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编号:

T0912205M

设计简介:

本设计是基于单片机的智能养花装置系统,主要实现以下功能:

1、可通过显示屏显示土壤温湿度
2、可通过显示屏显示光照强度
3、可自动、手动浇水
4、可自动、手动遮光与补光
5、可通过WIFI模块连接到云平台

标签:STM32单片机、OLED12864、WIFI模块、湿度传感器、继电器、DS18B20、光敏电阻
题目扩展:智能浇花系统、温度控制系统

基于云平台的智能养花装置设计与实现

基于云平台的智能养花装置设计与实现:中控部分、输入部分和输出部分。下面分别对这三部分进行概述:

中控部分

中控部分是整个智能养花装置的大脑,由STM32F103C8T6单片机担当。它负责接收来自输入部分的各种环境数据(如温度、湿度、光照强度等),经过内部处理(如数据比较、逻辑判断等),再向输出部分发出控制指令,以调节花卉的生长环境。

输入部分

输入部分由五个关键模块组成,分别负责采集花卉生长环境的不同参数:

  1. DS18B20温度传感器:实时检测并提供当前环境的温度数据。
  2. 土壤湿度传感器:测量土壤中的水分含量,反映土壤的湿度状况。
  3. 光敏电阻:感知当前的光照强度,为光照调节提供依据。
  4. 独立按键模块:允许用户手动设置湿度和光照的阈值,以便系统根据这些设定进行自动调节。
  5. 供电电路:为整个系统提供稳定可靠的电源供应。

输出部分

输出部分根据中控部分的指令,对花卉生长环境进行相应的调节:

  1. OLED显示模块:直观显示当前的温度、湿度、光照强度以及用户设置的阈值等信息,便于用户了解花卉的生长状况。
  2. LED灯:作为光照补充手段,当光照强度低于设定阈值时,自动开启以增加光照。
  3. 水泵继电器和遮阳网继电器:分别控制水泵的开关和遮阳网的升降。当土壤湿度低于或高于设定阈值时,水泵继电器控制水泵的开启或关闭以调节土壤湿度;当光照强度过高时,遮阳网继电器控制遮阳网的降下以遮挡阳光。
  4. WIFI模块:实现装置与云平台的连接,将采集到的环境数据上传至云平台,并允许用户通过云平台远程查看数据、设置阈值或进行其他操作。

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

首先将电路焊接在集成板上,共有以下部分,第一部分是电源模块,将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接,焊接好之后插入电源,指示灯点亮,电源模块测试正常。第二部分是显示模块,排针焊接好后,将OLED12864显示屏插入排针。第三部分是单片机模块,本次课题使用的是STM32F103C8T6单片机。第四部分是独立按键模块。第五部分为温度传感器,第六部分为土壤湿度传感器,第七部分是光敏电阻,第八部分为继电器,用来控制水泵与遮阳,第九部分为LED灯,提供补光光源,第十部分是WIFI模块。下图5-1为焊接完整实物图:

图5-1电路焊接总图

5.2 智能养花装置实物测试

如图5-2所示,下图为上电后,此时显示屏显示智能养花装置的基本情况。

图5-2智能养花装置实物图

5.3 设置阈值测试

如图5-3所示,此设计中设置湿度阈值。

图5-3设置阈值实物图

5.4WIFI测试

如图5-4所示,我们通过微信小程序与WIFI模块进行连接,实现了用云平台远程监控与控制智能养花装置。

图5-4 WIFI测试实物图

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

如图5-5所示,仿真部分包含STM32F103C8T6最小系统板、OLED12864显示屏、DS18B20测温模块、独立按键、LED灯、继电器、土壤湿度传感器以及光敏电阻。

图5-5 智能养花装置仿真图

6.2按键调节阈值测试

如图5-6所示,此设计中通过按键设置湿度下限为20%。

图5-7 按键设置阈值仿真图

6.3温度检测测试

如图5-8所示,设置温度为24摄氏度。

图5-8设置温度仿真图

设计说明书部分资料如下

设计摘要:

本论文介绍了一种基于单片机的智能养花装置系统,旨在为植物提供适宜的生长环境。该系统通过监测土壤温湿度、光照强度等参数,实现自动浇水、遮光与补光功能,同时具备远程连接到云平台的特性。随着城市化进程的加速,室内植物养护面临挑战,本系统为用户提供了便捷的植物养护解决方案。

在系统设计方面,本系统包括单片机、土壤温湿度传感器、光照传感器、液位传感器、执行器、WIFI模块和显示屏等组件。单片机作为核心控制单元,负责数据采集、决策控制和云平台通信。

系统实现了多项关键功能。首先,土壤温湿度监测功能通过传感器实时监测植物根部环境,并将数据在显示屏上显示。其次,光照强度监测功能感知周围光照情况,为用户提供植物所需光照信息。自动浇水功能确保植物保持适宜湿度,当土壤湿度低于阈值时,系统自动启动水泵进行浇水。自动遮光与补光功能根据光照传感器数据调整遮光板和补光灯,维护适宜的光照条件。此外,用户可通过显示屏手动控制系统,实现手动浇水和调整遮光板等操作。系统还支持通过WIFI模块连接到云平台,用户可通过手机App随时监控植物状态并进行远程控制。

通过实验验证,本系统在为植物提供适宜生长环境方面表现出可靠性和有效性。基于单片机的智能养花装置系统在城市化背景下,为植物养护提供了切实可行的解决方案,为室内植物的健康生长保驾护航。

关键词:单片机,智能养花装置,土壤温湿度,光照强度,远程连接

字数:10000+

目录:

摘 要

ABSTRACT

1 引 言

1.1 选题背景及实际意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要内容

2 系统设计方案

2.1 系统整体方案

2.2 单片机的选择

2.3 电源方案的选择

2.4 显示方案的选择

2.5 温度检测方案的选择

3系统设计与分析

3.1 整体系统设计分析

3.2 主控电路设计

3.2.1 STM32F103C8T6单片机

3.2.2 晶振电路和复位电路

3.3 液晶屏显示模块

3.4 DS18B20传感器检测温度模块

4 系统程序设计

4.1 编程软件介绍

4.2 主程序流程设计

4.3 按键函数流程设计

4.4 显示函数流程设计

4.5 处理函数流程设计

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

5.2 智能养花装置实物测试

5.3 设置阈值测试

5.4WIFI测试

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

6.2按键调节阈值测试

6.3温度检测测试

结  论

参考文献

致  谢

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