【正文】 ...................................................... 1 方案確定 ............................................................................................................. 2 理論分析與方案論證 ............................................................................................ 2 二、總體設(shè)計 ................................................................................................................... 2 三、單元 電路（或軟件模塊）設(shè)計 ................................................................................... 4 電源模塊設(shè)計 ...................................................................................................... 4 繼電器模塊設(shè)計 ................................................................................................... 4 光控模塊設(shè)計 ...................................................................................................... 5 溫控模塊設(shè)計 ...................................................................................................... 5 功放模塊設(shè)計 ...................................................................................................... 6 濕度檢測模塊設(shè)計 ............................................................................................... 6 四、單元電路測試 ............................................................................................................ 7 電源模塊測試 ...................................................................................................... 7 繼電器模塊測試 ................................................................................................... 7 光控模塊測試 ...................................................................................................... 8 溫控模塊測試 ...................................................................................................... 8 五、整體測試 ................................................................................................................... 9 六、結(jié)論 .........................................................................................................................11 七、附錄 .........................................................................................................................11 整體軟件流程圖 ..................................................................................................11 軟件程序代碼清單 ............................................................................................. 12 八 、 參考文獻 ............................................................................................................... 25 1一、方案設(shè)計 方案選擇 方案一： 采用 MSP430 單片機作為控制芯片，通過 LCD1602 液晶屏顯示基本信息。本文將 基于 COS? Ⅱ嵌入式 系統(tǒng) ，使用STM32F103ZET6 型號 的 ARM 處理器設(shè)計 操作界面， 對生態(tài)系統(tǒng) 的 溫度及濕度進行檢測和 控制 ，利用現(xiàn)有資源設(shè)計一個實時控制生態(tài)溫度、濕度等的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用傳感器技術(shù)和單片機相結(jié)合，實現(xiàn)自動控制加熱、降溫、通風(fēng)。不同種類觀賞花卉對溫度及濕度等生長所需條件的要求也不盡相同，為它們提供一個更適宜其生長的封閉的、良好的生存環(huán)境，以提早或延遲花期，觀賞植 物栽培生產(chǎn)最終將會給我們帶來巨大的經(jīng)濟效益。 因此，為了實現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)化并提高農(nóng)業(yè)研究的準確性，推動我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，必須大力發(fā)展農(nóng)業(yè)設(shè)施與相應(yīng)的農(nóng)業(yè)工程，科學(xué)合理地調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)溫度、濕度等，形成有利于蔬菜、水果生長的環(huán)境，是蔬菜和水果早熟、優(yōu)質(zhì)高效益的重要環(huán)節(jié)。國外的智能化生態(tài)系統(tǒng)設(shè)施己經(jīng)發(fā)展到比較完備的程度，并形成了一定的標準，但是價格非常昂貴，并且與我國氣候特點不相適應(yīng)。例如 ,空氣的溫度、濕 度和土壤的含水量等。 隊員 3：姓名：王曉丹，性別：女，出生年月： 1992 年 7 月，所在學(xué)院：儀器科學(xué)與電氣工程學(xué)院，專業(yè) :電氣工程及其自動化專業(yè)，年級： 2020 級，教學(xué)號： 65110629，郵箱 :，電話： 18204310736. 作品類別：自動化裝置類 Ⅰ 引 言 中國農(nóng)業(yè)的發(fā)展必須走現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)這條道路，農(nóng)業(yè)的研究和應(yīng)用技術(shù)越來越受到重視，特別是智能化生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)成為高效農(nóng)業(yè)的一個重要組成部分。 智能生態(tài)系統(tǒng) 隊員 1：姓名：徐德鵬，性別：男，出生年月： 1992 年 12 月，所在學(xué)院：儀器科學(xué)與電氣工程學(xué)院，專業(yè) :電氣工程及其自動化專業(yè)，年級： 2020 級，教學(xué)號： 65110507，郵箱 ，電話： 15584115889。 隊員 2：姓名：李京杰，性別：男，出生年月： 1992 年 12 月，所在學(xué)院：儀器科學(xué)與電氣工程學(xué)院，專業(yè) :電氣工程及其自動化專業(yè)，年級： 2020 級，教學(xué)號： 65110505，郵箱： ，電話： 18143095942。其中重要一環(huán)就是對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的一些重要參數(shù)進行檢測和控制。在農(nóng)業(yè)種植問題中，環(huán)境與生物的生長、發(fā)育和能量交換密切相關(guān)，進行環(huán)境測控是實現(xiàn)生產(chǎn)管理自動化、科學(xué)化的基本保證，通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合作物生長發(fā)育規(guī)律，控制環(huán)境條件，使作物達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的栽培目的。而當今國內(nèi)大多數(shù)對大棚溫度、濕度的檢測與控制都采用人工管理，這樣有測控精度低、勞動強度大及由于測控不及時等弊端，容易造成不可彌補的損失，不但大大增加了成本，浪費了人力資 源，而且很難達到預(yù)期的效果。目前，隨著智能化生態(tài)系統(tǒng)設(shè)施的迅速增多，人們對其性能要求也越來越高，特別是為了提高生產(chǎn)效率，對自動化程度要求也越來越高。 結(jié)合用戶需要，設(shè)計了一套智能化生態(tài)系統(tǒng)。根據(jù)需要，通過顯示屏顯示基本信息，根據(jù)情況可隨時調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)。并在此基礎(chǔ)上，利用 STM32F103ZET6 芯片 上的片上資源設(shè)計 了一系列的多媒體娛樂功能，包括音樂播放器、收音機、照相機以及圖片管理等 應(yīng)用 。 優(yōu)點： MSP430 單片機具有 低功耗 和開發(fā)環(huán)境高效方便等優(yōu)點， LCD1602 液晶屏成本較低。 方案二： 采用 STC89C52RC 單片機作為控制芯片，通過 Nokia5110 液晶屏顯示基本信息。 缺點： Nokia5110 液晶屏屏幕太小，亮度不夠，不易查看信息參數(shù)。 優(yōu)點： STC12C5A60S2 單片機具有成本較低、運算 速度快 等優(yōu)點， LCD12864液晶屏可以顯示更多字符，并且可以顯示漢字。 方案四： 采用 STM32F103ZET6 ARM 處理器作為控制核心，利用 TFTLCD 觸摸顯示屏顯示信息。 DS18B20 單線式數(shù)字 溫度計 作為 溫度 檢測 模塊 ，傳回信息給 ARM 處理器。采用光敏 電阻對光照強度進行檢測，土壤濕度計檢測模塊 作為 土壤濕度傳感器 檢測土壤濕 2度。 優(yōu)點： STM32F103ZET6 ARM 處理器具有 運行速度 快、 內(nèi)置 FLASH 存儲 等優(yōu)點，可運行片上操作系統(tǒng) ，具有極其 強大的擴展功能 。 12V/5A 開關(guān)電源模塊具有方便、穩(wěn)定和可調(diào)等優(yōu)點。水泵具有 體積小、電流小、使用壽命長、物美價廉等優(yōu)點，泵體與電機分離，泵體內(nèi)無機械部件、無磨損。 缺點： STM32F103ZET6 ARM 微處理器成本較高， 嵌入式系統(tǒng) 的 開發(fā)和應(yīng)用難度較大 。 STM32F103ZET6 ARM 處理器可以更好的滿足控制要求，功能強大， 并可以 設(shè)計 友好的 人機交互界面。方案四能使系統(tǒng)有較好的穩(wěn)定性，充分體現(xiàn)了模塊化設(shè)計的要求，并且這些芯片及器件均為通用器件，在市場上較常見，價格也低廉，樣品制作成功的可能性比較大，所以本設(shè)計采用方案四。通過 STM32F103ZET6 ARM 處理器控 制 TFTLCD 觸摸屏實現(xiàn)溫度和濕度等信息的顯示。通過加熱片加熱空氣來提高溫度。通過 LED 燈模塊補充光照強度。 二、總體設(shè)計 本系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖 1 所示。 12V 光控開關(guān) ， 由光敏電阻 對 光照強度進行檢測，通過由 LM393 構(gòu)成 的電壓比較電路獲得繼電器的 觸發(fā) 信號， 由繼電器 的常開觸點控制 12V 光照 補充模塊（由 24 個 超高亮 LED 節(jié)能燈 組成） 。當光照強度充足時，繼電器常開 觸點 斷開，光照 補充模塊 斷電熄滅。當 土壤濕度傳感器 檢測到 土壤 的濕度低于 設(shè)定 閾值時，將土壤濕度信息傳給 STM32F103ZET6 ARM 處理器，此時處理器通過 繼電器 控制 電動噴霧水泵 抽水，并且通過噴頭噴出水霧。DS18B20 單線式數(shù)字溫度 傳感器 作為 溫度 檢測裝置。當感