【正文】 14 傳感器檢測任務(wù) ........................................ 14 觸摸屏任務(wù) ............................................ 14 第 5章 系統(tǒng)組裝與調(diào)試 .............................................. 17 模塊測試 .................................................... 17 硬件調(diào)試 .................................................... 17 軟件調(diào)試 .................................................... 18 綜合調(diào)試結(jié)果 ................................................ 19 第 6章 結(jié)論 ........................................................ 21 參考文獻 ........................................................... 23 致 謝 .............................................................. 25 呂梁 學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計 1 第 1 章 緒 論 課題來源及研究意義 伴隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展 ,許多的人想要去照顧盆栽卻沒有多余的時間。 關(guān)鍵詞 ： STM32 微控制器；土壤濕度傳感器；溫度傳感器；光照傳感器 呂梁 學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計 Abstract With the rapid socioeconomic development, people39。本人離校后使用畢業(yè)論文或與該論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時，第一署名單位仍然為 呂梁 學(xué)院。 本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。 分類號： TN929 密 級 ： 公 開 畢業(yè)設(shè)計 題 目： 嵌 入 式智能花盆的 設(shè)計與實現(xiàn) 系 別： 物理系 專業(yè)年級： 電子信息工程 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師： 2021 年 06 月 02 日 原 創(chuàng) 性 聲 明 本人鄭重聲明：本人所呈交的畢業(yè)論文，是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨立進行 研究所取得的成果。對本文的研究成果做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。如果發(fā)表相關(guān)成果，一定征得指導(dǎo)教師同意，且第一署名單位為 呂梁 學(xué)院。 隨著智能花盆逐步走入千家萬戶，將極大的方便人們照顧盆栽，同時也必將產(chǎn)生更多的對智能花盆的 功能方面的要求，所以本課題的研究具有深遠(yuǎn)的意義。 The temperature sensor。因此 ,使植物種植簡單化是大多數(shù)家庭所希望的 [1]。金就已經(jīng)提出這一設(shè)計，近幾年國外智能花盆已經(jīng)作為一種常見的裝飾品走進許多人的生活。 研究內(nèi)容：分析當(dāng)前社會對智能花盆的需求，通過溫度傳感器、土壤濕度傳感器、光照強度傳感器實時采集盆栽所處環(huán)境的信息，控制與使用觸摸屏、舵機、軸流風(fēng)機等器件，使用 μC/OS II 操作系統(tǒng)實現(xiàn)嵌入式智能花盆傳感器檢測、信息處理、控制等任務(wù)的調(diào)度 [4]。 方案二：采用 STM32F103RCT6 作為主控制器，該芯片是一款使用十分普遍的控制器，其具有性能優(yōu)良，可移植性高，接口豐富等優(yōu)點。 顯示及設(shè)定部分方案論證 方案一：采用 LCD12864 用作顯示采集的數(shù)據(jù)，采用 4X4 矩陣鍵盤用作設(shè)定參數(shù)。 方案二：采用 TFTLCD 顯示屏 ， TFTLCD 顯示屏 是一款常用的 TFTLCD 顯示模塊，采用高亮背光，背光亮度好功耗低，采用高質(zhì)量觸摸，高靈敏度高線性 。電源適配器具有價格便宜，使用方便，不需要頻繁更換電源的特點，但是 考慮到電源適配器必須有外部供電的缺點，不適合于本系統(tǒng)。但其需要 DC24 伏的供電電壓，且價格較為昂貴。 溫濕度檢測 方案一：采用 DHT11 溫濕度傳感器模塊監(jiān)測溫濕度。對于系統(tǒng)要求完全可以滿足。玩具電機具有價格便宜風(fēng)力大的優(yōu)點，但其危險性較大，且需要相應(yīng)的電機驅(qū)動模塊，增加了系統(tǒng)成本，不適用于本系 統(tǒng)。軸流風(fēng)機具安全，有占用面積較小，風(fēng)力適中等優(yōu)點，舵機具有操作簡單，可以精確控制轉(zhuǎn)動的角度的優(yōu)點，適用于本系統(tǒng)。該模塊可以播放常見的音頻格式 ,該模塊可通過更換 SD卡中的歌曲進行更換語音內(nèi)容。 最終方案 經(jīng)過反復(fù)的方案論證與選擇，本課題最終選擇如下方案。 DS18B20 的電源范圍較為廣泛，一般的 5V 或者 3V 的單片機都可以驅(qū)動，通常會在數(shù)據(jù)引腳上上拉一個 10K的電阻，加強我們的信號傳輸質(zhì)量。 該傳感器可以寬范圍檢測土壤的濕度， AO 則為模擬信號輸出引腳，隨著濕度的提高，模擬信號輸出引腳會輸出一個隨濕度變化的電壓，濕度越高它的值就越大，土壤濕度傳感器的使用 lm393 芯片，工作電壓為 5 伏 [11]。 繼電器與軸流風(fēng)機 本系統(tǒng)使用 繼電器模塊 為常用繼電器模塊，該模塊上的常開接口的負(fù)載上限為交流 250V 或者是直流 30V；繼電器模塊的 工作電壓 為 5 伏，在模塊上有黃色跳線帽，通過 選擇跳線帽接高接低來設(shè) 置高電平或低電平觸發(fā)； 模塊 電源 狀態(tài) 燈 為綠發(fā)綠LED 燈 ，繼電器 開關(guān)狀態(tài) 燈 為紅發(fā)紅 LED 燈。10% 轉(zhuǎn) /分鐘， 噪音 為 18 分貝，工作 電壓 為 12V，工作 電流 為，紅線正極，黑線負(fù)極， [14]。 TFTLCD 顯示屏觸摸屏 該 模塊 是一款通用的 TFTLCD 模塊，采用全新 LCD模塊加原 廠觸摸屏，質(zhì)量好，該模塊有如下特點： 320 240 的分辨率； 16位色（ 6萬 5千色）顯示支持 ；采用高亮背光，背光亮度好功耗低；采用高質(zhì)量觸摸，高靈敏度高線性 [16]。模塊上裝有 TF 卡座，可通過更 換 SD 中歌曲來更改卡中語音播放內(nèi)容，歌曲支持常見的歌曲格式。 MiniStm32 開發(fā)板板載的主控為 Stm32f103rct6 芯片，這一款芯片具有豐富的資源，具有 256K 的程序存儲空間，具有豐富的編程資源，對于我的畢業(yè)設(shè)計來說，足以滿足本系統(tǒng)需求 [19]。考慮到本系統(tǒng)須同時采集和處理多個任務(wù)，所以加入了μ C/OSII操作系統(tǒng) [22]。 控制任務(wù) 如圖 43 所示，在控制任務(wù)中，一直在循環(huán)執(zhí)行 3 個任務(wù)，如果土壤濕度的測量值小于用戶設(shè)定的土壤濕度最小值，則通過 PWM 控制舵機打開水龍頭閥門，實現(xiàn)澆水，否則通過舵機關(guān)閉水龍頭。 傳感器檢測任務(wù) 如圖 42 所示，在傳感器檢測任務(wù)中，一直在循環(huán)執(zhí)行 5 個小任務(wù)，分別是檢測當(dāng)前光照、檢測時間值、檢測當(dāng)前土壤濕度、檢測當(dāng)前環(huán)境溫度以及判斷光照濕度溫度測量值是否在用戶設(shè)定的最大值與最小值范圍之內(nèi)，如果不是，在 LCD 顯示屏上提醒用戶。 當(dāng)用戶在第一幅界面中點擊后，根據(jù)用戶點擊的選項的不同進入到第二幅界面，在第二幅界面中是對各個參數(shù)值的具體設(shè)定，和一個退出選項 [25]。安裝好燒寫軟件，燒寫程序正常，經(jīng)測試，板子與顯示屏無問題。 燒寫入主控繼電器程序，將繼電器端口按資料接好電源和軸流風(fēng)機，通電后，繼電器綠燈亮起，軸流風(fēng)機不轉(zhuǎn)，當(dāng)繼電器紅燈亮起時，軸流風(fēng)機轉(zhuǎn)動，經(jīng)測試?yán)^電器與軸流風(fēng)機無問題。 在測試各個模塊沒有問題后，開始搭建電路，搭建好電路后，經(jīng)過反復(fù)檢查，所有引腳沒有松動，電路中沒有短路和斷路現(xiàn)象，沒有正負(fù)極接反現(xiàn)象，仔細(xì)測量各個模塊兩端電源電壓均在其合適范圍之內(nèi)，檢測各個模塊與主控的連接，引腳均連接正確，再次確認(rèn)，硬件連接無問題，硬件調(diào)試完成 [27]。 (2) 加入 LED 燈顯示程序運行狀態(tài)，程序運行時系統(tǒng)只有 LED 燈任務(wù)運行，其他任務(wù)卡死。 (4) 加入軸流風(fēng)機和舵機后運行程序，軸流風(fēng)機和舵機不工作 解決辦法：發(fā)現(xiàn)問題在于 USB 供電無法同時給所有模塊提供電源，該為 18650鋰電池供電后問題解決。且圖片的大小必須為 320*240 大小。遇到實在解決不了的問題，不要去自己一個人死鉆，要學(xué)會使用網(wǎng)絡(luò)，詢問老師和同學(xué)，我曾因此浪費了許多寶貴的時間。 這次畢業(yè)設(shè)計提供了一個非常好的將理論與實際相結(jié)合的機會，通過嵌入式智能花盆的設(shè)計與實現(xiàn)這一課題，我學(xué)習(xí)到了很多，在不斷的出現(xiàn)問題，解決問題的循環(huán)中，無論是個人的技能還是精神都得到了強有力的鍛煉，這次畢業(yè)設(shè)計是我大學(xué)四年中極其寶貴的一段經(jīng)驗。 本文是我在呂梁學(xué)院做畢業(yè)設(shè)計期間學(xué)習(xí)的總結(jié)，是在思軟衛(wèi)澤照老師指導(dǎo)下完成的。 呂梁 學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計 26