#第二届立创大赛#智能浇花系统 - 立创电子设计大赛

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第二届立创电子设计大赛

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GPL 3.0

描述

一、作品简介 例如，可以包括但不局限于以下内容： 1.作品的整机外观图片或焊接组装好的PCBA图片； 作品完整外形图片（全新的第二代浇花系统） <img src="//image.lceda.cn/pullimage/ZVBN0g3aOXOq6x6NBybNxefpPyejmSEjUU3UtfBS.png" alt="" width="709" height="533"><img title="点击查看大图" src="//" alt=""> 专门制作了APP logo <img src="//image.lceda.cn/pullimage/1a2e6riUHoeaL7Jla74VRIFZJYAz9e7uwNNmOx0a.png" alt=""><img title="点击查看大图" src="//" alt=""> 手机端APP <img src="//image.lceda.cn/pullimage/hItkYNjwh6Scc0pwyRxbhMMUbPGlV5IxMluYnUf3.png" alt="" width="413" height="538"><img title="点击查看大图" src="//" alt=""> 云端湿度曲线：根据十几天观察的经验值，当白天湿度小于70%的时候就需要浇水了。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/lO2arSOOV8m6RCvIi5nWz0Whplhp3KDoq80ABRu6.png" alt="" width="831" height="323"><img title="点击查看大图" src="//" alt=""> 晒一张家花照片 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/2nPZ4oXNYjEaje1Bt5KG85g1BVLdLVn0jqkaNcqY.png" alt="" width="676" height="659"><img title="点击查看大图" src="//" alt=""> 2.作品的研究背景、目的和功能、市场应用前景； 研究背景：笔者两年前用STM8S做过一个定时浇花的系统，当时做的比较简陋，基本功能就是完成定时浇花的功能。看下图就知道了，是不是比较low啊。不过我告诉你，有一次出差24天回来发现花的长势依然不错，对于喜欢花草的主人来说当然是欣喜万分。 但是，后来发现如果出现连续阴天的情况，定时浇花系统就会出现严重积水现象。这样对植物的生长来说有些不合理，所以笔者这次决定做一次升级工作。让这个系统更加人性化（植性化）！ 下图是第一代，确实low了点。。。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/5TaiPotgMroucBIkvG0JmadwG0R1tTbxqx01OVWu.png" alt="" width="756" height="383"><img title="点击查看大图" src="//" alt=""> 目的和功能： 这次呢会在上一次的基础上将MCU更换为STM32，继电器控制方式更换为电机驱动，给整套系统添加传感器和智能硬件。 最终能够实现以下功能 （1）远程实时查看土壤温湿度情况。 （2）远程手机端控制浇水开关实现浇水功能。 （3）湿度过低报警功能。 3.作品在创新性、趣味性、实用性甚至公益性方面，有哪些亮点可体现？ 本系统最大的特点就是在控制硬件上添加了一块wifi模块，然后结合云服务，实现远程控制浇花。这对于经常需要出差，但有偏爱花草的人来说，无疑是一种两全的方式。 二、系统构架图 用流程图或思维导图等形式，描述您的作品的组成构架，即方案图。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/wRB590VDJXIahhEL6ubvB3ifPTNPvGMYeIX568XS.png" alt="" width="1155" height="567"> 三、硬件部分的描述 1.附上原理图&PCB实物图的图片或者源文件（官方建议大家尽量用源文件上传），如果是图片，请确保图片是清晰可辨的； （1）原理图如下 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/OJoiCWnZNxMgdpzEk9m14PPxe2lFJmfKiZyUH077.png" alt="" width="1094" height="785"> <img title="点击查看大图" src="//" alt=""> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/yJynNo1RyoH75s17TUexZqEkx6jHft3fmSAEircm.png" alt="" width="952" height="549"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/w8PuS7j16YUYV18oxKuqXlkMzCelhrSJBs21vj28.png" alt=""> 其中WIFI模块连接在UART (2)PCB已经回来，开始焊接了，有一些电路为以后其他开发用，暂时把需要的器件先焊接上。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/otLoxKbkuxKPpFOU3eNR74Cb7DTcMpbHGQwatXt0.png" alt="" width="493" height="357"> <img title="点击查看大图" src="//" alt=""> （3）买了一个温湿度传感器，不过好像不能埋在土里面。资金有限，只能放在土壤附近试试。<img title="点击查看大图" src="//" alt=""> （4）基本功能完成，开始进入测试阶段 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/FOaFkQ1T8UpHulbw7xcgTuwavdGpVxBhX5xsayAL.png" alt="" width="725" height="409"> <img title="点击查看大图" src="//" alt=""> 2.用文字把该作品的实现原理、系统的工作过程大致讲解一下。 本系统《智能浇花系统》。 实现原理：本系统硬件主要部件由STM32单片机，WiFi模块，传感器，电机驱动四部分组成。 其中STM32是整套系统的主控制器，负责整个系统的工作。 WiFi模块内部烧录好能够连接云端的SDK，这样能够保证系统正常的连接到云端，顺利的将数据上传到云，并且WiFi模块能够接受远程设备推送来的消息，然后将其传给STM32，从而使整套系统可以与云端对话。 传感器是本套系统的触觉系统，能够感知花瓶土壤表面的温湿度信息。 电机驱动是本套系统的执行部分，负责完成远程的控制命令。 将这几部分结合到一起就实现了一个简单的智能系统。 工作过程： （1）系统定时3S上传一次温度和湿度信息到云端，通过远程手机客户端便可以查看花瓶当前的温湿度情况。 （2）系统可以随时接手远程（手机客户端）发送来的控制命令，并且执行相应的命令。 （3）结合云端的阈值报警功能，可以设置湿度低于某一值之后通过邮件或者短信等形式告知用户，然后用户在决策要不要浇花，如果需要就可以打开手机客户端，立刻给心爱的花草浇水了。 四、材料清单（BOM列表) 列出您这个作品所用到的主要器件（关键器件即可），比如单片机&ARM芯片、专用集成芯片(ASIC)、传感器、功能模块等。 如果所列出的芯片是来自我们立创商城上的，最好能写出该器件的商品编号或附上对应购买链接。 主要器件STM32F103RBT6. 订单编号：<a href="http://www.szlcsc.com/member/orderDetails_826465.html" target="_blank">http://www.szlcsc.com/member/orderDetails_826465.html</a><img src="//image.lceda.cn/pullimage/OYMHjIIPDgly2cVc3FOlG7jK0vuAwZUiPVmeD0fN.png" alt="" width="1009" height="610"> 五、软件部分的描述（选填） 如果您的作品涉及到软件，请列出作品对应的软件工作流程图，及关键部分的例程、源码（如果您想开源的话请上传全部源码）。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/8yNtM7t2ZBYCgi4J9yvSVJaNyv8mbYWdMiQXLFtU.png" alt="" width="1126" height="789"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/nrtvzfdITpIA9KOxnX3g8QLcGL0us5CuNPfpyJil.png" alt="" width="1156" height="824"><img title="点击查看大图" src="//" alt=""> <img title="点击查看大图" src="//" alt=""> 定时器事件处理回调函数 <pre class="prettyprint lang-cpp">void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { static uint32_t eventTimeCount; //定时事件计数器 static uint32_t motorTimeCount;//监控事件计数器 static char ledState; //LED灯状态翻转 //tim1负责定时上传事件 if(htim->Instance == htim1.Instance) { eventTimeCount++; if(eventTimeCount >3000) { eventTimeCount = 0; eventIsRun = 1; //开始执行相应任务 } } //tim2负责浇水时间管理和液晶屏时间显示 if(htim->Instance == htim2.Instance) { motorTimeCount++; if(motorTimeCount >1000) { motorTimeCount =0; //翻转LED灯状态 ledState = ~ledState; if(ledState) HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET); else HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET); if(flowerFlag)//是否有浇水命令，若有命令，启动浇水 { start_flower(); flowerCnt++; } if(flowerCnt > 4)//浇水时间到 { stop_flower(); flowerCnt = 0; flowerFlag = 0; } updateTimeCnt++; if(updateTimeCnt>10)//超时，则更新液晶屏时间 { updateLcdIsRun = 1; updateTimeCnt=0; } } } }</pre> 六、作品演示 请上传您的作品的功能演示到腾讯视频，并编辑到本楼（或附上视频链接）。按要求上传视频可获得5分，具体详见活动规则。 <a href="https://v.qq.com/x/page/i05390fm9s4.html" target="_blank">https://v.qq.com/x/page/i05390fm9s4.html</a> 七、总结 例如您在完成该作品过程中的一些体会、碰到的技术问题或调试经验、作品的未来规划，及对我们主办方的建议和意见等。 未来规划： （1）这次用的传感器只能检测土壤表面的湿度，以此判断土壤内部的湿度情况，有些不精确，将来会寻找一种更合适的传感器增加系统的精确度。 （2）这次的APP写的过于简单，将来等Android编程更进一步的时候，在完善一下手机端的应用程序。 （3）太阳花对太阳的依赖非常强，最好的方式是，将来能够定时的给花瓶旋转方向。 碰到的问题： （1）刚开始设计的是一个开水泵和关水泵两个按钮，但是由于控制过程中会有网络延迟，这样就会导致水量过多问题出现，并且如果忘记按关闭按钮的话，就会导致系统水源耗尽，花盆水量过剩。 解决方案：固定浇水时间，用户只需要按下一次浇水按钮，系统就会自动打开水泵，固定水量之后自动关闭水泵。 （2）青莲云给的SDK中没有重启wifi模块的软件命令，网络正常的情况下，有时候会出现WiFi模块掉线之后再也连接不上的情况。 解决方案：测试发现这种情况下只有通过重启wifi模块，才能正常连接网络，于是将WiFi模块的复位引脚拉到了单片机的IO口上（飞线处理），通过硬复位的方式重启WiFi模块。 （3）什么样的湿度浇水比较合适呢？ 解决方案：实测室内夏天的湿度在60%-75%左右，而花瓶里面的土壤如果水量充足的话，夜间湿度应该在95%以上。根据云端的曲线分析，得出简单的结论，如果夜间的湿度小于95%，白天温度最高时湿度小于75%，都说明需要浇水了。如果突然表面的湿度已经快接近室内的湿度，那么说明土壤已经严重缺水了。根据此方法可以简答的判断什么样的湿度可以去浇水。 <h3>更多项目详情见链接：http://club.szlcsc.com/article/details_7511_1.html </h3> <h3>本项目归立创社区“碱式碳酸铜”所有</h3>