【《智能种植控制系统的硬件和软件设计案例》7400字】

智能种植控制系统的硬件和软件设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u30303智能种植控制系统的硬件和软件设计案例 [16]。继电器是利用内部的电磁铁进行工作的。当需要浇水时，电磁铁产生磁性使开关闭合，水泵供电电路导通，水泵开始工作；当不需要浇水时，电磁铁磁性消失使开关打开，水泵供电电路截止，水泵停止工作。继电器在电路中起到了自动调节电路导通或截止的作用。继电器电路连接如图4-11所示。图4-11继电器电路1.7.2蜂鸣器电路与LED指示灯电路蜂鸣器会在土壤湿度低于设定最低值时启动，当超过设定最低值时停止，若蜂鸣器长时间工作则说明蓄水池水量不足，或水泵未能正常工作。蜂鸣器电路如图4-12所示。LED指示灯用于指示系统的工作状态。LED指示灯电路如图4-13所示。图4-12蜂鸣器电路图4-13LED指示灯电路

2软件设计2.1总体方案本设计中的软件一共分为两个部分。第一个部分是运行在单片机上的控制系统。此系统采用了C51语言，并在Keil上进行编写。第二部分是微信小程序的代码。这部分代码主要使用了JavaScript和WXML，并在由微信官方提供的微信开发者工具上编写。2.2控制程序流程图在整个控制程序的软件设计时采用了模块化的设计方法，方便代码的编写以及后期不同模块的整合与调试。控制程序中主要的模块有A/D转换模块，DHT11数据采集模块，LCD屏显示模块，按键扫描模块，UART串口通信模块以及Wi-Fi启动模块。控制程序的具体流程如图4-1所示。图5-1控制程序流程图整个控制系统的执行流程如下：当系统供电开启后进入主函数，先执行各模块的初始化函数，例如：定时器初始化，LCD屏初始化，EEPROM初始化，Wi-Fi模块初始化。在执行完初始化程序之后会进入循环。在一个循环内大致有以下几个步骤：第一步采集土壤湿度值和环境温湿度值；第二步对处理后湿度值与预先设定好的阈值进行比较，当土壤湿度小于预设的最小值时，开启浇水功能，直到接下来的循环中检测到花盆中土壤湿度大于预设最大值时，停止浇水。第三步将所需数据传输给Wi-Fi模块。第四步进入按键扫描函数并延时两秒，在此期间，用户可以使用按键来调节土壤湿度的设定阈值以满足不同的使用场景。完成以上四步操作后系统将进入下一个循环。2.3控制程序主要函数表5-1控制程序主要函数申明表函数名功能adc0832()A/D转换DHT11_receive()DHT11数据采集Display_1602()LCD屏显示SerialSend_byte()串口数据发送wifi_start()Wi-Fi模块初始化启动read_eeprom()EEPROM读write_eeprom()EEPROM写Key()键盘扫描 一些主要的模块代码详见附录中代码部分。2.4云平台本设计使用的云平台为巴法云物联网平台。该平台支持多种模式的数据交互，可以满足不同的开发需要。根据平台规范的协议可以快速地进行物联网开发。该平台具有轻量级，支持发布/订阅模式，提供遗嘱机制，全平台兼容的特征。在使用前需要在该平台注册并创建一个TCP创客云主题。在使用时，首先通过TCP连接将Wi-Fi模块与云平台服务器进行连接。然后通过平台的官方文档中规定的数据格式向自己的主题发布消息。发布消息的格式为：cmd=2&uid=”””uid”&topic=””topic”&msg=”msg”\r\n。其中消息部分的内容如果是由多部分组成时，可以用“#”将各部分消息隔开，放别之后小程序对获取消息的分割识别。2.5微信小程序微信小程序主要由两部分组成:云服务器数据获取和用户界面设计。由巴法云官方接入文档可知：上传数据获取的接口为:/api/device/v1/data/1/get?uid=”uid”&topic=”topic”；查询设备是否在线的接口为：/api/device/v1/status/?uid=”uid”&topic=”topic”””。在从云服务器获取的每条消息包含了四个部分：环境温度，环境湿度