智能花盆的设计
【摘 要】 本设计采用开源的Arduino单片机和开源的手机APP编程环境AppInventor2共同开发，实现植物生长环境的监控，选题符合专业热点。利用蓝牙串口通信，实现手机APP对植物的温度、土壤水分和光照度等参数的智能控制。此外，还可以通过APP记录植物的生长过程，查询热门植物网站、注册登录等功能。该系统能满足一般家庭植物养护的需求，具有相当的应用价值和市场前景。
目录
一、课题背景及意义 1
（一）智能花盆研究背景 1
（二）智能花盆研究意义 1
二、系统总体设计方案 2
（一）系统总体框图 2
（二）主要功能说明 2
三、系统硬件设计 3
（一）主控系统的设计 3
1、主控系统的介绍 3
2、主控器的选择 4
（二）OLED显示屏 6
1、OLED显示屏概述 6
2、IIC接口OLED引脚介绍 6
3、IIC接口OLED与单片机的连接 7
（三）蓝牙模块 HC05 7
1、蓝牙HC05概述 7
2、HC05蓝牙模块引脚介绍 8
3、HC05蓝牙与Arduino的电路连接设计 8
（四）土壤湿度传感器设计 8
1、YL69土壤湿度传感器概述 8
2、YL69土壤湿度传感器引脚介绍 9
3、土壤湿度传感器与Arduino的电路连接设计 9
（五）温湿度传感器设计 9
1、温湿度传感器概述 9
2、引脚介绍 10
3、温湿度传感器与Arduino的电路连接设计 10
（六）光照度传感器设计 10
1、GY30光照度传感器概述 10
2、GY30光照度传感器引脚介绍 10
3、GY30光照度传感器与Arduino的电路连接设计 11
（七）执行电路的设计 11
1、继电器模块简介 11
2、4路5V继电器引脚介绍 11
3、继电器与Arduino的电路连接设计 12 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
四、智能花盆3D设计 13
（一）123D Design外观设计 13
（二）3D打印参数设置 13
1、添加模型 13
2、设置打印参数 14
3、预览并输出文件 14
五、软件系统设计 15
（一）手机APP程序设计 15
1、手机APP编程软件介绍 15
2、手机APP 程序设计 15
（二）Arduino程序设计 23
1、Arduino程序结构介绍 23
2、Arduino主程序设计思想 24
六、智能花盆的制作及功能演示 25
（一）智能花盆的硬件搭建 25
（二）智能花盆的调试 25
1、App的下载 25
2、“monitor”（植物监控）功能演示 26
3、“notes”（花草成长记录）功能演示 28
4、“internet”（网站查询）功能演示 29
结论 30
致谢 31
参考文献 32
附录一 程序 33
附录二 原理图设计 36
一、课题背景及意义
（一）智能花盆研究背景
人人都渴望有个大院子，但如今房价居高不下，很多人只能生活在狭窄的公寓楼里，在阳台甚至是封闭式阳台上养花弄草。植物的生长需要合适的阳光、温度和水分。由于阳台的光照和通风条件较差，缺少自然界的雨露滋润，导致夏季阳台像蒸笼，冬季阳台像冰窖，非常不利于植物生长，需要人们根据植物的生长特性和阳台的环境情况进行特别地养护。然而，人们在种植植物的时候往往仅凭借主观感受。比如在浇水这事上，有时候想起来就浇一点水，想不起了就很长时间不浇水，这就导致了很多新手种植的花草要么是水浇太多烂根，要么是水浇少了缺水而死。
（二）智能花盆研究意义
随着科技的发展，单片机技术日益成熟，各种智能控制系统进入人们生活的各个领域，智能植物监控系统也开始进入大众视野。目前市场上智能植物监控系统主要有两类：一类是通过定时器设定时间，定时控制滴灌、遮光幕帘、加热及降温设备。这类设计的主要问题是，缺少对阳光、温度和水分的监控，容易造成对滴灌等设备启闭的不合理。另一类是以“小米”为首的新型科技公司开发的花草环境参数监测设备，通过液晶屏现场显示现场参数，或通过蓝牙等无线传输方式传送至手机APP显示。这类设计的主要问题是，虽检测了花草环境参数，但仍需人工实施浇水、遮光及温控的动作。亟需设计一款能够监测植物水分、温度和光照度等信息，并且对这些参数进行自动控制的设备。
本课题采用开源的Arduino单片机和开源的手机APP编程环境AppInventor2共同开发，实现一个智能花盆的设计，通过蓝牙串口通信，实现手机APP对植物的温度、土壤水分和光照度等参数的智能控制。此外，该手机APP还具有记录和查询植物的生长过程，登录热门植物网站、注册登录以及修改用户信息等功能。
与市场上已有的设计相比，既实现了传感器参数的检测，又实现了植物环境调控设备的自动运行，更加智能，市场上的同类设计少。利用手机自带蓝牙这一特质，通过手机蓝牙与单片机端的蓝牙进行短距离无线通信，将虚拟与现实结合起来，用户可以随时随地地了解植物生长环境参数，记录和分享植物成长信息，查询植物养护知识，符合现代人机不离手的生活习惯。该设计能够满足一般家庭植物养护的需求，具有相当的应用价值和市场前景。
二、系统总体设计方案
目录
一、课题背景及意义 1
（一）智能花盆研究背景 1
（二）智能花盆研究意义 1
二、系统总体设计方案 2
（一）系统总体框图 2
（二）主要功能说明 2
三、系统硬件设计 3
（一）主控系统的设计 3
1、主控系统的介绍 3
2、主控器的选择 4
（二）OLED显示屏 6
1、OLED显示屏概述 6
2、IIC接口OLED引脚介绍 6
3、IIC接口OLED与单片机的连接 7
（三）蓝牙模块 HC05 7
1、蓝牙HC05概述 7
2、HC05蓝牙模块引脚介绍 8
3、HC05蓝牙与Arduino的电路连接设计 8
（四）土壤湿度传感器设计 8
1、YL69土壤湿度传感器概述 8
2、YL69土壤湿度传感器引脚介绍 9
3、土壤湿度传感器与Arduino的电路连接设计 9
（五）温湿度传感器设计 9
1、温湿度传感器概述 9
2、引脚介绍 10
3、温湿度传感器与Arduino的电路连接设计 10
（六）光照度传感器设计 10
1、GY30光照度传感器概述 10
2、GY30光照度传感器引脚介绍 10
3、GY30光照度传感器与Arduino的电路连接设计 11
（七）执行电路的设计 11
1、继电器模块简介 11
2、4路5V继电器引脚介绍 11
3、继电器与Arduino的电路连接设计 12 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
四、智能花盆3D设计 13
（一）123D Design外观设计 13
（二）3D打印参数设置 13
1、添加模型 13
2、设置打印参数 14
3、预览并输出文件 14
五、软件系统设计 15
（一）手机APP程序设计 15
1、手机APP编程软件介绍 15
2、手机APP 程序设计 15
（二）Arduino程序设计 23
1、Arduino程序结构介绍 23
2、Arduino主程序设计思想 24
六、智能花盆的制作及功能演示 25
（一）智能花盆的硬件搭建 25
（二）智能花盆的调试 25
1、App的下载 25
2、“monitor”（植物监控）功能演示 26
3、“notes”（花草成长记录）功能演示 28
4、“internet”（网站查询）功能演示 29
结论 30
致谢 31
参考文献 32
附录一 程序 33
附录二 原理图设计 36
一、课题背景及意义
（一）智能花盆研究背景
人人都渴望有个大院子，但如今房价居高不下，很多人只能生活在狭窄的公寓楼里，在阳台甚至是封闭式阳台上养花弄草。植物的生长需要合适的阳光、温度和水分。由于阳台的光照和通风条件较差，缺少自然界的雨露滋润，导致夏季阳台像蒸笼，冬季阳台像冰窖，非常不利于植物生长，需要人们根据植物的生长特性和阳台的环境情况进行特别地养护。然而，人们在种植植物的时候往往仅凭借主观感受。比如在浇水这事上，有时候想起来就浇一点水，想不起了就很长时间不浇水，这就导致了很多新手种植的花草要么是水浇太多烂根，要么是水浇少了缺水而死。
（二）智能花盆研究意义
随着科技的发展，单片机技术日益成熟，各种智能控制系统进入人们生活的各个领域，智能植物监控系统也开始进入大众视野。目前市场上智能植物监控系统主要有两类：一类是通过定时器设定时间，定时控制滴灌、遮光幕帘、加热及降温设备。这类设计的主要问题是，缺少对阳光、温度和水分的监控，容易造成对滴灌等设备启闭的不合理。另一类是以“小米”为首的新型科技公司开发的花草环境参数监测设备，通过液晶屏现场显示现场参数，或通过蓝牙等无线传输方式传送至手机APP显示。这类设计的主要问题是，虽检测了花草环境参数，但仍需人工实施浇水、遮光及温控的动作。亟需设计一款能够监测植物水分、温度和光照度等信息，并且对这些参数进行自动控制的设备。
本课题采用开源的Arduino单片机和开源的手机APP编程环境AppInventor2共同开发，实现一个智能花盆的设计，通过蓝牙串口通信，实现手机APP对植物的温度、土壤水分和光照度等参数的智能控制。此外，该手机APP还具有记录和查询植物的生长过程，登录热门植物网站、注册登录以及修改用户信息等功能。
与市场上已有的设计相比，既实现了传感器参数的检测，又实现了植物环境调控设备的自动运行，更加智能，市场上的同类设计少。利用手机自带蓝牙这一特质，通过手机蓝牙与单片机端的蓝牙进行短距离无线通信，将虚拟与现实结合起来，用户可以随时随地地了解植物生长环境参数，记录和分享植物成长信息，查询植物养护知识，符合现代人机不离手的生活习惯。该设计能够满足一般家庭植物养护的需求，具有相当的应用价值和市场前景。
二、系统总体设计方案
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