基于Android的澆花神器實(shí)現(xiàn)分析研究 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)

目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 1Abstract 1第一章引言 21.1前言 21.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 21.3研究意義 3第二章系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì) 42.1設(shè)計(jì)要求 42.2設(shè)計(jì)方案 4第三章系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 53.1硬件總體設(shè)計(jì) 53.2STM32最小系統(tǒng) 53.2.1選型 53.2.2概述 63.2DTH11溫濕度傳感器電路 83.2.1概述 83.2.2引腳說明及連接 103.3HC-05藍(lán)牙模塊 103.3.1概述 103.3.2引腳說明及連接 123.4本章小結(jié) 13第四章系統(tǒng)的軟件部分設(shè)計(jì) 144.1軟件設(shè)計(jì)流程 144.2藍(lán)牙通信設(shè)計(jì) 154.3AndroidAPP設(shè)計(jì) 164.3.3開發(fā)環(huán)境AndroidStudio 164.2.3設(shè)計(jì)界面 164.4本章小結(jié) 17第五章總結(jié)與展望 18參考文獻(xiàn) 19致謝 20摘要利用Android平臺(tái)客戶端藍(lán)牙模塊，結(jié)合STM32系列單片機(jī)、DTH11溫濕度傳感器采集并通過HC-05藍(lán)牙發(fā)送數(shù)據(jù)信息，通過MCU芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了具有多功能的遠(yuǎn)程可控澆花。系統(tǒng)分為一款A(yù)PK軟件和一項(xiàng)智能操控的澆花硬件，具有將獲取實(shí)時(shí)信息以及短距離控制等功能。該系統(tǒng)為現(xiàn)代化家居提供更為便利的服務(wù)，并且對溫室種植，園林、農(nóng)業(yè)灌溉等領(lǐng)域具有一定的推廣價(jià)值。關(guān)鍵詞：STM32溫度測量濕度測量AndroidAPP藍(lán)牙通信

AbstractUsingtheAndroidplatformclientBluetoothmodule,combinedwithSTM32seriesmicrocontrollers,DTH11temperatureandhumiditysensorscollectedandsentdatainformationthroughtheHC-05Bluetooth,throughtheMCUchipdataprocessing,designandimplementationofamulti-functionalremotecontrollablewatering.ThesystemisdividedintoanAPKsoftwareandanintelligentlycontrolledwateringhardwarethatwillhavereal-timeinformationandshort-rangecontrol.Thesystemprovidesamoreconvenientserviceformodernhomesandhascertainpromotionalvalueingreenhousecultivation,gardening,agriculturalirrigationandotherfields.KeyWords：STM32TemperaturemeasurementHumiditymeasurementAndroidAPPBluetoothcommunication

引言1.1前言科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，我們迎來了一個(gè)嶄新的時(shí)代，自動(dòng)化技術(shù)逐漸普及到人們的生活當(dāng)中，智能家居已然走進(jìn)家庭中。我們充分享受著自動(dòng)化技術(shù)給我們帶來的便利，交通智能化方便了我們的出行，繁雜的計(jì)算在微型計(jì)算機(jī)面前不值一提，一張大網(wǎng)在互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的編織下已經(jīng)逐漸成型，人與人之間的距離不再遙遠(yuǎn)，因而，人們的生活方式發(fā)生著日新月異的變化。物質(zhì)上的充足使人們擁有更多的閑暇時(shí)間，如何利用好這些時(shí)間呢？養(yǎng)花種草不失為一種陶冶情操，修身養(yǎng)性的好方法。然而，空暇時(shí)間總會(huì)被各種原因長期占據(jù)，例如旅游抑或出差等，這可能使得愛花因缺少水分幾近凋謝。這一問題一直困擾著愛花人士，因此，一些自動(dòng)澆花裝置應(yīng)景而生，在市場上占據(jù)了一部分份額。這些裝置主要分為兩類:一類是依靠物理虹吸原理，利用滲透的方式來自動(dòng)澆水，另一類是利用簡單的定時(shí)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆水。這兩類澆花裝置檢測方式單一，無法根據(jù)周圍的環(huán)境因素來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)澆水，因此常常出現(xiàn)花卉干枯或者過澇死亡的現(xiàn)象。本文提出一種新的智能化的澆花系統(tǒng)，通過土壤濕度傳感器、溫度傳感器來實(shí)時(shí)獲取周圍環(huán)境信息，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換傳送到STM32芯片中，并由STM32芯片將傳感器得到的信息進(jìn)行判斷處理，并及時(shí)給出控制系統(tǒng)信號，從而控制水泵的開啟與關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)按需澆花;此外，系統(tǒng)藍(lán)牙模塊可以與手機(jī)通信，用戶能隨時(shí)自動(dòng)接收花卉的當(dāng)前狀況，這彌補(bǔ)提升了當(dāng)前市場上澆花裝置的不足。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀自從20世紀(jì)的70年代以來，蓬勃發(fā)展的微電子技術(shù)從政治軍事領(lǐng)域逐漸走進(jìn)人們生活，人們生活水平愈發(fā)提高和生活節(jié)奏逐漸加快，各種澆花裝置也應(yīng)景而生，成為一種新型的便利人們生活的產(chǎn)品。多年之前，國外就已經(jīng)開始使用澆花裝置，但是高昂的價(jià)格讓普通家庭望而卻步，國內(nèi)使用的電子澆花裝置大部分是從國外引進(jìn)的，質(zhì)量好，卻價(jià)格高昂。這些裝置的設(shè)計(jì)初衷并不是運(yùn)用于家庭生活中，園林，農(nóng)場等大型澆灌場所才是這類裝置運(yùn)用的場景。經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月新，小康社會(huì)已經(jīng)來臨，人們在注重生活質(zhì)量的同時(shí)，也更加注重休閑養(yǎng)生。養(yǎng)花種草不失為修身養(yǎng)性、陶冶情操的一種活動(dòng)。因此，人們需要一種家庭用的小型澆花器，這種裝置將會(huì)為種植花草提供極大的便利。物質(zhì)生活愈發(fā)富裕，方便實(shí)用的澆花裝置在市場上的地位也就變得高起來，市場上澆花裝置也在不斷進(jìn)步，變得更加適用于小康家庭。用玻璃、陶瓷制作的物理驅(qū)動(dòng)的澆花裝置目前仍在國內(nèi)外的市場上占有一席之地，我國山西和浙江等地區(qū)是這些裝置的主要產(chǎn)地，價(jià)格低廉，但事實(shí)上實(shí)用性不如電子澆花器。水是生命之源，養(yǎng)花最重要的一點(diǎn)也是水。根據(jù)調(diào)查顯示，澆水不當(dāng)導(dǎo)致了80%以上的花草死亡。國內(nèi)商家、廠家紛紛發(fā)現(xiàn)了這個(gè)商機(jī)，就目前而言，廣東、上海和浙江等地區(qū)是這類電子澆花器的主要廠家集中的地方。下面較為詳細(xì)的介紹一下已有澆花裝置的設(shè)計(jì)理念:自動(dòng)滲水裝置，這種裝置主要由玻璃、陶瓷制作而成。它主要靠物理驅(qū)動(dòng)，運(yùn)用虹吸原理，裝置完成完成自動(dòng)澆灌。當(dāng)水存在于器件中時(shí)，自身會(huì)形成一定的壓力，遇到干燥的土壤，水就會(huì)從上往下順勢流出，當(dāng)土壤濕潤時(shí)，下方的壓力大，水流流不下去，速度逐漸變慢，直到停止。影響水流的主要因素有制作材料、制作工藝等內(nèi)部因素和土壤的疏松情況等外界因素時(shí)空噴淋裝置是一種電子澆花器。主機(jī)、主管、分水接頭、副管和噴淋管構(gòu)成了這種裝置的主要框架。能源供給方式有交流電供電和電池供電。當(dāng)前世界，蓬勃發(fā)展的傳感器技術(shù)與單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)逐步由工業(yè)、軍事領(lǐng)域推廣到日常工作生活等領(lǐng)域，我們的日常生活已經(jīng)離不開這些技術(shù)了，智能家居的理念深入人心。因此，微電腦控制的電子澆花系統(tǒng)，有著可觀的發(fā)展前景，自動(dòng)化設(shè)備普及度越來越高，自動(dòng)澆水系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣。1.3研究意義本設(shè)計(jì)旨在實(shí)現(xiàn)一款智能澆花系統(tǒng)。首先，數(shù)據(jù)由傳感器經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換發(fā)送到單片機(jī)中，再由單片機(jī)連接的藍(lán)牙模塊，將數(shù)字信息實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)送到手機(jī)APP上，其次，為了體現(xiàn)系統(tǒng)的智能化，該設(shè)計(jì)擁有2種模式，一種為手動(dòng)模式，可以根據(jù)APP上顯示的溫濕度信息人為的判斷是否用控制水泵的開啟與關(guān)閉；另一種自動(dòng)模式，當(dāng)溫度濕度滿足一定條件時(shí)，水泵自動(dòng)開啟，不滿足這一條件時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，本設(shè)計(jì)可應(yīng)用于家庭、辦公室等環(huán)境中。后續(xù)可以繼續(xù)升級完善，為溫室大棚種植、農(nóng)業(yè)、園林灌溉等智能化溉系統(tǒng)提供一定的參考價(jià)值。

系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)要求1、通過手機(jī)App實(shí)現(xiàn)對澆花控制設(shè)備的控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制澆灌。2、同時(shí)手機(jī)App能獲取控制設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，如溫度、土壤濕度等信息。2.2設(shè)計(jì)方案選擇STM32為主要控制芯片，設(shè)計(jì)的整體主要組成部分含有濕度采集模塊、溫度采集模塊、藍(lán)牙模塊、繼電器模塊（控制水泵）和顯示模塊，其系統(tǒng)組成框圖如圖2-1所示。該智能澆花系統(tǒng)擁有兩種工作模式:一種是自動(dòng)模式，另一種是手動(dòng)模式。在自動(dòng)模式下，水泵的開啟由預(yù)先設(shè)定好的土壤濕度，盆栽周圍溫度的閾值來決定，滿足條件的話則啟動(dòng)水泵;這個(gè)閾值可以人為設(shè)定，結(jié)合盆栽以及土壤環(huán)境等各種因素選擇一個(gè)合適的值。在手動(dòng)模式下，通過用戶手機(jī)藍(lán)牙與系統(tǒng)的藍(lán)牙連接完成后，借助手機(jī)APP即可獲得當(dāng)前環(huán)境的溫濕度狀況，通過點(diǎn)擊不同的按鈕來發(fā)送指令，以達(dá)到控制澆花系統(tǒng)的效果。另外需要注意的一點(diǎn)是，假如藍(lán)牙未連接，系統(tǒng)將進(jìn)入自動(dòng)模式。這兩種工作模式下，通過LED顯示屏可以實(shí)時(shí)觀測到系統(tǒng)的工作狀態(tài)。溫濕度模塊MCU溫濕度模塊MCU手機(jī)APP控制端手機(jī)APP控制端藍(lán)牙通信繼電器繼電器單片機(jī)模塊圖2-1整體設(shè)計(jì)框圖

系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)3.1硬件總體設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的硬件部分主要以單片機(jī)STM32為核心來實(shí)現(xiàn)。澆花系統(tǒng)的溫濕度檢測是利用DTH11溫濕度傳感器對周圍環(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行采集，再將采集到的模擬數(shù)據(jù)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換處理，輸送到單片機(jī)內(nèi)變成數(shù)字信號，通過HC-05藍(lán)牙模塊將數(shù)據(jù)傳送到手機(jī)APP端，實(shí)現(xiàn)溫濕度的監(jiān)測。同時(shí)手機(jī)端能夠編輯發(fā)送指令到單片機(jī)中以控制繼電器運(yùn)轉(zhuǎn)，以達(dá)到控制水泵的作用。系統(tǒng)的硬件電路主要由STM32最小系統(tǒng)，DTH11溫濕度傳感器電路、HC-05藍(lán)牙模塊構(gòu)成。該系統(tǒng)優(yōu)勢在于系統(tǒng)靈活，操作簡單，成本較低。系統(tǒng)總框圖如圖3-1：圖3-1硬件設(shè)計(jì)框圖3.2STM32最小系統(tǒng)3.2.1選型本次設(shè)計(jì)，我選擇了STM32F103系列的單片機(jī)開發(fā)邊，接下來解釋一下選擇這款開發(fā)板的理由。STM32在我們平時(shí)生活中隨處可見，很多去親民的電子科技產(chǎn)品中都運(yùn)用到了STM32，比如智能手環(huán)，智能小車、3D打印機(jī)等。STM32屬于一個(gè)微控制器，自帶了各種通信接口，比如USART、C、SPI等，可接很多外部設(shè)備，并可以同時(shí)控制，綜合運(yùn)用，比較適合本次設(shè)計(jì)，因而選擇了STM32。至于如何選擇STM32的型號，需要根據(jù)設(shè)計(jì)需求優(yōu)先選擇所需內(nèi)核的MCU，一般的設(shè)計(jì)選擇Cortex-M3內(nèi)核的F1系列，如果要追求高性能的處理性能和高精準(zhǔn)度的計(jì)算，或者需要外接RGB大屏幕的，可以選擇Cortex-M4內(nèi)核的F429系列。在此次設(shè)計(jì)中因工程量并不算龐大，同時(shí)結(jié)合價(jià)格因素，故選擇STM32F103系列。3.2.2概述STM32是一種由ST公司開發(fā)的32位微型控制器，STM32在如今的32位控制器當(dāng)中是運(yùn)用最為廣泛的一種，它受到眾多工程師的青睞，是他們做設(shè)計(jì)的不二選擇，在市場上的地位不可撼動(dòng)。選擇好開發(fā)板后，我對STM32開發(fā)板的外部結(jié)構(gòu)作了學(xué)習(xí)。該芯片是100引腳的STM32F103，引腳遍布芯片的四周，左下角的圓點(diǎn)表示1腳，然后按照逆時(shí)針的順序排列依次到100腳。開發(fā)板中把芯片的引腳引出來，連接到各種外部設(shè)備上，然后在STM32上編程（實(shí)際就是通過程序控制這些引腳輸出高電平或者低電平）來控制各種傳感器工作。研究完STM32F103增強(qiáng)型系列開發(fā)板的外部結(jié)構(gòu)后，查閱資料對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了學(xué)習(xí)。STM32F103系列擁有高性能的，工作頻率為72MHz的內(nèi)核，為ARMCortex-M332位的RISC內(nèi)核。其存儲(chǔ)器包括128K字節(jié)的閃存和20K字節(jié)的SRAM，同時(shí)擁有多個(gè)增強(qiáng)I/O端口和連接到2條APB總線的外設(shè)，還有必不可少的通信接口：2個(gè)C和SPI，3個(gè)USRT，一個(gè)USB和一個(gè)CAN。此外2個(gè)12位的ADC，3個(gè)通用16位定時(shí)器和一個(gè)PWM定時(shí)器。其最小系統(tǒng)電路圖如圖3-2：本次設(shè)計(jì)的硬件部分最關(guān)鍵的是與外部設(shè)備連接如何連接，例如控制繼電器的開關(guān)，和LED信號燈的亮滅等，這里很重要的一點(diǎn)是GPIO口的運(yùn)用。GPIO通俗的來說是STM32可以控制的引腳，即通用輸入輸出端口的簡稱。通過GPIO口的引腳將STM32芯片與外部設(shè)備連接起來，從而實(shí)現(xiàn)STM32與外部的通訊、控制以及數(shù)據(jù)采集功能。STM32芯片的GPIO被分成很多組，每組有16個(gè)引腳，如本次設(shè)計(jì)中用到的STM32F103VET6型號的芯片有5組GPIO口：GPIOA、GPIOB、GPIOC、GPIOD、GPIOE，GPIO就占據(jù)了總計(jì)100個(gè)引腳中一大部分，所有的GPIO引腳都具備基本的輸入輸出功能。由STM32主芯片控制引腳輸出高、低電平，從而達(dá)到控制開關(guān)的效果，將LED燈連接到GPIO上，就能控制LED燈的亮或暗，將繼電器連接到GPIO上，就可以通過繼電器控制外部大功率設(shè)備的開啟，如水泵。ADC即模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該器件在本次畢設(shè)中體現(xiàn)的主要功能是把傳感器獲取到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號通過單片機(jī)STM32發(fā)送到手機(jī)APP中以供監(jiān)測。ADC有以下幾個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)分辨率：12位分辨率，負(fù)電壓不能通過直接測量得到，沒有符號位。轉(zhuǎn)換時(shí)間：轉(zhuǎn)換時(shí)間是可編程的。采樣時(shí)間最短為1us。 類型：STM32中采用的是逐次比較型的ADC。傳感器獲取到的模擬數(shù)據(jù)經(jīng)過ADC轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字信息，然后保存到16位的規(guī)則通道數(shù)據(jù)寄存器中，再通過CPU指令或者DMA將它讀取到內(nèi)存中去。圖3-2STM32F103最小系統(tǒng)電路圖3.2DTH11溫濕度傳感器電路3.2.1概述DHT11是一款數(shù)字溫濕度傳感器，這款傳感器內(nèi)部含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出。這種傳感器運(yùn)用了2個(gè)主要技術(shù)以提高產(chǎn)品的可靠度，增強(qiáng)產(chǎn)品的穩(wěn)定性，一個(gè)是專用的溫濕度傳感技術(shù)，另一個(gè)是數(shù)字模塊采集技術(shù)。一個(gè)NTC測溫元件和一個(gè)電阻式感濕元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接構(gòu)成了這款傳感器的主要架構(gòu)。品質(zhì)優(yōu)秀、響應(yīng)快速、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比高是這款傳感器的優(yōu)點(diǎn)。DHT11傳感器在精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行過校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式存儲(chǔ)在OTP內(nèi)存中，這些校準(zhǔn)系數(shù)在檢測信號的處理過程中被調(diào)用到。另外DTH11傳感器采用單線制串行接口，使系統(tǒng)集成擁有簡易快捷的特點(diǎn)。我本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的選擇這款傳感器主要是看中它極低的功耗、超小的體積，信號傳輸距離較遠(yuǎn)的優(yōu)勢。另外該傳感器為4針單排引腳封裝，連接方便，這也是我選擇它的因素之一。其原理圖如圖3-3：圖3-3DTH11電路原理圖DTH11的性能參數(shù)具體如表3-1所示：表3-1DTH11溫濕度傳感器性能參數(shù)DTH11在工作時(shí)，DATA負(fù)責(zé)傳感器與MCU芯片的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的格式采用單總線數(shù)據(jù)格式，大約4ms為一次通訊的時(shí)間，發(fā)送的數(shù)據(jù)包含小數(shù)和整數(shù)2個(gè)部分，小數(shù)部分雖然有，但是實(shí)際顯示為0。溫度測量分辨率與濕度測量分辨率均為8bit。DTH11傳感器的的性能參數(shù)如表3-2所示：表3-2DTH11溫濕度傳感器的電氣特性（VDD=5V，T=25℃）參數(shù)條件MinTypMax單位供電DC355.5V供電電流測量0.52.5mA平均0.21mA待機(jī)100150Ua采樣周期秒1次注：采樣周期不超過1秒3.2.2引腳說明及連接DTH11在連接到單片機(jī)上時(shí)，電路圖3-4:圖3-4DTH11連接電路圖DTH11的引腳說明如表3-3所示表3-3DTH11溫濕度傳感器的引腳說明Pin名稱注釋1VDD供電3-5.5V2DATA串行數(shù)據(jù)，單總線3NC空腳，請懸空4GND接地，電源負(fù)極在實(shí)物連接中，此款STM32的開發(fā)板上，有DTH11的專屬接口，只要注意好插的方向即可，傳感器上有缺口的一端與STM32板的提示方向一致便可以完成連接。3.3HC-05藍(lán)牙模塊3.3.1概述HC-05是一款藍(lán)牙串口模塊，它采用藍(lán)牙2.0協(xié)議，可與任何版本的藍(lán)牙兼容通訊，包括與具有藍(lán)牙功能的終端配對，例如電腦、藍(lán)牙主機(jī)、手機(jī)、PDA、PSP等，其最為重要的是實(shí)現(xiàn)串口透傳功能。驅(qū)動(dòng)HC05模塊時(shí)只需要使用TTL電平標(biāo)準(zhǔn)的串口即可(5V/3.3V電壓均可)，支持的波特率范圍為4800~1382400，非常適合用于單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展藍(lán)牙特性。其原理圖如圖3-5：圖3-5HC-05藍(lán)牙模塊原理圖藍(lán)牙HC-05的特性參數(shù)如表3-4所示：表3-4HC-05藍(lán)牙模塊的特性參數(shù)參數(shù)說明供電3.3V-5V通訊接口TTL串口，支持波特率4800~1382400，默認(rèn)值為9600通訊距離10米頻段2.40GHz-2.48GHz藍(lán)牙協(xié)議藍(lán)牙2.0帶EDR，2Mbps-3Mbps調(diào)制度存儲(chǔ)器8MbitFLASH天線板載2.4GHz天線，自適應(yīng)跳頻技術(shù)無線發(fā)射功率-4-6dBm可調(diào)（藍(lán)牙Class2功率級別）無線接收靈敏度-80dbm誤碼率0，但會(huì)在傳輸鏈路產(chǎn)生誤碼，如RS232和TTL線路處理中應(yīng)用領(lǐng)域藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口透傳數(shù)據(jù)工作溫度-25-75℃功耗配對中：30-40mA通訊中：5-20mAHC-05藍(lán)牙模塊是通過發(fā)送AT指令集的方式進(jìn)行工作的，其工作模式分為2種，一種是自動(dòng)連接工作模式，在這種模式下藍(lán)牙模塊又可分為主、從和回環(huán)三種工作角色，系統(tǒng)將根據(jù)事先設(shè)定好的方式自動(dòng)將連接的數(shù)據(jù)傳輸；另一種是命令響應(yīng)工作模式，當(dāng)藍(lán)牙模塊處于這種工作模式下時(shí)，用戶可向藍(lán)牙模塊發(fā)送各種AT指令，為模塊設(shè)定控制參數(shù)或發(fā)布控制命令。通過控制模塊外部引腳（PIO11）的輸入電平，可以切換藍(lán)牙模塊的工作狀態(tài)。3.3.2引腳說明及連接表3-5HC-05藍(lán)牙模塊的引腳說明序號引腳名稱說明1VCC3.3/5V電源輸入2GND地線3TXD串口數(shù)據(jù)發(fā)送引腳，TTL電平4RXD串口數(shù)據(jù)接收引腳，TTL電平5KEY模式引腳，懸空時(shí)默認(rèn)為低電平高電平時(shí)，模塊進(jìn)入AT命令模式低電平時(shí)，模塊為串口透傳模式6INT配對狀態(tài)輸出配對狀態(tài)時(shí)，輸出高電平未配對狀態(tài)時(shí)，輸出低電平在實(shí)物鏈接時(shí)，VCC連接+5V，GND接地，TXD接PA3，RXD接PA2，KEY接PB14，INT接PB13。3.4本章小結(jié)本章著重介紹了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)硬件部分的三個(gè)重要部分：STM32F103芯片，DTH11溫濕度傳感器和HC-05藍(lán)牙模塊。首先介紹了STM32的基本概念、框架等，其中重點(diǎn)說了STM32開發(fā)板的接口GPIO和與傳感器間接相關(guān)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，然后由此延伸，介紹STM32開發(fā)板上接的DTH11傳感器的基本概念和工作模式，同時(shí)講解了HC-05藍(lán)牙模塊相關(guān)知識，此外還說明的硬件部分的具體引腳連接。

系統(tǒng)的軟件部分設(shè)計(jì)4.1軟件設(shè)計(jì)流程根據(jù)此次的設(shè)計(jì)要求，分析需求后，繪制整體流程圖4-1，4-2：系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化溫濕度傳感器獲取模擬數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)溫濕度傳感器獲取模擬數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)執(zhí)行下一次循環(huán)關(guān)閉繼電器執(zhí)行下一次循環(huán)關(guān)閉繼電器ADAD轉(zhuǎn)換N是否達(dá)到閾值MCU芯片獲取數(shù)字信息是否達(dá)到閾值MCU芯片獲取數(shù)字信息打開繼電器藍(lán)牙模塊發(fā)送數(shù)據(jù)Y打開繼電器藍(lán)牙模塊發(fā)送數(shù)據(jù)圖4-1單片機(jī)模塊流程圖APPAPP初始化接收并顯示數(shù)據(jù)掃描、配對、連接藍(lán)牙接收并顯示數(shù)據(jù)掃描、配對、連接藍(lán)牙退出APP是否進(jìn)入手動(dòng)模式退出APP是否進(jìn)入手動(dòng)模式Y(jié)點(diǎn)擊按鈕向單片機(jī)發(fā)送指令點(diǎn)擊按鈕向單片機(jī)發(fā)送指令圖4-1APP端流程圖其余各部分流程圖分別如圖4-2,4-3所示：系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化傳感器從外界獲取模擬數(shù)據(jù)搜索到指定藍(lán)牙N傳感器從外界獲取模擬數(shù)據(jù)搜索到指定藍(lán)牙Y配對藍(lán)牙配對藍(lán)牙將數(shù)據(jù)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換將數(shù)據(jù)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換連接藍(lán)牙連接藍(lán)牙將數(shù)字信息發(fā)送將數(shù)字信息發(fā)送MCU芯片傳輸數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)圖4-2DTH11傳感器模塊流程圖圖4-3HC-05藍(lán)牙模塊流程圖4.2藍(lán)牙通信設(shè)計(jì)HC-05藍(lán)牙模塊的運(yùn)行包括5個(gè)步驟:初始化、掃描、配對、連接、串口透傳。首先執(zhí)行INIT初始化命令，將模塊初始化為藍(lán)牙的SPP(SerialPortProfile規(guī)范。接著進(jìn)行藍(lán)牙的掃描、配對、連接。具體實(shí)現(xiàn)如圖4-4，連接完成后，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，具體實(shí)現(xiàn)如圖4-5。圖4-5HC-05的掃描、配對與連接圖4-6獲取數(shù)據(jù)4.3AndroidAPP設(shè)計(jì)4.3.3開發(fā)環(huán)境AndroidStudioAndroid

Studio

是

Android

APP的一個(gè)最為廣泛運(yùn)用、最正式的開發(fā)環(huán)境，它基于IntelliJ

IDEA.和

Eclipse

ADT類似，Android

Studio

提供了集成的

Android

開發(fā)工具用于開發(fā)和調(diào)試平臺(tái)。4.2.3設(shè)計(jì)界面圖4-2APP界面接通電源，系統(tǒng)初始化完畢之后，直接進(jìn)入系統(tǒng)的自動(dòng)模式，DTH11傳感器開始工作，獲取溫濕度的模擬數(shù)據(jù)信息，然后經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信心存儲(chǔ)在MCU當(dāng)中，MCU將獲取到的數(shù)據(jù)與設(shè)定好的閾值進(jìn)行比較，根據(jù)結(jié)果控制LED燈的亮滅，此時(shí)在APP端，點(diǎn)擊左上角按鈕即可打開手機(jī)的藍(lán)牙，然后點(diǎn)擊上方第二個(gè)按鈕，搜索所需要連接的HC-05藍(lán)牙模塊，不使用時(shí)可以點(diǎn)擊斷開連接，右上角顯示的是目前藍(lán)牙的接通狀態(tài)，接通完成后，屏幕中間的溫度濕度一欄，會(huì)實(shí)時(shí)更新溫濕度數(shù)據(jù)，最下方的兩個(gè)按鈕則控制了系統(tǒng)的手動(dòng)模式，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控?zé)?，點(diǎn)擊Start，開發(fā)板上的LED指示燈會(huì)亮，按下Stop，指示燈會(huì)暗，此處，LED燈的亮滅模擬澆花系統(tǒng)中繼電器控制水泵的開關(guān)。4.4本章小結(jié)本章主要介紹了本次設(shè)計(jì)的軟件部分，首先講解了軟件整體與局部的流程設(shè)計(jì)，，然后介紹了藍(lán)牙通信是怎樣實(shí)現(xiàn)的，此外，結(jié)合實(shí)際中AndroidAPP的設(shè)計(jì)，介紹了這款A(yù)PP如何使用。

總結(jié)與展望本次畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于Android的澆花系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)至此已經(jīng)告一段落了。本次設(shè)計(jì)主要運(yùn)用到了STM32單片機(jī)原理和AndroidAPP的設(shè)計(jì)，這兩個(gè)領(lǐng)域以前接