基于stm32的智能花盆控制系统

摘要

随着人们生活质量的上升，越来越多的人追求更智能、更便利的生活方式，这体现在生活的方方面面，包括花卉种植。很多人喜欢种植花草盆栽，这不仅是调剂生活的一项兴趣爱好，有时候也能给人们带来实际的益处，比如白领们喜欢在桌上放一小盆绿色植物，可以清新空气甚至防辐射。同时，种植盆栽又是一件需要耐心和考究的事情，如果照料不当，植物就会干瘪，发黄甚至枯萎，这恐怕是种植者最不愿看到的事情。
因此，本人设计了一款使用STM32F103单片机运行的智能花盆控制系统，利用温湿度传感器和光照传感器，可实时监控植物的环境状态等，再反馈给种植者，当周围环境和土壤状况未达到植物所需，就会及时提醒种植者。
关键词：智能花盆，STM32，温湿度传感器

1 系统总体设计

本系统的总体设计主要分为硬件选择及设计、设计环境介绍、软件设计部分。硬件设计部分主要模块有STM32F103芯片开发板、LCD屏、DHT11温湿度模块、蜂鸣器模块、按键模块和光敏模块组成。
系统的总体设计软件部分则分为STM32的初始化；数据的采集；显示界面等几个部分组成。各部分通信如图2-1所示，其中传感器和STM32通过GPIO口通信，实现实时的监测当前环境中温度、湿度等环境因素，从而检测出花的环境。

图2-1 总体设计框图
硬件电路主要包括温湿度传感器、光敏模块、LCD屏、蜂鸣器、和STM32单片机的连接，串口板和STM32单片机的连接。

2 系统软件实现

2.1 开发工具的介绍

2.1.1 Keil uVision5

Keil由美国Keil Software公司开发出来的软件，兼容C语言软件系统。Keil通过一个集成开发环境将C编译器、调试器、编辑器、宏汇编、链接器、库管理等组合在一起。本系统是使用该软件加入固件库进行代码编写，编译的。

2.1.2 下载工具

ST-Link作为一种主流的仿真器，可以免费下载，代码大小和使用时间不受限制[10]。使用ST-Link前需要安装其驱动以及配置编译软件（MDK）。

2.2 软件逻辑框架

软件设计整体逻辑框架如图3-1所示:

图3-1 逻辑框架图示

3 系统调试

在系统设计调试过程中，主要分为以下几个步骤：
第一步，编写完代码，并编译出可执行文件。
第二步，把文件传输到stm32开发板中进行实际测试。
第三步，观察实际测试结果，如屏幕是否亮，DHT11模块是否能工作。
第四步，观察测试的温度湿度是否接近环境。
第五步，设置温度阈值测试实用性。
测试结果如下图所示：

图4-1 结果测试图
如图所示，屏幕上显示当前环境温度是27摄氏度，湿度为70%RH。比较接近当前我实验所处环境。
本实验设计了温度超过30摄氏度，湿度低于30%RH,光照低于30就通过蜂鸣器发出警报，所以当在DHT11温湿度传感器周边加热时，实验结果当温度超过35摄氏度后蜂鸣器即可发出警告屏幕，并在屏幕上打出warning。

4 结 论

本论文主要叙述了智能花盆控制系统，主要研究内容包括：课题背景及意义、开发环境、硬件介绍、模块工作原理及实现方法、实际测试等。模块包括有DHT11温湿度传感器模块、光敏传感器模块、LCD屏幕和按键模块。
通过查找网上资料，得出栽培花卉在未来市场还有相当大的空间。然而为了追求更高的利润，就必须要节省劳动力成本。智能自动化和栽培花卉结合将是一个目前很好的改革方向。本系统顺着这个思路设计一款智能花盆的基础设计。主要针对检测方面。
在完成该课题过程中，首先查找理论基础，选择开发板和开发工具。再选择实验模块，了解模块工作的理论。然后进行模块测试，最后进行代码整合，整体测试。
完成本次设计本人收获良多，了解了更多的花卉知识，能够更好地掌握各个模块的运用方法，也熟悉了工程项目的流程。
本设计仍有许多可以进行改进的地方，如在功能方面可以增加自动浇水，检测土壤中的微量元素等。在硬件优化方面如使用效率更高的方法能够降低CPU耗能的话，则可以增加其使用寿命。在测试方面还需要进行稳定测试等。