基于stm32的智能盆栽系统【字数：10711】
摘 要本课题制作的智能盆栽相较于传统盆栽，能够根据周围环境状况进行盆栽环境的改善，并且能够人为设定环境参数。具有简单、方便、稳定等优点。系统通过采集植物生存环境参数，如温度、湿度、光照强度等，比对植物适宜生存的环境参数来控制降温、浇水以及补光功能的开启。本文详细介绍了使用DS18B20来测控温度信息，土壤湿度传感器YL-69模块收集土壤湿度信息，GY-30采集光照强度等传感器模块工作流程。并且以STM32作为系统控制核心，将环境信息统一收集并根据阈值进行降温、加水、光照等控制处理流程。还有传感器与单片机间使用IO口模拟I2C和单总线等通讯手段，LCD屏显示数值，用户手动的设置阈值的实现。
目录
1.绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 智能盆栽系统的概况 1
1.3 课题主要内容 2
2.智能盆栽设计方案 3
2.1智能盆栽设计方案 3
2.2智能盆栽芯片 3
2.3功能模块选型 3
2.3.1温度传感器模块 3
2.3.2 土壤湿度传感器 4
2.3.3 光照强度传感器 4
2.3.4 显示屏 5
3.硬件设计 6
3.1系统硬件框图 6
3.2开发板电源 6
3.3用户按键 7
3.4传感器 8
3.4.1温度传感器 8
3.4.2光照强度传感器 8
3.4.3土壤湿度传感器 9
3.4.5直流电机驱动 9
3.5LCD显示屏 10
3.6系统硬件配置 10
4.软件设计 13
4.1软件总体框架 13
4.2系统使用中断 13
4.3系统主程序 14
4.4数据采集 15
4.4.1 采集温度流程 15
4.4.2 DS18B20相关函数 16
4.5 GY30光照强度传感器模块 16
4.5.1 光照强度传感器软件流程 16
4.5.2 GY30传输数据构成 18
4.5.3 G *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
Y30相关函数 18
4.6 YL69土壤湿度传感器模块 18
4.6.1 土壤湿度传感器软件流程 19
4.7 TFTLCD显示屏模块 19
4.7.1 LCD液晶屏软件流程 20
4.7.2 显示屏显示原理流程 20
4.7.4重要的LCD参数结构体 22
4.8功能控制 23
4.9 阈值设定 23
4.10软件整体逻辑介绍 24
5.系统调试 25
5.1系统硬件调试 25
5.2系统软件调试 25
结语 27
参考文献 28
1.绪论
1.1 研究背景
随现代社会人们生活普遍节奏很快，特别是现在中国城市工作人口占了很了大一部分，年轻人也主要集中在城市中，在城市的快节奏生活中，很多人乐意在生活中养一些绿色植物，但是日常工作生活花费时间很多，日常生活中如果用来照顾植物将会花费许多宝贵的休息时间，而且人们并不能及时了解植物的生存环境状况，这让盆栽成活率也比较低。
现在市场上以及电商平台上售卖的智能盆栽系统或者懒人盆栽等，绝大多数功能单一，售价较高，这使人们对绿色盆栽望而却步。而本课题的智能盆栽系统，能够很好的解决人们的这一困境，本课题不仅针对植物的多种生长环境能够做出监测，更能够通过传感器收集到的环境数据，很好的实时控制植物的生长必须环境，让人们能够轻松享受充满绿色的生活。
智能离我们越来越近，智能化产品越来越便宜。智能化的生活已经成为了当代大多数人们追求的目标[1]。通过智能化的产品带来生活上的便利，由机器自主工作取代人工已成为一种趋势[2]，人们乐意于通过小成本的机器节省不必要的时间浪费。
1.2 智能盆栽系统的概况
最近几十年内，微电子技术的发展速度越来越快，性能、品质与精度等也越来越高，微型传感器以及微控制系统等嵌入式设备性能也越来越先进[3]，人们对于智慧家庭的要求越来越高，需求逐渐增长，促使了智能化家居飞速发展[4]。多种技术之间协同，使得智能化产品向着拟人化的方向发展[5]。市面上的一些传统的盆栽使用物理材料方法控制土壤湿度，但是在面对复杂的天气状况时，很容易出现湿度过大或过小的问题。在单片机盛行的当下，使用便宜且性能优越的STM32作为主控制器[6]、多种环境检测传感器的智能盆栽系统使人们能够享受到绿色植物带来的健康生活的同时更能够节省人力开支。
智能盆栽能够实时的监测到植物生长的环境状况，针对不同温湿度以及光照情况对植物生长的土壤以及空间环境进行改善，使用时只需要设置适宜的环境参数，人们便能够直观的看到植物生长环境状况，并且很长时间内不需要照顾植物，具有健康、简单、绿色、实用的特点。
1.3 课题主要内容
本课题本着设计一款帮助人们照顾绿植的智能盆栽系统，此智能盆栽系统可以实时的显示绿植生存环境参数，比如显示温度、湿度以及光照强度等。并且还能够使用按键通过增加或削减系统默认阈值或直接与系统默认阈值进行比对，如果比对后满足阈值，那么就会使用控制功能模块改善环境，通过降温、加湿以及补光等方式使得绿植生存在一个适宜的环境下。从根本上解决人们对绿植的养护问题并且还能够节省大量的人工时间。
2.智能盆栽设计方案
2.1智能盆栽设计方案
智能盆栽系统是基于植物生存环境改善的系统，因此，需要根据植物实时的生存环境参数，来改善植物的生存环境。因此，植物生存环境的基本参数需要上传智能盆栽系统：温度、湿度、光照强度这些数据。执行比对植物的适宜环境参数，通过降温、浇水、补光等对环境进行改善，其中，能够通过光照传感器、湿度传感器和湿度传感器采集黄精参数数据，数据通过使用LCD液晶屏显示，用户能够通过按键来调节比对参数的阈值，使用风扇、水泵、LED灯等最终使植物生存环境改善为适宜的状态。功能框架如下图所示。
图21设计框架
目录
1.绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 智能盆栽系统的概况 1
1.3 课题主要内容 2
2.智能盆栽设计方案 3
2.1智能盆栽设计方案 3
2.2智能盆栽芯片 3
2.3功能模块选型 3
2.3.1温度传感器模块 3
2.3.2 土壤湿度传感器 4
2.3.3 光照强度传感器 4
2.3.4 显示屏 5
3.硬件设计 6
3.1系统硬件框图 6
3.2开发板电源 6
3.3用户按键 7
3.4传感器 8
3.4.1温度传感器 8
3.4.2光照强度传感器 8
3.4.3土壤湿度传感器 9
3.4.5直流电机驱动 9
3.5LCD显示屏 10
3.6系统硬件配置 10
4.软件设计 13
4.1软件总体框架 13
4.2系统使用中断 13
4.3系统主程序 14
4.4数据采集 15
4.4.1 采集温度流程 15
4.4.2 DS18B20相关函数 16
4.5 GY30光照强度传感器模块 16
4.5.1 光照强度传感器软件流程 16
4.5.2 GY30传输数据构成 18
4.5.3 G *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
Y30相关函数 18
4.6 YL69土壤湿度传感器模块 18
4.6.1 土壤湿度传感器软件流程 19
4.7 TFTLCD显示屏模块 19
4.7.1 LCD液晶屏软件流程 20
4.7.2 显示屏显示原理流程 20
4.7.4重要的LCD参数结构体 22
4.8功能控制 23
4.9 阈值设定 23
4.10软件整体逻辑介绍 24
5.系统调试 25
5.1系统硬件调试 25
5.2系统软件调试 25
结语 27
参考文献 28
1.绪论
1.1 研究背景
随现代社会人们生活普遍节奏很快，特别是现在中国城市工作人口占了很了大一部分，年轻人也主要集中在城市中，在城市的快节奏生活中，很多人乐意在生活中养一些绿色植物，但是日常工作生活花费时间很多，日常生活中如果用来照顾植物将会花费许多宝贵的休息时间，而且人们并不能及时了解植物的生存环境状况，这让盆栽成活率也比较低。
现在市场上以及电商平台上售卖的智能盆栽系统或者懒人盆栽等，绝大多数功能单一，售价较高，这使人们对绿色盆栽望而却步。而本课题的智能盆栽系统，能够很好的解决人们的这一困境，本课题不仅针对植物的多种生长环境能够做出监测，更能够通过传感器收集到的环境数据，很好的实时控制植物的生长必须环境，让人们能够轻松享受充满绿色的生活。
智能离我们越来越近，智能化产品越来越便宜。智能化的生活已经成为了当代大多数人们追求的目标[1]。通过智能化的产品带来生活上的便利，由机器自主工作取代人工已成为一种趋势[2]，人们乐意于通过小成本的机器节省不必要的时间浪费。
1.2 智能盆栽系统的概况
最近几十年内，微电子技术的发展速度越来越快，性能、品质与精度等也越来越高，微型传感器以及微控制系统等嵌入式设备性能也越来越先进[3]，人们对于智慧家庭的要求越来越高，需求逐渐增长，促使了智能化家居飞速发展[4]。多种技术之间协同，使得智能化产品向着拟人化的方向发展[5]。市面上的一些传统的盆栽使用物理材料方法控制土壤湿度，但是在面对复杂的天气状况时，很容易出现湿度过大或过小的问题。在单片机盛行的当下，使用便宜且性能优越的STM32作为主控制器[6]、多种环境检测传感器的智能盆栽系统使人们能够享受到绿色植物带来的健康生活的同时更能够节省人力开支。
智能盆栽能够实时的监测到植物生长的环境状况，针对不同温湿度以及光照情况对植物生长的土壤以及空间环境进行改善，使用时只需要设置适宜的环境参数，人们便能够直观的看到植物生长环境状况，并且很长时间内不需要照顾植物，具有健康、简单、绿色、实用的特点。
1.3 课题主要内容
本课题本着设计一款帮助人们照顾绿植的智能盆栽系统，此智能盆栽系统可以实时的显示绿植生存环境参数，比如显示温度、湿度以及光照强度等。并且还能够使用按键通过增加或削减系统默认阈值或直接与系统默认阈值进行比对，如果比对后满足阈值，那么就会使用控制功能模块改善环境，通过降温、加湿以及补光等方式使得绿植生存在一个适宜的环境下。从根本上解决人们对绿植的养护问题并且还能够节省大量的人工时间。
2.智能盆栽设计方案
2.1智能盆栽设计方案
智能盆栽系统是基于植物生存环境改善的系统，因此，需要根据植物实时的生存环境参数，来改善植物的生存环境。因此，植物生存环境的基本参数需要上传智能盆栽系统：温度、湿度、光照强度这些数据。执行比对植物的适宜环境参数，通过降温、浇水、补光等对环境进行改善，其中，能够通过光照传感器、湿度传感器和湿度传感器采集黄精参数数据，数据通过使用LCD液晶屏显示，用户能够通过按键来调节比对参数的阈值，使用风扇、水泵、LED灯等最终使植物生存环境改善为适宜的状态。功能框架如下图所示。
图21设计框架
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