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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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