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智能花盆机器人的设计与实现(附件)【字数:6715】

2024-01-25 16:42编辑: www.51jrft.com51今日论文网
摘 要本设计运用STM32F103C8T6单片机为主控制单片机。本文介绍了整个设计的方案解决、硬件设计、软件设计、电路板的安装、花盆机器人的调试。通过DHT11温湿度传感器检测花盆湿度、光敏传感器进行光照检测。将参数用LCD1602液晶屏高清简单直观的显示出来,通过GSM模块发送短信来进行远程浇水和补灯光控制。程序经过调试和改进能实现智能花盆机器人功能的实现。
目录
一、 引言 2
(一) 智能花盆的研究背景和意义 2
(二) 智能花盆的国内外发展状况 2
1. 国外的发展状况 2
2. 国内的发展现状 2
(三) 本文主要研究内容 3
二、方案设计及硬件设计 4
(一) 智能花盆整体设计方案设计思路 4
(二) 元器件选择及说明 5
三、智能花盆硬件电路设计 8
(一) STM32单片机核心电路 8
(二) LED驱动 8
(三) 继电器模块 9
(四) LCD液晶显示电路设计 9
(五) 传感器电路设计 10
(六) GSM模块电路设计 10
(七) 硬件电路总结 11
四、系统软件设计 12
(一) 软件流程图总述 12
(二) 传感器模块软件设计 12
(三) GSM模块软件设计 13
(四) 智能花盆软件设计总结 14
五、实物制作 16
(一) 实物的图片及说明 16
(二) 测试结果 19
总结 20
致 谢 21
参考文献 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 25
附录四 程序 26
引言
智能花盆的研究背景和意义
现代社会,人们的生活水平逐渐提高,很多人开始追求更加舒适美观的生活。在我们国家有着许多的大型花卉基地,每一个花卉都需要大量的人工或者时间去培育,并且在市场上许多的花卉种类都是供不应求的。如何去解决花卉养殖基地 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072
的人工投入,是一个非常重要的农业和经济类问题。本课题研究的是智能花盆的系统设计,该系统设计完成后,将可以极大的减少人工以及经济上的投入。该系统除了在大型花卉养殖基地使用外,还可以用于家庭中。当户主需要长期离开家时,担心花卉会枯死,带来不必要的经济损失,该系统便可以对花卉的生长进行自动调节。同时,该系统不仅可以运用于花卉上的养殖,在农业植物方面,该系统经过再次改良后,也可以对我国的农业带来巨大的帮助。
智能花盆的国内外发展状况
国外的发展状况
智能家具在国外发展的十分迅速,领先我国许多。由于起步早,以及多方面的资源投入,国外在早些年已经研制出了智能花盆的完成品。国外的智能花盆虽然都是依靠单片机和人工智能研发出来,但是在功能以及研发技术上有着许大的差别。例如,英国的瑞贝可皮特森的发明,该设计监控花盆的温度以及湿度等多项参数,并且将这些数据输送到终端。在检测到植物的需求时,该花盆将会发出相应的语音来告诉主人。这种花盆通过人工智能的设计以及与单片机的结合,将其设计的人性化。日本的水内郁夫在设计功能上与其有很大的差别,比如日本的智能花盆增加的六块小型太阳能板,以此来对智能花盆实现自给自足。在花盆的下方,水内郁夫还增加了四个可驱动的轮子,这意味着该花盆更加灵活,并且能够实现无人在家,花卉自养的条件。
国内的发展现状
我国虽然在智能家具方面起步较晚,但是随着国家资源的倾斜,智能家具方面我国已经取得了较大的成果。现在市面上的智能花盆很少会有定时浇水的功能,并且其价格昂贵,不适合大批量或者普罗大众的购买力度。随着科技的发展,这样的需求越来越多出现在我们的身边,因此一款高效且低价的智能花盆在市场上是很需要的。
本文主要研究内容
本课题的设计内容主要包括以下几个方面:
1.智能花盆的总体设计;
2.智能花盆的硬件设计;
3.智能花盆的软件设计;
4.实物的实现以及调试;
二、方案设计及硬件设计
智能花盆整体设计方案设计思路
在设计的初级阶段,我参考了大量的资料,通过分析,最终将其分为七个模块,其中六个模块为副模块,剩余的一个为主模块。总框架见图21。
温湿度传感器模块:该模块将会用来负责对外界温度,湿度数据的采集,并且将其输送到主控制器部分。
光敏传感器模块:光敏传感器模块将会负责对外界光源的采集,利用光敏电阻的特性来改变光敏电路的电压,以此来反应出光源的强度。
GSM模块:GSM模块是整个模块中唯一与外界信号连接的模块。通过GSM模块,手机将可以绑定花盆。绑定后,GSM模块将负责接收手机发送的指令,并且将指令输送到主控制器,以此来实现手机对花盆的远距离控制。
LCD显示屏模块:LCD显示屏模块接收其他模块传送过来的信号,并将信号转化为具体的数据。在LCD屏上将会显示花盆的温度,湿度,外界光照强度。
继电器模块:继电器模块将会接收到相应的指令后,做出相应的动作来实现对花卉的浇水。
LED驱动模块:在系统通电后,LED驱动将会为整个电路运转提供动力来源。
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图21整体构架图
元器件选择及说明
液晶显示屏的选择
本系统需要详细的观察花盆内的参数,因此需要一块显示屏作为直观的观察手段。LCD1602显示屏是一款市面上的显示屏,其内采用了工业字符型液晶。其中1602的意思是最多同时可以显示16*2个字符,即16列2行。本系统的程序语言为C语言,而LCD1602与C语言有着很好的兼容性,其控制程序可以很方便地与其契合。

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