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北京市西城区广安门
内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:大棚通风灌溉智能控制机器人
学校名称:烟台大学
参赛队伍:大棚通风灌溉智能控制机器人
参赛学生:徐伟杨  
指导老师:张春萍 冷惠文  

详细说明

智能控制系统主要功能是对大棚温室是现代农业生产所必需的基本设备,用它有效地控制温度、湿度等改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的前提。本设计以STC89C52单片机为核心完成了对空气温度、土壤湿度进行数据的采集、处理、显示等系统的基本框图、工作原理和继电器控制的设计的工作。通过手机和蓝牙模块进行调节模式和设定的值,土壤湿度控制灌溉模式,显示屏会显示土壤的湿度值和设定的低值和高值,当湿度低于低值时控制继电器接通,开始浇水,当湿度高于高值时,继电器断开,停止浇水,初始状态高低值是默认的,可以根据自己的需求通过手机进行调节,同时不同的植物不同的生长期适宜的湿度不同,可以通过手机调节单片机内设定的适合不同植物的高低值,也可根据需要来调节。空气温度度控制灌溉模式,显示屏会显示空气的温度值和设定的低值和高值,当温度高于高值时控制继电器接通,开始通风,当温度低于低值时,继电器断开,停止停止,初始状态高低值是默认的,可以根据自己的需求通过手机进行调节,同时不同的植物不同的生长期适宜的温度不同,可以通过手机调节单片机内设定的适合不同植物的高低值,也可根据需要来调节。单片机还设定了不通过温湿度控制的模式,根据具体的需要通过手机调节一日三次浇水或通风,隔几小时一浇水通风等的模式。

主要技术参数:

1)通过单片双端集成温度传感器AD590采集实时温度。(2)通过温湿度传感器DHT11采集实时湿度。(3)通过温湿度传感器DHT11采集实时湿度。(4)判断采集到的参数值与设置值的大小一致,并进行继电器控制。通过以上设计可以对植物生长过程中的土壤湿度、环境温度进行了实时地、连续地检测、直观地显示并进行自动地控制。克服了传统的人工测量方法不能进行连续测量的弊端,节省了工作量,并避免了人为的疏漏或错误造成的不必要的损失。(5)一般来说,LCD160216条引脚。我们使用LCD1602的型号是HJ1602A,是绘晶科技公司的产品,它有16条引脚。主要用来显示温度、湿度模块所回传的数据,显示以数值的形式反应。

供电系统

1)浇水排气供电系统:将220伏电源线与插座连接,并用继电器控制通断,用电器直接插到插座上,继电器受单片机的控制。

2)控制部分供电:控制部分用电池来直供5伏电为单片机,其他元器件则用单片机供电,最小系统的电源输出口有限,自己焊了一个扩展电源板为其他元器件供电。

 各个元器件和传感器安装:

1)其中用到的元器件有继电器、DHT11温湿度传感器、1602LCD显示屏、蓝牙模块、蜂鸣器、电阻等。

2)元器件中,DHT11温湿度传感器、1602LCD显示屏、蓝牙模块、蜂鸣器至于控制器外侧、电池盒置于控制器外侧,其余均置于控制器内部,方便使用与设置。

电路设计:

用电器供电电路:

本部分是用来为排气扇和水泵进行供电,电源线与插座连接,并用继电器控制通断,用电器则插到插座上,继电器的信号口与单片机一串口连接,通过该串口输出高低电平来控制继电器通断。

内部控制系统电路:

本部分包括给各元件供电电路和对各元器件的控制电路。线路全部采用杜邦线连接,连接简单,方便更改与更换,内部电路一单品机为中心,通过单片机的串口与与其他元器件连接。

供电电路:以五节5号电池为电源,电池直接为单片机供电,单片机通过电源扩展板为其他元器件供电,为单片机供电的电源线上连接一个自锁开关作为通断电的开关,蓝牙模块的供电线上也连着一个,控制着蓝牙模块的通断电。

控制电路:各元器件的控制端与单片机I/O连接,通过单片机内部的程序为I/O口输出信号或命令来控制各元器件。

 

 

软件设计:

控制器使用的软件是手机蓝牙助手,通过蓝牙助手来为蓝牙模块发送指令,蓝牙模块通过RXTTXD两个串口与单片机进行通信,降指令传入单片机,通过判断指令来转换不同模式或执行不同的命令。

调试:

开发工具:

本部分主要使用电脑编程软件和对目标程序进行烧录的软件。

使用Keil 4软件,对预期单片机所控制的功能,进行程序的编写。

使用STC-ISP烧录软件,实现对单片机程序的烧录。

制作安装过程:

本部分主要靠本团队成员对初期自主设计电路进行连接。

使用电烙铁自主制作小型的电路板,进行电路的连接。

杜邦线连接单片机所控制引脚,对所使用的各个模块实现供电以及信号输出。

1.     实现了大棚内灌溉通风的智能化控制,大大节省了人力、物力的使用,提高了效率。

2.     实时进行检测与控制,并通过蓝牙与手机进行连接,可以非接触设定模式和设定的值。

 


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