智慧茶園監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

目錄 4 4 4 第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 7 7第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 8(一)STM32F103C6T6主機(jī)系統(tǒng) 8 第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 第五章系統(tǒng)運(yùn)行與測試 第一章緒論導(dǎo)致的植株生長問題。同時(shí)，系統(tǒng)還具備遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，家庭成員可通過手機(jī)(二)研究現(xiàn)狀成了豐富的種植知識庫，并結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測的環(huán)境參數(shù)(如土壤濕度、溫度和光照確保植物在缺水時(shí)得到及時(shí)補(bǔ)充。用戶還可以通過手機(jī)APP設(shè)置定時(shí)提醒或自本系統(tǒng)以STM32單片機(jī)為基礎(chǔ)，通過數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層、傳輸層交互連接，境參數(shù)實(shí)時(shí)顯示界面軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)過協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和微控制器轉(zhuǎn)發(fā)的植株生長第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案用WIFI的局域網(wǎng)進(jìn)行無線連接達(dá)到遠(yuǎn)程操作要求。的無線數(shù)據(jù)并解析出其意義，并成功進(jìn)行處理。對于APP,主要就是通過局域網(wǎng)111土空調(diào)補(bǔ)光開關(guān)傳輸屠數(shù)飄屬圖2.1系統(tǒng)框架士出減應(yīng)用展開厚璃月第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的茶園智能化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控、自動(dòng)灌溉補(bǔ)光及安全報(bào)警等功能，同光照強(qiáng)度檢測模塊空氣溫度檢圖3.1硬件組成框圖ARMv7架構(gòu)的32位Cortex-M3內(nèi)核，1.WIFI模塊234567表3.1熱點(diǎn)設(shè)置AT指令集發(fā)送指令作用重啟生效密方式開啟多連接開啟服務(wù)器，默認(rèn)端口為333向IDO發(fā)送25字節(jié)的數(shù)據(jù)包6V電池盒56VCCNC123234124模塊地址為0100011,接VCC時(shí)模塊地址為1011100。99bitl8271指令指令碼注釋寫入指令讀取數(shù)據(jù)通知模塊準(zhǔn)備對其讀取通電等待測量指令在11x分辨率下測量光照強(qiáng)度校驗(yàn)位停止位None8■十六進(jìn)制示光照強(qiáng)度>100光照強(qiáng)度→>102先照確度>1012SGND234ADDR351圖3.11光照強(qiáng)度檢測電路圖本系統(tǒng)選用DS18B20模塊用來獲得空氣溫度，如圖3.12所示：波特率8溫度溫度□白動(dòng)度十六進(jìn)道321圖3.14空氣溫度檢測電路圖的水量，在本系統(tǒng)中選用5V小型水泵進(jìn)行模擬，如圖3.15所示：圖3.15小水泵為了保證模擬的嚴(yán)謹(jǐn)，盡管其電壓只為5V,依舊采用獨(dú)立電源和繼電器的方式進(jìn)行使用。獨(dú)立電源選用4節(jié)5號電池的電池盒組，共6V電壓，繼電器選圖3.16電池盒組圖3.17繼電器繼電器IN控制引腳連接單片機(jī)PB5,電池盒與水泵進(jìn)行連線接入繼電器的公共端和常閉端，當(dāng)IN輸入低電平時(shí)，繼電器公共端與常閉段閉合，水泵得電圖3.183WLED模塊234有源蜂鳴器AODO1231第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù))、智能控制(如自動(dòng)補(bǔ)水補(bǔ)光)及安全報(bào)警。通過劃分多個(gè)子功能模塊，(一)程序執(zhí)行流程YYNYNN圖4.1程序流程圖(二)核心代碼分析//串口1接收中斷函數(shù)uint16_tTQR_Data_Bite;if(USART_GetITStatus(USART1,USART_ITRXNE)!=RESET){//檢//TCP接收數(shù)據(jù)開始if((TQR_Data_Bite==‘#)&&(cmdflag==FALSE)){//}elseif((TQR_Data_Bite=='#)&&(cmdflag==2)){}區(qū)2,用于調(diào)試}以及mode2(模式變量)等狀態(tài)信息。%d,\"mode2\":%d,I"wendu\":%d}",shidu,shiduFlag,(int)model,wendu=DS18B20_Get_Temp();//空氣溫度}。例如，若命令要求設(shè)置濕度閾值或光照閾值，或控制自動(dòng)補(bǔ)水//TCP數(shù)據(jù)解析//土壤濕度閾值設(shè)置p=strstr(tcpData,"shiduFlatemp++;/直到目標(biāo)tag出現(xiàn)p=getObjNextTagAddr(}p=getObjNextTagAddr(}if(cnt==0){//模式關(guān)閉i=numPow(10,cnt-1);//獲得10的倍數(shù)num+=(*p-'0)*i;//數(shù)字和p--;}}}//模式1自動(dòng)澆水開關(guān)設(shè)置p=strstr(tcpData,"modeif(value==0){//模式關(guān)閉}}/光照強(qiáng)度閾值設(shè)置p=strstr(tcpData,"lightFlavalue=tepData_getNum(getObjNext}}當(dāng)模式1被激活時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入土壤濕度檢測及補(bǔ)水流程。首先，通過調(diào)用隨后，系統(tǒng)將采集到的土壤濕度與預(yù)設(shè)的閾值shiduFlag進(jìn)行比較。如果土壤濕度低于閾值，表明植物需要補(bǔ)水，此時(shí)系統(tǒng)將執(zhí)行一系列操作以響應(yīng)這一需求。當(dāng)檢測到土壤濕度低于閾值時(shí)，系統(tǒng)首先通過mode1Cnt=3*20;(假設(shè)每次中斷處理間隔為50ms,則此處代表設(shè)置延時(shí)約3秒)來設(shè)定一個(gè)觸發(fā)持續(xù)時(shí)間，位時(shí)，系統(tǒng)會(huì)檢查modelCnt的值。如果modelCnt不為0,則遞減其值以繼續(xù)延時(shí)；若modelCnt減至0,則通過TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);關(guān)閉定時(shí)器，并可。具體代碼如下所示：if(model==0x01){//模式1開啟if(modelCnt==0){//未觸發(fā)中->即沒有觸發(fā)持續(xù)時(shí)間->判斷是否if(shidu<shiduFlag){//模式1被觸發(fā)modelCnt=3*20;//添加觸發(fā)持續(xù)時(shí)間3秒(假設(shè)每次中斷處理是50ms)}}/定時(shí)器50ms中斷->作為水泵開啟的延時(shí)(代碼片段未完全展示定voidTIM2_IRQHandler(void){//定時(shí)器2中斷服務(wù)例程if(TIM_GetFlagStatus(TIM2,TIM_FLAG_Update)!=RESET){//TIM_ClearFlag(TIM2,TIM位if(modelCnt!=0){//如果modelCnt不為0modelCnt--;//減少modelCntTIM_Cmd(TIM2,DISABLE);//關(guān)閉定時(shí)器}}}}當(dāng)模式2被激活時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢測光照強(qiáng)度。這一過程通過調(diào)用read函數(shù)關(guān)閉補(bǔ)光燈。由于檢測模塊被巧妙地放置在LED模塊的作用范圍之外，其參數(shù)不會(huì)受到LED模塊發(fā)光的影響，因此可以準(zhǔn)確地反映環(huán)境光照情況if(mode2==0x01){//模式2開啟if(light<lightFlag){//模式2被觸發(fā)}從DS18B20溫度傳感器讀取當(dāng)前的溫度數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為攝氏度值。代碼啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換過程，并通過特定的命令序列從傳感器讀取溫度的低8位和高8{DS18B20_Start();//開始溫度轉(zhuǎn)換DS18B20_Rst();/復(fù)位DS18B20DS18B20_Check();//等待DS18B20的回應(yīng)DS18B20_Write_Byte(0xcc);//忽略64位ROM地址直接向傳感器發(fā)命令{}}第五章系統(tǒng)運(yùn)行與測試圖5.1系統(tǒng)實(shí)物測試點(diǎn)預(yù)計(jì)效果測試結(jié)果亮，一段時(shí)間后單片機(jī)系統(tǒng)提示燈亮打開手機(jī)WIFI,可以在列表中發(fā)現(xiàn)一正常連接正常警系統(tǒng)開關(guān)的數(shù)值與狀態(tài)將YL-69模塊放入水中或離開水中，APP對應(yīng)數(shù)據(jù)將發(fā)生變化且水泵會(huì)隨之關(guān)閉和開啟用燈照射BH1750模塊或用手進(jìn)行遮正常模塊會(huì)隨之關(guān)閉和開啟點(diǎn)燃打火機(jī)并將其火焰吹滅，靠近MQ-2模塊，蜂鳴器鳴叫設(shè)置光的開關(guān)設(shè)置點(diǎn)擊按鈕，APP主界面對應(yīng)的閾值數(shù)泵的關(guān)閉和開啟APP主界面對應(yīng)的部分消失，且開啟的LED模塊和水泵都會(huì)關(guān)閉，土壤濕度和光照強(qiáng)度不在啟作用正常(4)完成編碼后，對于系統(tǒng)進(jìn)行集成測試，嚴(yán)格按照需求文檔進(jìn)行系統(tǒng)測展望未來，茶園種植環(huán)境監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)的應(yīng)用前景將更加廣闊且充滿潛壤pH值、養(yǎng)分含量監(jiān)測等，以實(shí)現(xiàn)更全面的植株生長環(huán)境管理。用戶也將能夠通過更加智能化的APP界面，獲得更加個(gè)性化和定制化的種植建[1]寧金星.基于物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)的植物養(yǎng)殖系統(tǒng)分析[J].數(shù)碼設(shè)計(jì).2021年第004期學(xué)刊.2022年第2期[4]薛迪杰.基于ESP8266的物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng).電子制作.2021年第11期[5]宣慧.孫佳昊.程實(shí).蔡艷婧.胡傳志.基于I2C總線實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理.2020年第1期應(yīng)用[J]