基于STM32单片机大棚环境参数无线蓝牙检测设计.doc

该【基于STM32单片机大棚环境参数无线蓝牙检测设计 】是由【碎碎念的折木】上传分享，文档一共【38】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【基于STM32单片机大棚环境参数无线蓝牙检测设计 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。摘要随着科技的发展,农业科技也一步步走进我们的生活。蔬菜大棚的增多,人们对其性能要求也越来越高。特别是要提高其生产效率,对大棚的自动化程度要求也越来越高。单片机技术的逐步成熟,加快了我们走向现代化、科技自动化的进程。本设计由STM32单片机、风扇控制电路、温湿度传感器电路、1602液晶显示电路+蓝牙模块电路和电源电路组成。通过温湿度传感器检测温湿度,并在液晶上和APP上实时显示。当湿度超过75度,APP发出报警信息,通过APP发送指令“O”,风扇启动。通过APP发送指令“C”,风扇关闭。关键字:单片机;温湿度检测模块;蓝牙;安卓1目录第一章绪论.....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................6第二章方案的设计与论证.....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................9第三章硬件电路的设计...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................(高电平有效)设计...............................................-30蓝牙模块电路设计..................................................................................................................................19第四章系统软件设计...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................27第五章系统焊接与调试....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................31致谢...............................................................................................................................33参考文献..................................................................................................................,随着国民经济的迅速增长,农业的研究和应用技术越来越受到重视,特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如:空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。在农业种植问题中,温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关,进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证,通过对监测数据的分析,结合作物生长发育规律,控制环境条件,使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数,直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的温室设施己经发展到比较完备的程度,并形成了一定的标准,但是价格非常昂贵,缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理,这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端,容易造成不可弥补的损失,结果不但大大增加了成本,浪费了人力资源,而且很难达到预期的效果。因此,为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性,推动我国农业的发展,必须大力发展农业设施与相应的农业工程,科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二氧化碳的含量,使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境,是大棚蔬菜和水果早熟、优质高效益的重要环节。目前,随着蔬菜大棚的迅速增多,人们对其性能要求也越来越高,特别是为了提高生产效率,对大棚的自动化程度要求也越来越高。由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高,使得这种要求变为可能。当前农业温室大棚大多是中、小规模,要在大棚内引人自动化控制系统,改变全部人工管理的方式,就要考虑系统的成本,因此,针对这种状况,结合郊区农户的需要,设计了一套低成本的温湿度自动控制系统。中国农业的发展必须走现代化农业这条道路,随着国民经济的迅速增长,农业的研究和应用技术越来越受到重视,特别是温室大棚已经成为高效农业的一个3重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如:空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。在农业种植问题中,温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关,进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证,通过对监测数据的分析,结合作物生长发育规律,控制环境条件,使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数,直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的温室设施己经发展到比较完备的程度,并形成了一定的标准,但是价格非常昂贵,缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理,这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端,容易造成不可弥补的损失,结果不但大大增加了成本,浪费了人力资源,而且很难达到预期的效果。因此,为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性,推动我国农业的发展,必须大力发展农业设施与相应的农业工程,科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二氧化碳的含量,使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境,是大棚蔬菜和水果早熟、优质、高效益的重要环节。目前,随着蔬菜大棚的迅速增多,人们对其性能要求也越来越高,特别是为了提高生产效率,对大棚的自动化程度要求也越来越高。由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高,使得这种要求变为可能。、美国、以色列等大力发展集约化的温室产业,温室内温度、光照、水、气、肥实现了计算机调控,从品种选择、栽培管理到采收包装形成了一整套完整的规范化技术体系。美国是最早发明计算机的国家,也是将计算机应用于温室控制和管理最早、最多的国家之一。美国有发达的设施栽培技术,综合环境控制技术水平非常高。环境控制计算机主要用来对温室环境(气象环境和栽培环境)进行监测和控制。以花卉温室为例,温室内监控项目包括室内气温、水温、土壤温度、锅炉温度、管道温度、相对空气湿度、保温幕状况、通窗状况、泵的工作状况、CO2浓度、Ec调节池和回流管数值、pH调节池和回流管数值;室外监控项目包括大气温度、4太阳辐射强度、风向风速、相对湿度等。温室专家系统的应用给种植者带来了一定的经济效益,提高了决策水平,减轻了技术管理工作量,同时也为种植带来了很大方便。以园艺业著称的荷兰从20世纪80年代以来就开始全面开发温室计算机自动控制系统,并不断地开发模拟控制软件。目前,荷兰自动化智能玻璃温室制造水平处于世界先进水平,,占世界1/4以上,有85,的温室用户使用计算机控制温室环境。荷兰开发的温室计算机控制系统是通过人机交互界面进行参数设置和必要的信息显示,可绘制出设定参数曲线、修正值曲线以及测量的数据曲线,可以从数据库内调出设定的时间段内参数以便于必要的数据查询,并能直接对计算机串行口进行操作,完成上位机与下位机之间的通信。上位机软件集参数设置、信息显示、控制等功能于一体,同时还能够很好地完成温室灌溉和气候的控制和管理。此外,国外温室业正致力于向高科技方向发展。遥测技术、网络技术、控制局域网已逐渐应用于温室的管理与控制中。控制要求能在远离温室的计算机控制室就能完成,即远程控制。另外该网络还连接有几个通讯平台,用户可以在遥远的地方通过形象、直观的图形化界面与这种分布式的控制系统对话,就像在现场操作一样,给人以身临其境之感。我国农业计算机的应用开始于20世纪70年代,80年代开始应用于温室控制与管理领域。20世纪90年代初期,中国农业科学院农业气象研究所和作物花卉研究所,研制开发了温室控制与管理系统,并开发了基于Windows操作系统的控制软件;90年代中后期,江苏理工大学毛罕平等人研制开发了温室软硬件控制系统,能对营养液系统、温度、光照、CO2、施肥等进行综合控制,是目前国产化温室计算机控制系统较为典型的研究成果。在此期间,中国科学院石家庄现代化研究所、中国农业大学、中国科学院上海植物生理研究所等单位也都侧重不同领域,研究温室设施的计算机控制与管理技术。“九五”期间,国家科技攻关项目和国家自然科学基金均首次增设了工厂化农业(设施农业)研究项目,并且在项目中加大了计算机应用研究的力度,其中“九五”国家重大科技产业工程“工厂化高效农业示范工程”中,直接设置了“智能型连栋塑料温室结构及调控设施的优化设计及实施”的专题。520世纪90年代末,河北职业技术师范学院的闫忠文研制了作物大棚温湿度测量系统,能对大棚内的温湿度进行实时测量与控制。中科院合肥智能机械研究所研制了“农业专家系统开发环境—DET系列软件”和智能温室自动控制系统,能够有效地提高作物产量、缩短生长期、减小人工操作的盲目性。北京农业大学研制成功“WJG-1”温室环境监控计算机管理系统,采用了分布式控制系统。河南省农科院自动化控制中心研制了“GCS—I型智能化温室自动控制系统”,采用上位机加PLC的集散式控制方法,软件采用智能化模糊算法。中国农业大学设计研制的“山东省济宁大型育苗温室计算机分布式控制系统”,实现了计算机分布式控制。;;;;。+风扇控制电路+温湿度传感器电路+1602液晶显示电路+蓝牙模块电路+电源电路组成。,CPLD可以实现各种复杂的功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、I/O资源丰富、易于进行功能扩展。采用并行的输入输出方式,提高了系统的处理速度,适合作为大规模控制系统的控制核心。但本系统不需要复杂的逻辑功能,对数据的处理速度的要求也不是非常高。且从使用及经济的角度考虑,最终放弃了此方案。方案二采用ST公司的STC89C52单片机作为主控制器,STC89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。该单片机功耗低、接口丰富,成本低廉,完全能满足本设计要求。方案三采用单片机芯片控制MSP430单片机是美国德州仪器(TI)推出的一种16位超低功耗的混合信号处理器(MixedSignalProcessor),主要是针对实际应用需求,把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上,以提供“单片”混合信号处理的解决方案。MSP430F149是一个16位的、具有精简指令集的、超低功耗的混合型单片机,具有可靠性高、功耗低、扩展灵活、体积小、价格低和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表、专用设备智能化管理及过程控制等领域,有效地提高了控制质量与经济效益,已成为众多单片机系列中一颗耀眼的新星。方案四本文所选单片机控制芯片为STM32单片机,STM32系列处理器是意法半导体ST公司生产的一种基于ARM7架构的32位、支持实时仿真和跟踪的微控制器。使用ARM最新的、先进架构的Cortex-M3内核,具有优异的实时性能、杰出的功耗控制、出众及创新的外设,并且最大程度的集成整合,十分易于开发,可使产品快速将进入市场。故选择方案四。,红外载波频率:38KHz,其理论遥控范围为8-10米,遥控范围内,电路简单,成本极低。中间有无障碍物等因素会影响到遥控距离,实际遥控距离可能更短,丧失了遥测的有用性。方案二使用WIFI模块进行本系统数据的无线传输。Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌,由Wi-Fi联盟(Wi-FiAlliance)所持有。。Wi-Fi主要是用于替代工作场所一般局域网接入中使用的高速线缆的。这类应用有时也称作无线局域网(WLAN)。其覆盖性强,传输距离远。然而WIFI安全系数低,容易受黑客攻击,篡改数据。方案三使用蓝牙模块进行本系统数据的无线传输。蓝牙可以替代很多应用场景中的便携式设备的线缆,在能够应用于一些固定场所,如智能家庭能源管理(如恒温器)等。其数据传输为10米,完全满足本设计要求,而且其数据传输的安全性非常高。故选择方案三。,LED数码管价格适中,对于显示数字十分合适,采用动态扫描法与单片机连接时,虽然占用的单片机口线少,电路简单,性价比较高。方案二