【单片机毕业设计】土壤环境监测

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【单片机毕业设计】土壤环境监测

    最近设计了一个项目基于单片机的土壤环境监测检测系统，与大家分享一下：

一、基本介绍

项目名：土壤环境监测
项目编号：mcuclub-hj-012
单片机类型：STC89C52
具体功能：
1、通过PH模块检测PH值，如果超过或低于设置值则进行酸碱调节，并声光报警
2、通过防水式温度传感器检测土壤温度，如果超过或低于设置值则进行加热或制冷，并声光报警
3、通过土壤湿度传感器检测土壤湿度，如果超过或低于设置值则进行加水或除水，并声光报警
4、通过按键可设置各阈值、手动控制酸碱度调节、加热制冷、加水除水、切换模式
5、通过显示屏显示数据
扩展功能：通过蓝牙模块将测量数据发送到手机端，并可以控制酸碱度调节、加热制冷、加水除水、切换模式

二、51实物图

单片机型号：STC89C52

板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。

供电接口：TYPE-C

三、51仿真图

仿真软件版本：proteus8.9

电路连线方式：网络标号连线方式

注意：部分实物元器件仿真中没有，仿真中会用其他工作原理相似的元件代替，这样可能导致实物程序和仿真程序不一样

 四、32实物图

单片机型号：STM32F103C8T6

板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。

供电接口：TYPE-C

 五、原理图

软件版本：AD2013

电路连线方式：网络标号连线方式

注意：原理图只是画出了模块的引脚图，而并不是模块的内部结构原理图

 六、PCB图

由原理图导出，封装很大一部分都是作者自己绘制，不提供封装库，只提供连接好的源文件。中间有一个项目编号，隐藏在单片机底座下，插入单片机后不会看到。

两层板，上下覆铜接地。

七、系统框图

本设计以单片机为核心控制器，加上其他模块一起组成此次设计的整个系统，其中包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了单片机控制器，其主要作用是获取输入部分的数据，经过内部处理，逻辑判断，最终控制输出部分。输入由四部分组成，第一部分是土壤湿度检测模块，通过该模块检测当前环境的土壤湿度；第二部分是温度、PH值监测模块，通过该模块可以检测当前环境中的温度和PH值；第三部分是按键模块，通过该模块可以切换界面、设置阈值、切换模式等；第四部分是供电模块，通过该模块可给整个系统进行供电。输出由四部分组成，第一部分是显示模块，通过该模块可以显示监测的数据以及设置的阈值；第二部分是继电器模块，通过三个继电器控制加热，一个继电器控制加水。除此之外，蓝牙模块既作为输入又作为输出，蓝牙模块和手机进行连接，可以将监测的数据传输到用户手机端，用户也可以通过手机端发送指令控制继电器的工作及其模式的切换。具体系统框图如图所示。

 八、软件设计流程

系统的主流程图如图所示。在主程序中：首先对各个模块进行初始化，随后进入while主循环，在主循环中，首先进入第一个函数按键函数，该函数主要分为两部分，第一部分为调用按键扫描函数获取按键键值，第二部分通过键值进行相应的处理操作，包括切换界面、设置阈值等；紧接着进入第二个函数监测函数，该函数主要通过调用相应的驱动函数获取测量值，并通过蓝牙模块将监测的数据传输到手机端，用户也可以通过手机端发送指令，设备根据用户发送的指令执行对应的处理；紧接着进入第三个函数显示函数，该函数显示监测值及阈值；最后进入第四个函数处理函数，温度大于设置最大值，制冷继电器闭合，开启报警，温度小于设置最小值，加热继电器闭合，开启报警，温度处于设置的上下限值之间，两个继电器断开，湿度大于设置最大值，通风继电器闭合，开启报警，湿度小于设置最小值，加湿继电器闭合，开启报警，湿度处于设置的上下限值之间，两个继电器断开，PH高于设置的最大值，减少酸度，开启报警，PH低于设置的最小值，增加碱度，开启报警，酸碱度正常，两个继电器断开，温度或湿度或酸碱度过高或过低，声光报警。

 九、部分程序展示

软件版本：keil5

逻辑程序和驱动程序分开，分布于main.c和其他.c文件

void Manage_function(void)
{if(flag_display == 0)									//测量界面{if(flag_mode ==0){if(temp_value > temp_max*10)													//温度大于设置最大值，制冷继电器闭合，开启报警{RELAY_ZL = 0;RELAY_JR = 1;flag_alarm_t = 1;}else if(temp_value < temp_min*10)											//温度小于设置最小值，加热继电器闭合，开启报警{RELAY_ZL = 1;RELAY_JR = 0;flag_alarm_t = 1;}else																									//温度处于设置的上下限值之间，两个继电器断开{RELAY_ZL = 1;RELAY_JR = 1;flag_alarm_t = 0;}if(humi_value > humi_max)															//湿度大于设置最大值，通风继电器闭合，开启报警{RELAY_CS = 0;RELAY_JS = 1;flag_alarm_h = 1;}else if(humi_value < humi_min)												//湿度小于设置最小值，加湿继电器闭合，开启报警{RELAY_CS = 1;RELAY_JS = 0;flag_alarm_h = 1;}else																									//湿度处于设置的上下限值之间，两个继电器断开{RELAY_CS = 1;RELAY_JS = 1;flag_alarm_h = 0;}if(PH_value > PH_max)                                 //PH高于设置的最大值，减少酸度，开启报警{RELAY_ZS = 0;RELAY_ZJ = 1;flag_alarm_PH = 1;}else if(PH_value < PH_min)                            //PH低于设置的最小值，增加碱度，开启报警{RELAY_ZS = 1;RELAY_ZJ = 0;flag_alarm_PH = 1;}else                                                  //酸碱度正常，两个继电器断开{RELAY_ZS = 1;RELAY_ZJ = 1;flag_alarm_PH = 0;}if(flag_alarm_h == 1 || flag_alarm_t == 1 || flag_alarm_PH == 1) //温度或湿度或酸碱度过高或过低，声光报警{if(time_num % 40 == 0){LED = ~LED;BEEP = ~BEEP;}}else{LED = 1;BEEP = 1;}}else{LED = 1;BEEP = 1;			}}else																	//设置界面，关闭所有继电器及声光报警{LED = 1;BEEP = 1;RELAY_CS = 1;RELAY_JS = 1;RELAY_ZL = 1;RELAY_JR = 1;RELAY_ZS = 0;RELAY_ZJ = 0;}
}

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