智慧茶園監(jiān)控系統(tǒng)的設計

目錄 4 4 4 第二章系統(tǒng)設計方案 7 7第三章系統(tǒng)硬件設計 8(一)STM32F103C6T6主機系統(tǒng) 8 第四章系統(tǒng)軟件設計 第五章系統(tǒng)運行與測試 第一章緒論導致的植株生長問題。同時，系統(tǒng)還具備遠程監(jiān)控功能，家庭成員可通過手機(二)研究現(xiàn)狀成了豐富的種植知識庫，并結合實時監(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得到及時補充。用戶還可以通過手機APP設置定時提醒或自本系統(tǒng)以STM32單片機為基礎，通過數(shù)據(jù)層、應用層、傳輸層交互連接，境參數(shù)實時顯示界面軟件設計實現(xiàn)經過協(xié)調器節(jié)點和微控制器轉發(fā)的植株生長第二章系統(tǒng)設計方案用WIFI的局域網進行無線連接達到遠程操作要求。的無線數(shù)據(jù)并解析出其意義，并成功進行處理。對于APP,主要就是通過局域網111土空調補光開關傳輸屠數(shù)飄屬圖2.1系統(tǒng)框架士出減應用展開厚璃月第三章系統(tǒng)硬件設計的茶園智能化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了遠程監(jiān)控、自動灌溉補光及安全報警等功能，同光照強度檢測模塊空氣溫度檢圖3.1硬件組成框圖ARMv7架構的32位Cortex-M3內核，1.WIFI模塊234567表3.1熱點設置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器，默認端口為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)通知模塊準備對其讀取通電等待測量指令在11x分辨率下測量光照強度校驗位停止位None8■十六進制示光照強度>100光照強度→>102先照確度>1012SGND234ADDR351圖3.11光照強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□白動度十六進道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小型水泵進行模擬，如圖3.15所示：圖3.15小水泵為了保證模擬的嚴謹，盡管其電壓只為5V,依舊采用獨立電源和繼電器的方式進行使用。獨立電源選用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PB5,電池盒與水泵進行連線接入繼電器的公共端和常閉端，當IN輸入低電平時，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)軟件設計數(shù)據(jù))、智能控制(如自動補水補光)及安全報警。通過劃分多個子功能模塊，(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，若命令要求設置濕度閾值或光照閾值，或控制自動補水//TCP數(shù)據(jù)解析//土壤濕度閾值設置p=strstr(tcpData,"shiduFlatemp++;/直到目標tag出現(xiàn)p=getObjNextTagAddr(}p=getObjNextTagAddr(}if(cnt==0){//模式關閉i=numPow(10,cnt-1);//獲得10的倍數(shù)num+=(*p-'0)*i;//數(shù)字和p--;}}}//模式1自動澆水開關設置p=strstr(tcpData,"modeif(value==0){//模式關閉}}/光照強度閾值設置p=strstr(tcpData,"lightFlavalue=tepData_getNum(getObjNext}}當模式1被激活時，系統(tǒng)進入土壤濕度檢測及補水流程。首先，通過調用隨后，系統(tǒng)將采集到的土壤濕度與預設的閾值shiduFlag進行比較。如果土壤濕度低于閾值，表明植物需要補水，此時系統(tǒng)將執(zhí)行一系列操作以響應這一需求。當檢測到土壤濕度低于閾值時，系統(tǒng)首先通過mode1Cnt=3*20;(假設每次中斷處理間隔為50ms,則此處代表設置延時約3秒)來設定一個觸發(fā)持續(xù)時間，位時，系統(tǒng)會檢查modelCnt的值。如果modelCnt不為0,則遞減其值以繼續(xù)延時；若modelCnt減至0,則通過TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);關閉定時器，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)時間3秒(假設每次中斷處理是50ms)}}/定時器50ms中斷->作為水泵開啟的延時(代碼片段未完全展示定voidTIM2_IRQHandler(void){//定時器2中斷服務例程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);//關閉定時器}}}}當模式2被激活時，系統(tǒng)會自動檢測光照強度。這一過程通過調用read函數(shù)關閉補光燈。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)不會受到LED模塊發(fā)光的影響，因此可以準確地反映環(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溫度傳感器讀取當前的溫度數(shù)據(jù)，并將其轉換為攝氏度值。代碼啟動溫度轉換過程，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();//開始溫度轉換DS18B20_Rst();/復位DS18B20DS18B20_Check();//等待DS18B20的回應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)運行與測試圖5.1系統(tǒng)實物測試點預計效果測試結果亮，一段時間后單片機系統(tǒng)提示燈亮打開手機WIFI,可以在列表中發(fā)現(xiàn)一正常連接正常警系統(tǒng)開關的數(shù)值與狀態(tài)將YL-69模塊放入水中或離開水中，APP對應數(shù)據(jù)將發(fā)生變化且水泵會隨之關閉和開啟用燈照射BH1750模塊或用手進行遮正常模塊會隨之關閉和開啟點燃打火機并將其火焰吹滅，靠近MQ-2模塊，蜂鳴器鳴叫設置光的開關設置點擊按鈕，APP主界面對應的閾值數(shù)泵的關閉和開啟APP主界面對應的部分消失，且開啟的LED模塊和水泵都會關閉，土壤濕度和光照強度不在啟作用正常(4)完成編碼后，對于系統(tǒng)進行集成測試，嚴格按照需求文檔進行系統(tǒng)測展望未來，茶園種植環(huán)境監(jiān)控調節(jié)系統(tǒng)的應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，獲得更加個性化和定制化的種植建[1]寧金星.基于物聯(lián)網控制技術的植物養(yǎng)殖系統(tǒng)分析[J].數(shù)碼設計.2021年第004期學刊.2022年第2期[4]薛迪杰.基于ESP8266的物聯(lián)網遠程監(jiān)控系統(tǒng).電子制作.2021年第11期[5]宣慧.孫佳昊.程實.蔡艷婧.胡傳志.基于I2C總線實驗設計.實驗技術與管理.2020年第1期應用[J]