【单片机毕业设计】【mcuclub-hj-013】基于单片机的大棚环境检测的设计

    最近设计了一个项目基于单片机的大棚环境检测系统，与大家分享一下：

 

一、基本介绍

项目名：大棚环境检测
项目编号：mcuclub-hj-013
单片机类型：STC89C52
具体功能：
1、通过DS18B20测量环境温度，超过上下限值进行加热制冷，并声光报警
2、通过土壤湿度检测模块测量土壤湿度，低于设置值进行水泵加水，并声光报警
3、通过SGP30测量CO2浓度，高于设置值进行风扇通风，并声光报警
4、通过光敏电阻测量光照强度，低于设置值进行补光，并声光报警
5、通过按键设置上下限值、手动控制加热制冷、水泵、风扇、补光、切换模式
6、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，并可以控制加热制冷、水泵、风扇、补光、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。输入由六部分组成，第一部分是土壤湿度检测模块，通过该模块可以检测当前环境中的土壤湿度；第二部分是光照强度检测模块，通过该模块可以检测当前环境中的光照强度；第三部分是温度检测模块，通过该模块检测当前环境的温度；第四部分是CO2检测模块，通过该模块可以检测当前环境中的CO2浓度；第五部分是按键模块，通过该模块可以切换界面、设置阈值、切换模式等；第六部分是供电模块，通过该模块可给整个系统进行供电。输出三两部分组成，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；第二部分是声光报警模块，检测到温湿度不在设置的范围之内进行声光报警提醒；第三部分是继电器模块，通过该模块控制温湿度、CO2浓度、光照强度处于适宜的范围之内。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，关闭报警，湿度小于设置最小值，加湿继电器闭合，度大于设置最小值，加湿继电器断开，光照小于设置最小值，补光继电器闭合，光照大于设置最小值，补光继电器断开，CO2大于设置最大值，通风继电器闭合，CO2小于设置最大值，通风继电器断开，温度或湿度过高或过低，声光报警，手动模式下，关闭声光报警。

 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)                  										//如果处于自动模式
    {
      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，关闭报警
      {
        RELAY_ZL = 1;
        RELAY_JR = 1;
        flag_alarm_t = 0;
      }
      
			if(humi_value < humi_min*10)													//湿度小于设置最小值，加湿继电器闭合
      {
        RELAY_JS = 0;
        flag_alarm_h = 1;
      }
      else																									//湿度大于设置最小值，加湿继电器断开
      {
        RELAY_JS = 1;
        flag_alarm_h = 0;
      }
 
			if(light_value < light_min)														//光照小于设置最小值，补光继电器闭合
      {
        RELAY_BG = 0;
        flag_alarm_l = 1;
      }
      else																									//光照大于设置最小值，补光继电器断开
      {
        RELAY_BG = 1;
        flag_alarm_l = 0;
      }
			
			if(co2_value > co2_max)																//CO2大于设置最大值，通风继电器闭合
      {
        RELAY_TF = 0;
        flag_alarm_c = 1;
      }
      else																									//CO2小于设置最大值，通风继电器断开
      {
        RELAY_TF= 1;
        flag_alarm_c = 0;
      }			
      
      if(flag_alarm_h == 1 || flag_alarm_t == 1 || flag_alarm_l == 1 || flag_alarm_c == 1)            
      {
        if(time_num % 20 == 0)															//温度或湿度过高或过低，声光报警
        {
          LED = ~LED;
          BEEP = ~BEEP;
        }
      }
      else
      {
        LED = 1;
        BEEP = 1;
      }
    }
    else                 																	 	//手动模式下，关闭声光报警
    {
      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_TF = 1;
    RELAY_JS = 1;
    RELAY_ZL = 1;
    RELAY_JR = 1;
    RELAY_BG = 1;		
	}
}

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