嵌入式智能花盆的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-在線瀏覽
2024-09-07 19:32本頁(yè)面
【正文】 to take care of the phenomenon also will be more more for the situation I was indepth analysis, and started my graduation.This paper designed a flowerpot based on intelligent embedded STM32 microcontroller control, this paper uses STM32F103RCT6 as the master, the integration of soil moisture sensors, temperature sensors, light sensors to realtime detection of soil humidity, ambient temperature and light, by manipulating steering gear, lamp beads, fans, voice module for automatic watering, supplementary lighting, cooling, play songs and other functions, and join the LCD touchscreen, realtime display of the soil humidity, ambient temperature and light intensity and other environmental conditions, the user can touch screen temperature and humidity illumination set upper and lower limits of the alarm information is displayed set, but also through the touch screen volume addition and subtraction operations on the voice module, adding infrared remote control that allows users to manipulate us in distant places intelligent flowerpot, infrared remote control can be smart flowerpot music player and realtime date can be set.As smart flowerpot gradually into millions of households, will greatly facilitate the people to take care of potted plants, but also will produce smart pots require more functionality, so the research of this subject has farreaching significance.KeyWords: STM32 microcontroller。 The temperature sensor。而周?chē)h(huán)境的變化會(huì)影響到植物的正常發(fā)育，尤其是溫濕度、光照強(qiáng)度等因素。因此,使植物種植簡(jiǎn)單化是大多數(shù)家庭所希望的[1]。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及研究背景嵌入式智能花盆是利用傳感技術(shù)組裝的新型盆栽，主要是使用各種傳感器技術(shù)，實(shí)時(shí)檢測(cè)植物生長(zhǎng)的周邊環(huán)境狀況，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)盆栽澆水、提醒主人等人性化功能。金就已經(jīng)提出這一設(shè)計(jì)，近幾年國(guó)外智能花盆已經(jīng)作為一種常見(jiàn)的裝飾品走進(jìn)許多人的生活。而國(guó)內(nèi)在智能花盆這一方面尚處于剛剛出現(xiàn)，正在發(fā)展的階段，價(jià)格偏高，限于技術(shù)與成本功能尚有許多不完善[2]。研究?jī)?nèi)容：分析當(dāng)前社會(huì)對(duì)智能花盆的需求，通過(guò)溫度傳感器、土壤濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器實(shí)時(shí)采集盆栽所處環(huán)境的信息，控制與使用觸摸屏、舵機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)等器件，使用μC/OSII操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)嵌入式智能花盆傳感器檢測(cè)、信息處理、控制等任務(wù)的調(diào)度[4]。用戶(hù)設(shè)定濕度溫度與光照?qǐng)?bào)警值實(shí)時(shí)顯示濕度溫度與光照信息采集與處理控制濕度溫度與光照檢測(cè)土壤濕度光照強(qiáng)度環(huán)境溫度系統(tǒng)電源 圖21 系統(tǒng)體系構(gòu)架 8 方案設(shè)計(jì)與論證 控制器部分方案論證方案一：采用STC89C52RC作為主控制器，該主控是我們接觸時(shí)間最長(zhǎng)的一款芯片，在大學(xué)課程中曾有過(guò)對(duì)這門(mén)課程的講解。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(diǎn)。對(duì)于實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的功能較為合適[6]。 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(pán)用作設(shè)定參數(shù)。矩陣鍵盤(pán)用作設(shè)定鍵值，可以大量減少對(duì)引腳的占用，但考慮到使用矩陣鍵盤(pán)增加了額外開(kāi)銷(xiāo)，且占據(jù)了較大的面積，影響到最終成品的大小。方案二： 顯示屏， 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。綜合比較以上兩個(gè)方案，本系統(tǒng)選擇方案二。電源適配器具有價(jià)格便宜，使用方便，不需要頻繁更換電源的特點(diǎn)，但是考慮到電源適配器必須有外部供電的缺點(diǎn)，不適合于本系統(tǒng)。 4 綜合比較以上兩個(gè)方案，本系統(tǒng)選擇方案二。但其需要DC24伏的供電電壓，且價(jià)格較為昂貴。該傳感器的供電電源為35v，其照度范圍較為廣泛，該傳感器內(nèi)部配置有16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，通過(guò)IIC總線直接輸出檢測(cè)數(shù)據(jù)，其測(cè)量之精度完全可以滿足本花盆的要求[8]。 溫濕度檢測(cè)方案一：采用DHT11溫濕度傳感器模塊監(jiān)測(cè)溫濕度。其測(cè)量之范圍為濕度20%到90%度，溫度0到50度，其測(cè)量范圍對(duì)于本系統(tǒng)來(lái)說(shuō)過(guò)小，且不能檢測(cè)零下的溫度，不滿足本系統(tǒng)要求。對(duì)于系統(tǒng)要求完全可以滿足。綜合比較以上兩個(gè)方案，最終選擇方案二。玩具電機(jī)具有價(jià)格便宜風(fēng)力大的優(yōu)點(diǎn)，但其危險(xiǎn)性較大，且需要相應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，增加了系統(tǒng)成本，不適用于本系統(tǒng)。方案二：采用超高亮LED作為光照控制，采用軸流風(fēng)機(jī)作為溫度控制，采用舵機(jī)作為濕度控制。軸流風(fēng)機(jī)具安全，有占用面積較小，風(fēng)力適中等優(yōu)點(diǎn)，舵機(jī)具有操作簡(jiǎn)單，可以精確控制轉(zhuǎn)動(dòng)的角度的優(yōu)點(diǎn)，適用于本系統(tǒng)。 語(yǔ)音控制方案一：采用ISD1820語(yǔ)音錄放模塊，該模塊可以進(jìn)行10s的語(yǔ)音錄制和播放，其播放錄制的語(yǔ)音時(shí)具有高質(zhì)量高還原的優(yōu)點(diǎn)，具有循環(huán)、點(diǎn)動(dòng)、單遍等功能，價(jià)格低廉，但考慮到其錄音時(shí)間較短，不適用于本系統(tǒng)。該模塊可以播放常見(jiàn)的音頻格式,該模塊可通過(guò)更換SD卡中的歌曲進(jìn)行更換語(yǔ)音內(nèi)容。適用于本系統(tǒng)，可滿足系統(tǒng)所需所有要求。 最終方案經(jīng)過(guò)反復(fù)的方案論證與選擇，本課題最終選擇如下方案。BY800116P語(yǔ)音模塊9g舵機(jī) 18650鋰電池MCUSTM32F103RCT6DS18B20溫度傳感器軸流風(fēng) 機(jī)繼電器土壤濕度傳感器BH1750FVI光照傳感器超高亮LED白光燈 圖31 電路組成框圖 電路各模塊介紹 DS18B20溫度傳感器DS18B20溫度傳感器是非常實(shí)用的一種用于溫度實(shí)時(shí)檢測(cè)
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