android的智能盆栽种植系统设计与实现
摘 要随着现代人们生活水平的不断提高，开始注重于对环境的质量与空气的质量，随着大量的空气净化器的应用，人们也发现了植物的重要作用，因此人们开始种植盆栽使对空气对自己有好的影响。种植盆栽时会对盆栽进行覆土，浇水施肥，以确保盆栽的成长，但是，当有不当的行为或者养植人未对盆栽进行浇水施肥时，盆栽的生命周期会减少，使盆栽直到死亡。因此，设计者设计了这一款基于Android的智能盆栽种植系统。该系统以Android App开发为上位机，以单片机STC89LE54为下位机，采用直流电机进行抽放水。该系统力争“轻便快捷”的理念，争取使得系统重量轻，体积小，操作便捷。本设计的系统可以对盆栽进行实时监控，当有不当的操作或者盆栽状态不好时进行报警，系统会通过蜂鸣器鸣叫的形式反馈给养植人，或者是通过显示屏显示错误信息，以便进行相应的处理。本设计通过这样的构想，可以让人们多多的注重植物的养植环境，植物的生长条件是什么等等一系列植物的问题。提高了人们的观察性，提高了植物盆栽的生命周期。本设计解决了养植人的问题，解决了盆栽不知如何照顾的问题，提高了盆栽的生命周期，提高了人们的生活环境与心情的质量。
目 录
摘 要 I
第一章 绪论 1
1.1课题的研究背景和意义 1
1.2智能盆栽的硬件结构和工作原理 1
1.2.1智能盆栽硬件结构 1
1.2.2智能盆栽工作原理 2
1.3课题来源 2
1.4智能盆栽的主要技术指标 2
1.5本设计的主要工作 2
第二章 总体方案设计 4
2.1智能盆栽种植系统总体设计要求 4
2.2智能盆栽种植系统的总体框图设计 4
第三章 硬件设计 5
3.1单片机STC89LE54简介 5
3.1.1单片机最小系统 5
3.2单片机STC89LE54内部电路简介 6
3.2.1单片机振荡电路 6
3.2.2单片机复位电路 7
3.2.3单片机电源 8
3.3电机控制电路 8
3.4 LCD1602液晶模块 9
3.5传感器简介 10
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3.5.1土壤湿度传感器 10
3.5.2温湿度传感器 11
3.6无线通信及WIFI 12
第四章 PCB设计与制作 15
4.1 设计步骤 15
4.2 设计注意事项 15
第五章 系统的软件设计 17
5.1系统的软件设计要求 17
5.2系统的软件总体设计 17
5.3 Android简介 17
5.3.1 Android的结构与工作原理 17
5.3.2 Android的软件编程 18
5.4 单片机工作流程图 20
第六章 调试及结果分析 21
6.1 调试出现的问题及解决方法 21
6.2 结果分析 21
第七章 总结 22
致 谢 23
参考文献 24
第一章 绪论
1.1课题的研究背景和意义
本课题主要设计一款基于Android的智能盆栽种植系统。旨在解决家庭盆栽种植经常忘记浇水施肥的问题。该系统以AT89LE54控制芯片为核心，辅以土壤湿度传感器、PH值传感器等外设，能够实时监测盆栽的生长环境及植物状态，通过wifi将实时数据传送至android手机终端的app软件上进行分析处理，并与植物最佳生长数据做匹配后，由手机终端发送控制信号进行喷淋和施肥。
本设计利用安卓平台来开发相应的APP，由于现在的安卓几乎是全球都在使用，因此有一定的开阔前景，利用热门的无线传输来接收发送实时数据，使得系统更具有时效性。该智能系统能够实时提醒主人，心爱的盆栽需要浇灌或施肥了，让主人能够手动控制浇水和施肥，也可以通过设置让系统自动浇水施肥。用户只需简单的连接手机便可查看植物的生长情况，从而判断植物的健康状况，此应用可以使用户无论在何时何地都能了解盆栽的情况，使得照顾盆栽变得方便，省心，又有乐趣。随着生活的变化，“智能盆栽”是必将是一种生活中联系人与花，人与人情感的物件。本设计的植物盆栽管理系统能通过温湿度传感器，土壤湿度传感器等监测植物的生长和环境的状况，并在植物需要灌溉施肥时及时提醒主人。设计智能盆栽种植系统的目的是为了让人去了解植物，与植物进行互通，从而完好的管理植物盆栽，延长盆栽的生命周期。在系统中，利用红灯与绿灯来分辨盆栽的生长情况，当显示的灯为红色，表明盆栽在当前的状况不好，需要主人进行处理，当植物有所好转时，红灯变为绿灯，植物脱离危险期，保证了盆栽的健康生长。因此，种植人需要了解所管理的盆栽的习性等状况，切实的学习盆栽的知识，从而加强了盆栽的生命周期，加强了植物与人之间的交流。
现如今，无论是家庭还是办公室里，都会有植物盆栽的身影，可见盆栽的重要性。因此，设计了这一款智能盆栽种植系统，该系统能够让种植人放心的管理植物，切实提高了植物盆栽的生命周期，提高了人与植物之间的感情观。
1.2智能盆栽的硬件结构和工作原理
1.2.1智能盆栽硬件结构
智能盆栽主要由单片机控制系统、温度传感器、湿度传感器、电机控制器、显示屏等组成。
图11为智能盆栽的结构示意图，图12为智能盆栽的实物图。采用上位机加下位机的结构形式作为智能盆栽的控制系统，以智能控制的计算机作为上位机，采用单片机STC89LE54作为下位机进行工作。
图11智能盆栽结构示意图 图12智能盆栽实物图
1.2.2智能盆栽工作原理
1.工作原理
智能盆栽使用多项传感器，通过传感器进行数据的实时监测，利用无线传输反馈给终端，接收到数据后，单片机进行处理分析，从而控制外设进行浇水施肥的操作。
该系统利用STC89LE54单片机以及wifi模块构成基础结构，辅以多个传感器进行监测，终端通过手机或者电脑等设备进行反馈操作，利用设计开发的Android App软件进行操作。当盆栽的生长状态良好时，接收的各项指标为正常值，监测灯显示的颜色为绿色；当盆栽有异常时，硬件的蜂鸣器会报警，监测灯为红色在闪烁，并且会反馈给终端，终端会通过显示屏显示。此时，种植人将会有手动，自动两种操作方式，这样盆栽就能够得到好的照顾，提高了其生命周期。
1.3课题来源
根据学校实验室里学习的东西以及灵感，提供的嵌入式控制系统的技术，设计与制作功能满足技术要求、工作稳定、以单片机为核心的智能盆栽种植系统，能够实现控制盆栽的生长的运行情况，采用实时工作模式，实现高速和高精度的反馈，可有效提高工作效率，提高盆栽的生命周期。
1.4智能盆栽的主要技术指标
智能盆栽的主要技术指标有：①温度值为20~38摄氏度的监控范围；②温湿度定位精度为±0.5；③浇水施肥的量度；④实时监测的响应速度
1.5本设计的主要工作
本设计主要完成以下工作：
（1）根据实验室对智能盆栽的控制要求，设计与制作一台满足技术要求的基于单片机的智能盆栽种植系统，并对单片机的选择原因和结构的组成方式进行论述。
（2）为保证智能盆栽种植系统能够在无人的情况下进行稳定可靠地工作，从实时监测，物联网，无线wifi管理的角度进行阐述。
（3）在硬件设计方面，该系统利用单片机STC89LE54为控制核心，从而减少周边辅助电路的元器件的数目，在设计时，确保单片机的高可靠性、实时性强的要求。
（4）系统通过无线通信与wifi的方式，与手机或者其它安卓设备终端进行连接通信，实现监控，管理，处理异常等事务，实现远程监控与远程通信传输的功能。
目 录
摘 要 I
第一章 绪论 1
1.1课题的研究背景和意义 1
1.2智能盆栽的硬件结构和工作原理 1
1.2.1智能盆栽硬件结构 1
1.2.2智能盆栽工作原理 2
1.3课题来源 2
1.4智能盆栽的主要技术指标 2
1.5本设计的主要工作 2
第二章 总体方案设计 4
2.1智能盆栽种植系统总体设计要求 4
2.2智能盆栽种植系统的总体框图设计 4
第三章 硬件设计 5
3.1单片机STC89LE54简介 5
3.1.1单片机最小系统 5
3.2单片机STC89LE54内部电路简介 6
3.2.1单片机振荡电路 6
3.2.2单片机复位电路 7
3.2.3单片机电源 8
3.3电机控制电路 8
3.4 LCD1602液晶模块 9
3.5传感器简介 10
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
3.5.1土壤湿度传感器 10
3.5.2温湿度传感器 11
3.6无线通信及WIFI 12
第四章 PCB设计与制作 15
4.1 设计步骤 15
4.2 设计注意事项 15
第五章 系统的软件设计 17
5.1系统的软件设计要求 17
5.2系统的软件总体设计 17
5.3 Android简介 17
5.3.1 Android的结构与工作原理 17
5.3.2 Android的软件编程 18
5.4 单片机工作流程图 20
第六章 调试及结果分析 21
6.1 调试出现的问题及解决方法 21
6.2 结果分析 21
第七章 总结 22
致 谢 23
参考文献 24
第一章 绪论
1.1课题的研究背景和意义
本课题主要设计一款基于Android的智能盆栽种植系统。旨在解决家庭盆栽种植经常忘记浇水施肥的问题。该系统以AT89LE54控制芯片为核心，辅以土壤湿度传感器、PH值传感器等外设，能够实时监测盆栽的生长环境及植物状态，通过wifi将实时数据传送至android手机终端的app软件上进行分析处理，并与植物最佳生长数据做匹配后，由手机终端发送控制信号进行喷淋和施肥。
本设计利用安卓平台来开发相应的APP，由于现在的安卓几乎是全球都在使用，因此有一定的开阔前景，利用热门的无线传输来接收发送实时数据，使得系统更具有时效性。该智能系统能够实时提醒主人，心爱的盆栽需要浇灌或施肥了，让主人能够手动控制浇水和施肥，也可以通过设置让系统自动浇水施肥。用户只需简单的连接手机便可查看植物的生长情况，从而判断植物的健康状况，此应用可以使用户无论在何时何地都能了解盆栽的情况，使得照顾盆栽变得方便，省心，又有乐趣。随着生活的变化，“智能盆栽”是必将是一种生活中联系人与花，人与人情感的物件。本设计的植物盆栽管理系统能通过温湿度传感器，土壤湿度传感器等监测植物的生长和环境的状况，并在植物需要灌溉施肥时及时提醒主人。设计智能盆栽种植系统的目的是为了让人去了解植物，与植物进行互通，从而完好的管理植物盆栽，延长盆栽的生命周期。在系统中，利用红灯与绿灯来分辨盆栽的生长情况，当显示的灯为红色，表明盆栽在当前的状况不好，需要主人进行处理，当植物有所好转时，红灯变为绿灯，植物脱离危险期，保证了盆栽的健康生长。因此，种植人需要了解所管理的盆栽的习性等状况，切实的学习盆栽的知识，从而加强了盆栽的生命周期，加强了植物与人之间的交流。
现如今，无论是家庭还是办公室里，都会有植物盆栽的身影，可见盆栽的重要性。因此，设计了这一款智能盆栽种植系统，该系统能够让种植人放心的管理植物，切实提高了植物盆栽的生命周期，提高了人与植物之间的感情观。
1.2智能盆栽的硬件结构和工作原理
1.2.1智能盆栽硬件结构
智能盆栽主要由单片机控制系统、温度传感器、湿度传感器、电机控制器、显示屏等组成。
图11为智能盆栽的结构示意图，图12为智能盆栽的实物图。采用上位机加下位机的结构形式作为智能盆栽的控制系统，以智能控制的计算机作为上位机，采用单片机STC89LE54作为下位机进行工作。
图11智能盆栽结构示意图 图12智能盆栽实物图
1.2.2智能盆栽工作原理
1.工作原理
智能盆栽使用多项传感器，通过传感器进行数据的实时监测，利用无线传输反馈给终端，接收到数据后，单片机进行处理分析，从而控制外设进行浇水施肥的操作。
该系统利用STC89LE54单片机以及wifi模块构成基础结构，辅以多个传感器进行监测，终端通过手机或者电脑等设备进行反馈操作，利用设计开发的Android App软件进行操作。当盆栽的生长状态良好时，接收的各项指标为正常值，监测灯显示的颜色为绿色；当盆栽有异常时，硬件的蜂鸣器会报警，监测灯为红色在闪烁，并且会反馈给终端，终端会通过显示屏显示。此时，种植人将会有手动，自动两种操作方式，这样盆栽就能够得到好的照顾，提高了其生命周期。
1.3课题来源
根据学校实验室里学习的东西以及灵感，提供的嵌入式控制系统的技术，设计与制作功能满足技术要求、工作稳定、以单片机为核心的智能盆栽种植系统，能够实现控制盆栽的生长的运行情况，采用实时工作模式，实现高速和高精度的反馈，可有效提高工作效率，提高盆栽的生命周期。
1.4智能盆栽的主要技术指标
智能盆栽的主要技术指标有：①温度值为20~38摄氏度的监控范围；②温湿度定位精度为±0.5；③浇水施肥的量度；④实时监测的响应速度
1.5本设计的主要工作
本设计主要完成以下工作：
（1）根据实验室对智能盆栽的控制要求，设计与制作一台满足技术要求的基于单片机的智能盆栽种植系统，并对单片机的选择原因和结构的组成方式进行论述。
（2）为保证智能盆栽种植系统能够在无人的情况下进行稳定可靠地工作，从实时监测，物联网，无线wifi管理的角度进行阐述。
（3）在硬件设计方面，该系统利用单片机STC89LE54为控制核心，从而减少周边辅助电路的元器件的数目，在设计时，确保单片机的高可靠性、实时性强的要求。
（4）系统通过无线通信与wifi的方式，与手机或者其它安卓设备终端进行连接通信，实现监控，管理，处理异常等事务，实现远程监控与远程通信传输的功能。
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