產(chǎn)量低。4.3土壤PH變送器的系統(tǒng)設(shè)計PH土壤變送器也可以在485總線上與多個傳感器組合使用，理論上可以一根總線接254485傳感器，另一端接有485接口的PLC，485接單片機(jī)或USB485接口連接電腦。計算方法：電流輸出信號換算計算：3PH-9PH范圍，4-20mA輸出，當(dāng)輸出信號為12mA時，計算當(dāng)前PH值。PH量程的范圍為6PH用16mA的電流信號表示，6PH/16mA=0.375PH/mA，即電流變化為1mA，pH變化為0.375PH，測量值為12mA-4mA=8mA，可計算。8mA*0.375PH/mA=3PH，則當(dāng)前的PH值為3+3=6。電壓輸出信號換算計算：范圍3PH～9PH，以輸出0-10V為例，當(dāng)輸出信號為5V時，計算當(dāng)前PH。PH量程的范圍為6PH，用10V的電壓信號表示，6PH/10V=0.6PH/V，即1V電壓每變化對應(yīng)PH變化0.6。測量值5V-0V=5V，5V*0.6PH/V=3PH。則當(dāng)前的PH值為3+3=6。功能特點(diǎn):(1)不需要催化劑。測試數(shù)量很少。(2)測量精度高，精度可達(dá)0.3PP?？膳c空腹反應(yīng)互換。(3)由于導(dǎo)體采用特殊改性導(dǎo)體制成，能承受強(qiáng)烈的外界影響，不易損壞。(4)全密封，耐酸堿腐蝕。(5)探頭插件模塊設(shè)計，保證測量準(zhǔn)確，性能可靠。4.3上位機(jī)的工作流程上位機(jī)程序工作流程圖如圖4-3所示。開始開始程序初始化程序初始化接收數(shù)據(jù)？接收數(shù)據(jù)？ N數(shù)據(jù)符合協(xié)議？ Y N數(shù)據(jù)符合協(xié)議？ Y 數(shù)據(jù)排序數(shù)據(jù)排序界面顯示界面顯示圖4-3上位機(jī)程序工作流程圖該領(lǐng)域的智能灌封系統(tǒng)被認(rèn)為在植物和環(huán)境的自動監(jiān)測和環(huán)境控制中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。獲取信息和控制系統(tǒng)軟件由于使用了藍(lán)牙通訊模塊?？紤]到需要從智能盆栽植物上發(fā)現(xiàn)的信息中及時獲取信息，數(shù)據(jù)不會丟失。本文中提到的主機(jī)使用藍(lán)牙通信協(xié)議。藍(lán)牙基帶協(xié)議適合與斷路器和分組交換機(jī)集成以傳輸音頻和數(shù)據(jù)。根據(jù)藍(lán)牙軟件架構(gòu)，藍(lán)牙兼容設(shè)備需要支持基本連接。這種合規(guī)性水平以多種方式確定。藍(lán)牙設(shè)備必須滿足基本的兼容性要求。對于某些設(shè)備，此要求適用于無線模塊。它需要無線交換協(xié)議、應(yīng)用層協(xié)議和對象交換格式。Bluetooth1.0標(biāo)準(zhǔn)包含兩個文件。一種稱為FoundationCore，它設(shè)定了設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。另一個叫做FoundationProfile。藍(lán)牙設(shè)備必須相互識別并運(yùn)行適當(dāng)?shù)能浖灾С指呒壭阅堋?.4溫度傳感器工作流程DS18B20的讀寫程序和測溫原理與DS1820相同，只是由于密度不同，溫度變化有所延遲減少了2~25mm。DS18B20的測溫原理如圖4-5所示。低溫下的晶體波長受熱影響較小。它通常會發(fā)出一定頻率的脈沖信號，返回高電平。溫度系數(shù)高的晶體波波長和溫度變化很大，輸出信號作為儀表的脈沖信號。高電平和溫度寄存器將各自的值預(yù)設(shè)為-55°C。計數(shù)器讀取低溫晶體波產(chǎn)生的脈沖信號。當(dāng)計數(shù)器的預(yù)設(shè)值下降到低電平時，溫度寄存器值增加，重新加載計數(shù)器的默認(rèn)值并重新啟動它產(chǎn)生一個脈沖信號并產(chǎn)生一個低溫度系數(shù)晶體波來停止溫度和溫度寄存器的采集并歸零。此時，溫度寄存器值為實(shí)測溫度。斜率收集器用于溫度測量過程中調(diào)節(jié)非線性質(zhì)量，調(diào)節(jié)出輸出值。CRC校驗(yàn)正確？發(fā)DS18B20復(fù)位命令CRC校驗(yàn)正確？發(fā)DS18B20復(fù)位命令發(fā)跳過ROM命令發(fā)跳過ROM命令發(fā)讀取溫度命令 Y N發(fā)讀取溫度命令移入溫度暫存器移入溫度暫存器讀取操作，CRC校驗(yàn)讀取操作，CRC校驗(yàn)結(jié)束結(jié)束 N9字節(jié)完？9字節(jié)完？圖4-5溫度傳感器工作流程5系統(tǒng)測試與結(jié)果5.1系統(tǒng)組裝與調(diào)試5.11硬件設(shè)計原理安裝前，進(jìn)行良好的檢查，您可以確信組件的質(zhì)量和性能。晶體管類型密切注意電容器的電壓和極性，并如圖所示組裝電路。以便貼裝原件的位置、極性和排列是否正確；整機(jī)干凈無污垢，電線不臟。由于電路的要求，我們逐步升級單元電路安裝方法。安裝調(diào)試使用的工具主要有示波器和萬用表。請執(zhí)行下列操作：1.根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計連接所需的組件。2.了解芯片手冊中各個組件的操作步驟，剔除各個工作模塊。3.將每個正在運(yùn)行的模塊寫入單獨(dú)的源文件進(jìn)行調(diào)試。調(diào)優(yōu)成功后，組合不同的部分。4.調(diào)試完每個模塊后，接下來的任務(wù)是將源程序的不同部分組合起來進(jìn)行復(fù)雜的調(diào)試。全面的調(diào)優(yōu)要求我們特別注意細(xì)節(jié)，以盡量減少錯誤。不是凡事都能一帆風(fēng)順，生生世世才是最明智和吉祥的。這同樣適用于安裝和調(diào)整系統(tǒng)。硬件部分基于印刷電路板。繪制印刷電路板時，元件的位置應(yīng)間隔良好，以避免出現(xiàn)焊接問題。為印刷機(jī)安裝組件；。元件插入后標(biāo)志應(yīng)清晰可辨，元件的極性和極性應(yīng)按原理圖要求安裝。5.12軟件設(shè)計原理系統(tǒng)軟件模型采用可擴(kuò)展的模塊化設(shè)計。系統(tǒng)軟件的概念是用C語言編寫的。泰式傳感器將當(dāng)前的濕度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制值，將三個芯片連接到一個單片機(jī)上。單片機(jī)通過補(bǔ)償算法接收采樣芯片發(fā)送的數(shù)據(jù)的正確采樣值。如果需要，發(fā)送到LCD屏幕。啟動時讀取系統(tǒng)濕度報警的上下限并開始讀取。首先輸入鑰匙串順序。進(jìn)入報警上限設(shè)置；按鍵進(jìn)入上述與設(shè)備相關(guān)的限制。然后采集樣品中的水分，通過水分積累補(bǔ)償將其轉(zhuǎn)化為特定數(shù)據(jù)。它不會影響濕度。如果濕度值小于信號值，則進(jìn)行干預(yù)。數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制。通過這種方式，干擾信號（即噪聲）極大地影響了由干擾測量的電流或電壓。由于傳感器發(fā)出的信號一般都很微弱，干擾信號的影響是巨大的。這是數(shù)據(jù)恢復(fù)的主要障礙。因此，必須采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣矸乐垢蓴_。例如電源；接地線;開路和硬件接受MCU重啟電路。軟件設(shè)計包括干預(yù)程序。5.2設(shè)計中遇到的問題及解決辦法在設(shè)計和制造此土壤水分檢測系統(tǒng)的過程中，我們仔細(xì)檢查每個工作步驟，以確保成功生產(chǎn)。例如在合理接線和檢查安裝的情況下，如果電路中仍然沒有輸出，則必須是原理圖錯誤。這將返回到控制方案。常用的檢驗(yàn)順序是圖形、原件選擇、焊接工藝等。在此過程中，總結(jié)遇到的問題或可能的問題及其解決方案。程序匯編部分1.調(diào)試STM32編程過程中出現(xiàn)程序錯誤中斷。例如，當(dāng)備用ADC開啟時，在臨時服務(wù)計劃結(jié)束時它已經(jīng)設(shè)置了一個變量名；但是，還沒有人能夠顯示聲明的變量。找了半天原因，中間服務(wù)計劃沒有注意到這個變量，只是需要用external關(guān)鍵字修改。檢索攔截服務(wù)例程的頭文件。在中斷服務(wù)程序的頭文件中聲明extern修改的變量。是的，這個STM32程序沒有列出一個問題，而是另一個問題。如圖5-2所示。圖5-2編譯報錯圖5.3上位機(jī)顯示基于STM32的智能盆栽電腦很少，無法配置整個系統(tǒng)?！坝⑻貭枴币辉~應(yīng)與計算機(jī)程序結(jié)合使用。JDY-25MSuperBluetooth功能支持主從傳輸iBeacon；BLE調(diào)查發(fā)送12字節(jié)數(shù)據(jù)單個模塊支持路由節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)。路由節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)中繼（低功耗），終端節(jié)點(diǎn)功耗小。-25M組網(wǎng)一般只需要網(wǎng)絡(luò)地址NETID和MADDR。本模塊會自動連接網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)模塊與APP之間的通信是透明的。與舊產(chǎn)品APP兼容的APP。5.4實(shí)物展示圖5-3不代表本主題物理描述后的最終物理產(chǎn)品。它基于本文的設(shè)計由各種模塊組成。最終實(shí)物產(chǎn)品可參考本文附錄1中的硬件電路板設(shè)計。測試對象主要由以下模塊組成：STM32F042K6單片機(jī)、土壤水分檢測模塊、土壤PH檢測模塊、顯示模塊和繼電泵控制模塊。有關(guān)文章細(xì)節(jié)的文章，請閱讀圖5-3。5.5系統(tǒng)最終測試結(jié)果由于測試對象由基于本文設(shè)計的各種模塊組成，因此測試結(jié)果最終決定了產(chǎn)品的有效性。基于STM32，智能苗木不僅可以在平臺上檢測環(huán)境信息，還可以自動判斷植物是否需要澆水。當(dāng)土壤潮濕時，表面溫度將指示干燥。此時，繼電控制泵將到達(dá)土壤水分并帶水運(yùn)行，直到土壤水分到達(dá)地表。此時，表面將處于適當(dāng)狀態(tài)。用手澆水以說明雨季。如果當(dāng)前土壤濕度高于適當(dāng)土壤濕度，則上述土壤條件將是潮濕的。體力活動示范效果見圖5-4。此時OLED液晶屏幕會實(shí)時顯示光照強(qiáng)度和土壤濕度傳感器和土壤PH值傳感器此刻檢測的土壤狀態(tài)。其中STM32F042K6單片機(jī)負(fù)責(zé)程序的主體控制，藍(lán)牙模塊負(fù)責(zé)與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互等，隨后使用上位機(jī)來顯示由藍(lán)牙模塊上傳的數(shù)據(jù)。上位機(jī)顯示數(shù)據(jù)的效果圖可參考圖5-5。5.6后期展望一本文創(chuàng)新點(diǎn)：1.判斷是否符合供水標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)植物生長所需的環(huán)境條件自動種植。2.了解最終植物生長所需的土壤水分以及最終所需的智能灌溉。3.及時檢查花卉提高了監(jiān)測系統(tǒng)的靈活性和可持續(xù)性。用于監(jiān)測天氣狀況的智能灌溉系統(tǒng)已成功開發(fā)。4.終端上位機(jī)程序旨在接收和傳輸藍(lán)牙模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，并隨時顯示在業(yè)主的移動終端上，以監(jiān)測植物的生長情況。用戶可以通過主機(jī)程序主動控制泵。水可以遠(yuǎn)程控制。二、在這個設(shè)計過程中，從一開始就只考慮了功能的實(shí)現(xiàn)。希望這款溫濕度計能用于實(shí)測和學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)中庸思維的拓展和拓展。根據(jù)本課程的設(shè)計，我們將在以下幾個方面進(jìn)行改進(jìn)和改進(jìn)。1.電源采用充電電池供電，整機(jī)重量輕。攜帶方便2.增強(qiáng)型A/D轉(zhuǎn)換模塊。數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊激活接收到的