基于stm32的智慧花盆设计(附件)【字数:7203】
目 录
一、 引 言 2
(一)研究背景 2
(二)研究发展现状与发展趋势 2
(三)系统的意义及发展趋势 1
二、 总体设计方案 3
(一)功能分析 3
(二)系统部件概述 4
三、 系统硬件电路设计 4
(一)系统硬件的总体功能介绍 4
(二)单片机的选型和概述 5
(三)系统传感器模块的设计 6
四、 系统软件设计 10
(一)系统软件设计的总体概述 10
(二)传感器模块的软件设计 11
(三)按键控制模块的软件设计 12
五 、系统调试 14
(一)系统硬件测试 14
(二)系统效果展示 14
六、 总结 15
参 考 文 献 16
致 谢 17
一、 引 言
(一)研究背景
21世纪,健康平安是人们提高生活质量的基础,则人们用绿色来成为了最基本的一个保障,所以大部分人喜欢在空闲时间养养花,来丰富一下自己的生活。绿植不仅可以对我们眼部进行缓解,还可以吸收空气中的无用气体,净化室内的空气。养花养草让人感觉是一件非常简单的事,但这个过程也是胆战心惊的。有的人花买来半个月就枯萎了,有的人的花则是越长越好,这是因为每种植物都有它自己的一个生长轨迹,由于大部分人都不了解, *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: &351916072&
不是缺水就是缺光,甚至其他因素,所以花花草草的成活率也就不高。那么怎样才能把花养活、养好、浇多少水等这都是养花人比较困扰的问题。
目前全世界的花草种类数以万计,每种花草的生活习性和适宜的生长环境也都不相同,所以对于各种花草来说,浇水和施肥的量都不尽相同,尤其是对于养殖新手来说,这无疑是有很大难度的,平时有不少新手因不懂花卉的生活习性照料不当,最终导致花卉死亡的例子,还有因为时长无人在家导致花卉没有人照料而枯萎的情况也非常多。在生活中也有很多自动浇花系统,例如玻璃、陶瓷类是利用水压的特点来进行一个浇水,但是土壤湿度到底是多少无法判断,若水量过大,植物将会淹死;有一些可以定时定量去浇花,价格高还无法达到心中所想,这一类问题都需要我们去考量、去完善。本课题主要研究的是通过两类传感器分别检测土壤里的湿度含量和室内的温度,然后由单片机来判断植物需不需要浇水、浇多少水等的一个智慧花盆系统。
(二)研究发展现状与发展趋势
我国是人口大国,面临水资源短缺的问题,如何使水资源利用率最大化,尽可能节约水资源是解决问题关键。我国研发的智能浇灌系统,无疑是为了智能系统实现智能化的管理,这样做不仅减少了人力物力,而且保证农业生产时灌溉的高效,也促使我国智能自动化技术的而不断提高。
到目前为止,各种智能化的技术都在发展壮大,农业实现了智能化技术提高了种植收割效率,工业领域智能化技术的提升也大大提高了生产效率,现如今智能化技术也慢慢进入到人们的日常生活中,为人们提供了很多便利。对于本次设计的智能花盆系统来说,也是为人们解决了养花的大难题,对于新手来说非常容易上手,大大提高植物存活率;对于老手来说,也无疑是一种贴心的便利,不用耗费太多时间照料,也可以根据植物实际的生长情况对数据进行随时调整。
(三)系统的意义及发展趋势
现在家里使用的基本都是智能设备,它们带来的优势是能直接感受到的,智能系统也是随着人们的需求发生改变,像一些智能养花的装置也在慢慢走进每家每户。这样的智能化设备可以随时的对植物的生长进行观察,然后将信息进行反馈,并得到很好的解决,方便了一些忙碌或者记性不好的人,可以及时解决问题,还能让植物得到更全面的生长,很好地解决了喜欢养花朋友们最担心的问题。智能浇花系统一直在不断改善,像现在市面上有很多不同的产品,但部分设备功能比较单一,有的设备只能将信息告诉使用者,有的只会不停地浇水,有的不能根据植物的特点自动的去给补光或者浇水。为了得到更全面的浇花装置,有很多人研制出更多更方便、功能更全的新型浇花设备,这些智能花盆可以根据植物的生长特性来进行数据设置,不仅解决了一些喜欢花却不会养花的人的困扰,还体现了设备的创新,实现在没人的情况下,自动进行一个养花。
二、 总体设计方案
(一)功能分析
整个系统在接通电源以后,就会自动进入到工作模式。系统会对盆内所种植的植物种类进行匹配,将土壤湿度和空气温度的阈值都调整到与该种植物适宜生长环境相对应的值,检测模式启动后系统内的温度传感器会对花卉所处环境的温度进行检测,湿度传感器则会对土壤湿度进行实时检测,它们将采集到的数据输入到中央处理器,和预先设置的阈值进行比对,若没有达到阈值,单片机则会驱动电机浇水;若超过阈值,则停止浇水动作。另外该系统还设置了手动模式,即使在相同的生长环境下,同一种植物的生长情况也不可能完全一致,人们可以通过按键操作对阈值进行适当的调整。
本设计的总体框图如图2.1所示。该系统的核心用的是STM32的芯片,并采用温湿度传感器检测土壤湿度,当传感器检测到土壤内温湿度异常,主控芯片便会发送指令,此时电机会自动运转给花盆浇水,当土壤中湿度达到要求,便会自动停止浇水,在使用的时候,人们还可以通过按键来调整电机的状态,或者直接用手来打开电机浇灌。
图2.1 系统结构框图
(二)系统部件概述
该装置包含了核心模块STM32F103C8T6、显示模块LCD1602、按键设置、电机浇水模块和土壤湿度检测模块,其中所用的温度检测模块是用来检测植物的生长环境。湿度检测模块是用来检测土壤的湿度,然后根据相关数据来操作电机,及时的进行补充水分,让植物更好的生长。
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