基于云平台的智能养花装置设计与实现-设计说明书
电子校园网 编号：
T0912205M-LW
设计摘要：
本论文介绍了一种基于单片机的智能养花装置系统，旨在为植物提供适宜的生长环境。该系统通过监测土壤温湿度、光照强度等参数，实现自动浇水、遮光与补光功能，同时具备远程连接到云平台的特性。随着城市化进程的加速，室内植物养护面临挑战，本系统为用户提供了便捷的植物养护解决方案。
在系统设计方面，本系统包括单片机、土壤温湿度传感器、光照传感器、液位传感器、执行器、WIFI模块和显示屏等组件。单片机作为核心控制单元，负责数据采集、决策控制和云平台通信。
系统实现了多项关键功能。首先，土壤温湿度监测功能通过传感器实时监测植物根部环境，并将数据在显示屏上显示。其次，光照强度监测功能感知周围光照情况，为用户提供植物所需光照信息。自动浇水功能确保植物保持适宜湿度，当土壤湿度低于阈值时，系统自动启动水泵进行浇水。自动遮光与补光功能根据光照传感器数据调整遮光板和补光灯，维护适宜的光照条件。此外，用户可通过显示屏手动控制系统，实现手动浇水和调整遮光板等操作。系统还支持通过WIFI模块连接到云平台，用户可通过手机App随时监控植物状态并进行远程控制。
通过实验验证，本系统在为植物提供适宜生长环境方面表现出可靠性和有效性。基于单片机的智能养花装置系统在城市化背景下，为植物养护提供了切实可行的解决方案，为室内植物的健康生长保驾护航。
关键词：单片机，智能养花装置，土壤温湿度，光照强度，远程连接
字数：10000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STM32F103C8T6单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 DS18B20传感器检测温度模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 智能养花装置实物测试
5.3 设置阈值测试
5.4WIFI测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2按键调节阈值测试
6.3温度检测测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
近年来，环境问题的日益凸显和对健康生活方式的追求，引发了人们对室内植物的兴趣增加，将其视为提升空气质量和美感的手段。然而，由于繁忙的生活方式和有限的园艺知识，城市居民在为室内植物提供持续关怀方面常常面临困难。这促使了创新性解决方案的需求，以在保持现代城市生活方式的同时，实现有效的植物护理。
室内植物护理涉及保持适宜的土壤条件、适当的光照暴露和恰当的浇水。忽视这些因素可能导致植物健康状况不佳、生长受阻以及净化空气效果减弱。传统的植物护理方法可能耗时且容易出错，特别是对于具有有限园艺专业知识的人来说。
智能技术的出现为弥合这一差距提供了机会，创造能够自主监测和管理室内植物环境的智能系统。智能植物护理装置可以通过提供实时数据采集、远程监控和自动化维护功能，从而彻底改变室内园艺，不仅适用于植物爱好者和业余爱好者，还满足了忙碌的职业人士将绿植引入居住空间的需求。
鉴于上述考虑，本研究旨在开发一种新型智能植物护理装置，利用先进的传感器、微控制器和连接技术。通过无缝集成实时监测、自动调节和远程访问，所提出的装置旨在增进植物和城市居民的福祉。该研究在促进技术与自然的融合、培育可持续的城市生活环境以及推动更广泛受众室内园艺可及性方面具有重要意义。
总之，室内植物的日益受欢迎以及城市生活方式所带来的挑战，强调了开发智能解决方案进行植物护理的重要性。本研究努力通过创造智能植物护理装置来应对这些挑战，在彻底改变室内园艺实践、促进技术与自然在现代城市环境中的和谐共存方面具有潜力。
1.2 国内外研究现状
近年来，智能植物护理领域的研究得到了广泛关注，涌现出一系列国内外的相关研究。国际上，许多研究关注利用传感技术和自动化控制实现室内植物的智能化管理。例如，研究者们设计了能够监测土壤湿度、光照强度和温度的传感器，以实现自动浇水、调节光照和温度的功能。此外，一些研究还探索了与云计算和移动应用的集成，实现用户对植物护理过程的远程监控和控制。
国内方面，智能植物护理技术也逐渐受到重视。研究者们在传感器技术、微控制器和通信技术等方面取得了一系列创新成果。一些研究将图像识别技术应用于植物护理，通过识别植物生长状态实现智能化的护理控制。同时，还有研究关注如何优化植物护理的算法，以实现更精准、高效的管理。
然而，在当前研究中仍存在一些挑战。首先，针对不同种类的植物，其生长环境和护理需求存在差异，因此需要更多的实验和数据支持来优化智能化护理策略。其次，一些智能植物护理装置在实际使用中可能受到环境因素的影响，如室内温度变化、光照不均等，因此装置的稳定性和适应性也需要进一步研究和改进。
综上所述，国内外在智能植物护理领域已经取得了一定的研究进展，但仍存在一些待解决的问题。本研究旨在充分借鉴国内外研究成果，设计并实现一种能够更加智能化、稳定性更高的植物护理装置，以满足不同用户的需求，推动智能植物护理技术的发展。
1.3 课题主要内容
本设计是基于单片机的智能养花装置系统，主要实现以下功能：
1、可通过显示屏显示土壤温湿度
2、可通过显示屏显示光照强度
3、可自动、手动浇水
4、可自动、手动遮光与补光
5、可通过WIFI模块连接到云平台
