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智能花盆的设计与实现(附件)【字数:6168】

2024-01-25 16:42编辑: www.51jrft.com51今日论文网
摘 要这次的设计是根据STM32F103CT6单片机为主要的控制单元元素。本篇文章大体上是根据所有的硬件的设计和关于软件的设计以及电路板的设计,智能花盆最后的调试。根据DHT11来检测有关于花盆的湿度以及根据光敏传感器来实现光线的检测。之后通过LCD1062把参数在其液晶屏上直接的显示出来,再运用GSM模块使用其发送短信的功能来让它的灯光得以补充以及使其进行远距离的浇水功能,最后把程序通过不断地改进使其能够实现智能花盆的功能。
目录
一、 引言 1
(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 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
五、实物制作 15
(一) 实物的图片及说明 15
(二) 测试结果 18
总结 19
致 谢 20
参考文献 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
智能花盆的研究背景和意义
随着当今的时代迅速发展,我们现在的生活水平是愈加的美好,越来越多的人也更加注重生活的品质。在我国有很多的花卉养培基地,每一朵花都是需要人们精心培养的,而且在市面上需要有很多各色各样的花的种类。怎么来解决花的培养的人工费用的投入,这是 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ¥351916072¥ 
一个非常现实的社会问题。智能花盆为本文的研究对象,这个系统完成之后,能够很大程度上的减轻人工上所支出的费用。这个设计它不仅能够在大型的花卉培育基地使用它也能够在千家万户中的个体当中使用。假如使用者出差或者长时间不回家,担心所培育的花卉会枯萎以至于会导致一定的经济损失,这个设计便可以使其所培育的的花卉的生长的速度进行一定的控制。变相来说这个设计不仅仅可以在花卉上有所使用它也可以使用在农作物的方面,这个设计经过许多回的改造也会为我国的农业方面带来一定的帮助。
智能花盆的国内外发展状况
国内的发展现状
我们国家的智能家居上面相比较于其它国家进度比较慢,但由于不断地发展我国的智能家居已经取得了显著的成就。但是市场上现在鲜有能够定时浇水的智能花盆,而且大部分具有这样功能的智能花盘的价格比较贵,不是特别适合大部分的消费者的购买能力。但随着时代的发展越来越多的这样的需求也体现了出来,所以一个效率高而且价格低廉的智能花盆十分的重要。
国外的发展状况
相对于我国来说国外的智能家居的发展就比我国早的很多,在很多资源方面的投入也多许多,在很久之前国外就已经研发出了智能花盆。虽然说国外的智能花盆大部分都是根据单片机,可是这些在很多方面都相差甚多。
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
这次的方案设计的时候,我看了许多的资料,并从中分析出了应将其分成七个独立的模块,其中一个当作是主要的模块另外六个则是作为次要的模块。总体设计见图一。
温湿度传感器模块:这个模块可以收集室外的温度以及室外的湿度并且最后将其传送到主控制器里面。
光敏传感器模块:此模块可以对外面的光线进行收集,然后根据其特性来改变其中的电压,最后可以体现光源的亮度。
GSM模块:这个模块可以让它与外界的信号进行一定的连接,根据这个模块手机可以单独的与花盆进行连接,与花盆绑定之后它可以将这些指令传入到主控制器里面并由此来实现对花盆远距离的指挥。
LCD显示屏模块:此模块可以收到其她模块发送来得信号,之后根据这些信号将其变成数值,最后在其显示屏上面会显示出智能花盆当时的湿度,温度和当时外面的光线的亮度。
继电器模块:此模块会在收到一定的指示之后作出其相应的反应并对花盆里的东西进行灌溉。
LED驱动模块:LED驱动模块在接通电源之后此驱动系统会为其供应动力的源泉。
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图一整体构架图
元器件选择及说明
液晶显示屏的选择
这个设计要准确地知晓花盆里面的数值,所以这个设计需要专门的一块显示器来更好的让人知晓其状态。LCD1602是市场上较为普遍的一款显示器,它使用的是一种字符型的液晶,LCD1602是可以和C语言更好的兼容,其1602的意义为最多能够同时显示16*2个字符。LCD1602显示器是一种功耗比较低的屏幕因此它可以支撑很长时间的运转,所以它非常适合这次的设计所需,这个显示屏相比较其它的显示屏来说所占用的体积更加的小,更加容易在后期的焊接与布局方面体现出来。LCD1602它工作时候的电压是5V,与这个设计所用的测试的电压相符合,而且它还拥有复位电路更加容易对测试阶段的时候进行调试。如图二所示。
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图二 LCD1602模块实物图
STM32单片机及其选择原因
选择STM32的原因是因为它是一款比较性能好的嵌入式的计算机,而且它的性价比相对于其它的单片机来说也十分的高。作为意法公司所推出的一款较为优秀的产品,意法公司也是全球范围内最大的半导体公司,因此STM32单片机比大部分单片机更加的优秀成熟。其也具有十分多的功能,比如它的性能十分的迅速,它待机的时候所损耗的能源也十分的渺小,它还具有可以保护电路的功能。这个系统在设计的初级阶段,它是作为一个针对于市场的一种产品,并寄于其能够使用在大型的花卉植物等培育基地使用,但它也能够家庭用户单独购买并使用。所以本设计所使用STM32占据了很大的好处,STM32具有价格便宜的特点而且这个装置需要长时间与水接触,而它具有电路保护的功能使其能够更加好的保护电路,让它在安全的方面得到更加好的保障的效果。STM32的内核也可以灵活的处理大量的数据并可以不停的随着状态的变化数值进行变动,综上来说选择STM32是十分明智的一种选择。

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