基于STM32单片机远程智能浇花补光花盆设计
摘要
由于单片机的广泛应用，在各个领域都可以见到。本次设计的智能花盆系统包括温湿度的检测、自动浇水以及光照补偿三个主要部分。温湿度的检测部分包括温湿度的检测和显示，它以DHT11温湿度传感器为主要元件，可以将检测的数据送给STM32单片机，显示在LED显示屏上。自动浇水部分分为自动和手动两个部分，智能的是由温湿度的检测部分检测到的温湿度低于我们设定的下限，由单片机控制继电器使水泵工作开始浇水，当检测到的温湿度高于上限时会停止浇水。手动部分由SIM900A模块控制，由手机发短信来控制浇水。光照补偿部分由关敏电阻来实现，与自动上水部分一样可分为自动和手动，自动由关敏电阻检测到关照不足时自动补光，手动由SIM900A模块控制，由手机发短信来控制补光。
关键词：DHT11温湿度传感器，STM32单片机，SIM900A模块。
Abstract
Due to the wide application of single-chip microcomputers, it can be seen in various fields. The smart flowerpot system designed this time includes three main parts: temperature and humidity detection, automatic irrigation and ray make up for. The lapse rate and humidity detection part includes the detection and reveal of temperature and wetness. It uses the DHT11 temperature and moisture sensor as the main component, and can send the detected data to the STM32 MCU, which is displayed on the LED display. The automatic watering part is divided into two parts: automatic and manual. The intellective lapse rate and moisture detected by the lapse rate and moisture spy on units is lower than the low-lying limit we set. The single-chip control relay makes the water pump work start to water, when it is detected. Watering will stop when the temperature and humidity are above the upper limit. The manual part is controlled by the SIM900A module, and the mobile phone sends text messages to control the watering. The illumination compensation part is realized by the singly sensitive resistor. It can be divided into automatic and manual as with the automatic water supply part. It is automatically detected by the singly-sensitive resistor to automatically fill the light when the care is insufficient. Manually controlled by the SIM900A module, the mobile phone sends a text message to control the compensation. Light.
Keywords: DHT11 temperature and humidity sensor, STM32 microcontroller, SIM900A module.
目录
第一章 绪论 3
1.1 课题背景及其意义 3
1.2 国内外的研究状况 3
第二章 方案的设计与论证 4
2.1 控制方案的选择 4
2.1.1 单片机芯片的选择 4
2.1.2 显示方案的选择 4
2.1.3 无线遥控模块选择 4
2.2 控制方案的确定 5
第三章 硬件电路的设计 5
3.1 系统的动能分析及体系结构设计 5
3.1.1 系统的功能分析 5
3.1.2系统总体结构 5
3.2 模块电路的设计 6
3.2.1 STM32单片机核心电路设计 6
3.2.2 LED灯照明电路设计 7
3.2.3 继电器控制电路设计 8
3.2.4 LCD液晶显示电路设计 8
3.2.5 LED信号指示灯电路设计 11
3.2.6 SIM800AGSM模块电路设计 11
3.2.7 DHT11温湿度传感器电路设计 13
3.2.8 关照检测模块电路设计 14
第四章 铜板的制作过程 16
第五章 软件设计 17
5.1 编程语言选择 17
5.2 软件设计思想 17
5.3 程序流程图 18
第六章 系统焊接与调试 19
6.1手工焊接 19
6.2 系统调试 19
6.2.1系统程序调试 20
6.2.2硬件测试 20
6.3 实物测试 20
致谢 21
参 考 文 献 22
第一章 绪论
1.1 课题背景及其意义
现在人们的生活质量越来越好，不再只是追求物质上的好，还会追求其他上的好。在家养花可以让自己的性情可以改善、让自己的生活不太孤单。花在是可以吸收空气中不会的气体，释放对人好的气体，所以，养盆花受大家喜爱。
花的浇水的好坏是养花的关键。现在人们在生活中总是有各种事情找上门让人无法有时间浇水，如工作加班，出差，生病和旅游等。花的好坏基本上是浇水问题所引起的。因为浇水的不足使花长的不好看，把花扔了，使这段时间的精力白费了而且在家无绿色衬托感觉没有生机；把花留下来，花不好看会影响家的整体效果。在市面上有卖自动浇水的装置，但是价值不菲，并且只能设定一个时间点浇水，不能给花过量浇水，这样有可能会使花调落或让花的跟烂死。也有缺水报警器，但是浇水还是要人去浇水。家里无人时，就起不到作用了。所以，我想设计一个集温湿度的检测、自动上水以及光照补偿及一体的花盆自动浇水系统。让花在无人的情况下也可以生长的很好，不会长的不好看。
1.2 国内外的研究状况
微喷系统是这几年国内外一种新型的灌溉方式。其原理利用水产生压力，使水以一定的速度从喷头喷出，让水分散开，散在喷头的四周，从而达到浇水的目的。该系统用水量较小，比较适用于栽培密度大、植株松软细滑的植物，是一种受大众欢迎的装置。自动浇花器是由于人们生活水平的提高而发明的一种懒人装置。它是在微喷的基础上稍微改进一下，使微喷作用用于花盆浇花的一种装置。
在很久之前，电子类自动浇花器在国外就已经很通行了，国内的大多数都是从国外的，但是不便宜，质量却可以保证。在国内这种情况并不适合，在世界上比较通行的自动浇花器是由玻璃制造出来的，这种类型的浇花器大多数由国内的山西和浙江一带做出来的，经济实惠，但是没有电子类自动浇花器好用。现在我国的生活质量在逐步上升，园艺市场火爆，但是生活压力增大无时间来浇花，所以花好种但是花很难活，这个的重要问题就是浇水的多少，大多数的花养不活就是因为浇水不足所引起的，因此国内有人看到了这个商机。这些人的工场大多数在广东，上海，浙江一带。现在卖的主要有以下几类：
（1）电子自动喷雾器
电子自动喷雾器又被称为时控喷淋装置，它可分为：主机，主管，分水接头，副管喷淋管。
电子自动喷雾器可分为交流自动喷雾器和电池自动喷雾器。主机性能可分为：电磁阀控制;智能时间控制电路•微电脑芯片控制；待机功率为4，工作功率为12，工作时间为1分钟－168小时。它可以一天浇10次以上的花，它可以每天自动浇水，每隔一天，每隔几天。每天的误差小于正负3秒。设备应保持在周围温度为-10～50℃保存；相对湿度＜90%RH。
（2）瓷类自动喷雾器
瓷类自动喷雾器又被称为自动渗水装置，它采用特定的原理自动浇水, 为花浇水, 在干燥的地方中, 水自动为花浇水, 当土壤湿润、潮湿时有阻力,就无法浇水了。制造商制造的不同设备的制造工艺相同, 效果不同, 其中还包括土壤的原因。
目前传感技术与微控制器技术发展迅速，其应用正在向各个方面发展，我们在各个方面都离开不了。而且现在智能的东西容易让大家接受，所以，自动浇花器会很容易发展起来。
第二章 方案的设计与论证
2.1 控制方案的选择
2.1.1 单片机芯片的选择
方案一
采用可编程逻辑器件CPLD作为控制器，CPLD可以应用在多种情况下。它具有编程敏捷，物品集合在一起，设计时间短，价格便宜，I/O口丰富，可以进行修改和添补。采用并行的进出方式，系统的数据进出和解决速度快，比较适用于中小控制系统的核心。但是本系统不需要复杂的动能和运行处理能力，从使用方面看，并不好，最终放弃此方案。
方案二
采用52单片机，它是在系统中拥有大量的空间来扩展，受大家所接受。该单片机接口丰富，经济实惠，跟本设计要求基本相同。
方案三
采用STM32单片机作为控制器，它的处理器是ST公司研发的一种芯片，是基于ARM7架构的32位的控制器。具有最新的架构，可控制动耗，性能多，外观新颖，并且把动能整合在一起。易于动能增添，可以迅速进入市场。故选方案三。
2.1.2 显示方案的选择
方案一
采用LED数码管，数码管价格低，在显示数字上非常好用，它是逐个的点亮，再熄灭，因为时间及短，所以像同时点亮一样，路线少，占用I/O口少，但是性价比较高。
方案二
采用多个点数排列在一起数码管显示，点越多，像素就更高。该数码管是8*8的发光二极管构成，用来显示数字、文字都可以。但是价格也相对较高。
方案三
采用LCD液晶显示屏，该显示屏是由单片机控制，用来显示数字、文字等，显示的也比较清晰，好看，并且价格便宜，程序也好写。采用LCD1602型号较好。故选此方案三。
2.1.3 无线遥控模块选择
方案一
采用红外遥控模块系统来进行控制，其控制范围在8-10米，遥控范围内，电路简单，成本低。但是在遥控周围内有东西挡住会影响遥控距离，丧失了遥测的有用性。
方案二
采用蓝牙模块来进行控制，蓝牙在现在很受大家的欢迎，它可以在一定的距离上不使用线来控制，在一定的地方可以传输，传输距离为10米，传输十分安全。
方案三
使用GSM模块SIM800A作为发送和接收的中间部分，只需要插上移动卡，即可在全球有移动网络的地方接收到信号。由于本设计考虑远距离监控，故选择方案三。
2.2 控制方案的确定
本设计由最终方案的确定为：STM32单片机+DHT11传感器+LCD液晶显示屏+GSM模块SIM800A+LED灯照明电路+继电器控制电路+光敏电阻检测光强电路+电源电路。
参 考 文 献
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