基于STM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計

第1章緒論1.1研究目的及意義隨著?我國社??會經(jīng)濟??的迅速??發(fā)展與??城鎮(zhèn)化??加劇，??城市化??使越來??越多的??年輕人??從農(nóng)村??進入城??市，農(nóng)??村人口??減少，??導致農(nóng)??田荒廢??，糧食??減產(chǎn)REF_Ref17568\r\h［1］。??農(nóng)業(yè)科??技創(chuàng)新??和智能??農(nóng)業(yè)機??器的應??用，提??高機械??化水平??是緩解??或解決??的農(nóng)業(yè)??危機的??必然選??擇。水??稻直播??栽培相??比傳統(tǒng)??移栽插??秧技術??，具有??省工省??力、降??低生產(chǎn)??成本、??縮短生??育期、??提高產(chǎn)??量、有??利于規(guī)???；??產(chǎn)等優(yōu)??點，但??現(xiàn)有水??稻直播??機一般??很笨重??，不能??滿足重??量輕、??自動化??程度高??、可實??現(xiàn)無人??自動作??業(yè)的水??稻直播??的要求REF_Ref25344\r\h［2］??。機器??人用于??農(nóng)業(yè)，??是現(xiàn)代??農(nóng)業(yè)的??發(fā)展趨??勢。有??一類機??器人，??稱為自??平衡機??器人，??是機器??人家族??中的重??要一族REF_Ref25566\r\h［3］??。進入??21世??紀，在??機器人??學和機??器人，??自平衡??機器人??由于其??固有的??不穩(wěn)定??動力學??特性，??引發(fā)了??人們極??大的研??究興趣??，各種??先進的??自平衡??機器人??系統(tǒng)相??繼誕生??。其機??體置于??底盤之??上，可??裝載各??種電子??設備，??如機載??工控機??、數(shù)字??信號處??理器、??慣性測??量單元??、導航??定位系??統(tǒng)、電??子眼等??。底盤??橋體主??要用于??安裝或??連接機??體與輪??系，固??定驅(qū)動??系統(tǒng)，??包括電??機及其??伺服機??構，輪??系由左??輪和右??輪通過??輪軸或??傳動機??構組成??。兩輪??機器人??的重心??一般位??于輪系??軸線之??上，因??而形成??了內(nèi)在??的固有??的不穩(wěn)??定動力??學特性REF_Ref25667\r\h［4］??。水稻??直播是??在沼澤??濕滑狀??態(tài)下進??行，現(xiàn)??有自平??衡機器??人不能??適應稻?田環(huán)境REF_Ref25726\r\h［5］。很多智?能化的??系統(tǒng)都??能夠運??用到我??國人民??的日常??生活中??，農(nóng)業(yè)??的智能??化就是??一個新??興的智??能產(chǎn)，??并且其??最主要??也是最??關鍵的??環(huán)節(jié)就??是有效??的提開??我壓農(nóng)??作物的??培養(yǎng)質(zhì)??量以及??培養(yǎng)效??率，在??此基礎??上能夠??有效地??利用農(nóng)??作物的??生長時??期，并??對溫室??環(huán)境進??行充分??的檢測??以及合??理的調(diào)??節(jié)REF_Ref25804\r\h［6］。在??我國當??前市面??上出現(xiàn)??了很多??能夠有??效幫助??農(nóng)作物??提升培??育效率??的智能??化機器??，但是??大多機??器都沒??有將自??動的處??理、對??周圍環(huán)??境的檢??測以及??遠程操??控等主??要因素??有效地??結合起??來，只??能夠進??行較為??簡單的?系統(tǒng)功能REF_Ref25902\r\h［7］。到21世?紀，萬??能機器??人會出??現(xiàn)在農(nóng)??田里。??它不但??能播種??、除草??、中耕??，而且??能施肥??和收獲??。耕種??深度為??20厘??米，那??時地面??保持平??坦，耕??種只須??5厘米??深就夠??了REF_Ref25980\r\h［8］。這??樣，機??器人耕??地能耗??可節(jié)省??88%??左右。??用機器??人播種??，可以??在上一??茬未收??獲之前??就使下??一茬下??種和發(fā)??芽。萬??能機器??人還可??以采用??整體收??割法，??沿耕作??地來回??走一次??就可把??莊稼收??割完，??裝到集??裝箱內(nèi)??運走。??脫?？??以借助??超聲波??來完成??，也可??以用微??波進行??干燥。??萬能機??器人能??根據(jù)土??壤的溫??度、氣??溫、風??力來完??成種地??、鋤草??、澆灌??、施肥??、收割??、脫粒??、吹干??、運走??等工作??。幾乎??所有的??農(nóng)業(yè)工??作都能??由萬能??機器人??自動進??行REF_Ref26124\r\h［9］。它??不但能??減輕人??的勞動??強度，??而且能??提高產(chǎn)??量，便??于收獲??。在勞??動力短??缺、產(chǎn)??業(yè)升級??需求增??長、前??沿技術??加快發(fā)??展等多??重因素??影響下??，農(nóng)業(yè)??機器人??正加速??拓展應??用范圍??。如今??，農(nóng)業(yè)??機器人??不僅越??發(fā)多元??化、智??能化，??而且還??推動了??“無人??農(nóng)場”??等新興??概念的??實現(xiàn)，??未來市??場前景?十分廣闊REF_Ref26222\r\h［10］。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國際上對基于STM32智能耕種機器人系統(tǒng)設計的研究已經(jīng)頗有成效REF_Ref26362\r\h［11］。2020,Suleiman中?評估了??尼日利??亞佐伊??亞州佐??邦國家??農(nóng)業(yè)推??廣工作??人員可??持續(xù)土??地利用??和農(nóng)業(yè)??生產(chǎn)中??知識管??理（k??m）有??效性的??挑戰(zhàn)。??使用結??構良好??的問卷??制定了??188??的樣品??大小并?用于研究REF_Ref26529\r\h［12］。2015年，AnwarIbrahim;RizwanMuhammad;MohammedAlshitawi;AbdulazizAlharbi;AbdulrahmanAlmarshoud在《IntelligentGreenHouseApplicationBasedRemoteMonitoringforPrecisionAgriculturalStrategies:ASurvey》中?已經(jīng)部??署了智??能溫室??（GH??）應用??程序，??以改善??對農(nóng)業(yè)??增長的??管理，??從而在??各種環(huán)??境下監(jiān)??控精確?農(nóng)業(yè)。2015年，Kennedy,HannahJoy在《WeedRemovalEfficacyandLaborImplicationsofanIntelligentCultivatorinVegetableCropsMarkedwithMachineVisionDetectableSignals》?中研究??利用機??器視覺??識別雜??草,有??選擇地??變量施??用化學??制劑或??直接實??現(xiàn)機械??除草就??顯得尤??為重要??。要實??現(xiàn)變量??噴灑或??直接實??現(xiàn)機械?除草REF_Ref26598\r\h［13］。目前，我?國在基??于ST??M32??智能耕??種機器??人系統(tǒng)??設計的??研究已??經(jīng)處于??世界領??先地位??。20??21年??，在《??小型智??能化家??用耕種??機的開??發(fā)應用??研究》??中以家??用小型??智能化??耕種機??的應用??設計為??主題,??根據(jù)目??前市場??上的智??能掃地??機器人??、智能??除草機??以及專??業(yè)的農(nóng)??業(yè)機器??人的基??礎理論??和實際??應用展??開探討??研究,??開發(fā)新??型的針??對國內(nèi)??的農(nóng)家??樂、庭??院土地??、中小??型土地??等的家??用智能??化耕種??機,即??在傳統(tǒng)??耕種機??的基礎??上增加??智能化??的功能??化設計??,將需??要被翻??墾的土??地采用??智能化??耕種,??減少勞??動力,??節(jié)約時??間,解??決農(nóng)村??勞動力??缺失造??成的土??地荒蕪??問題,??設計出??一款電??動的、??能夠自??動在劃??定區(qū)域??耕地的??農(nóng)用智??能產(chǎn)品REF_Ref26722\r\h［14］??。20??19年??，綠洲??在《智??能農(nóng)機??:農(nóng)業(yè)??耕種好??輕松》??中總結??智能農(nóng)??機的應??用經(jīng)驗??,分享??智能農(nóng)??機世界??研究成??果,比??較中國??與世界??先進國??家在人??工智能??研究領??域的差??距,2??019??年7月??15日??,江西??省農(nóng)業(yè)??科學院??在南昌??縣嘉萊??特花園??酒店召??開了'??智能農(nóng)??機助力??鄉(xiāng)村振??興高層??論壇,除了??江西省??內(nèi)業(yè)界??專家、??政府相??關部門??人員和??智能農(nóng)??機企業(yè)??代表齊??聚會場??外,還??有中國??工程院??院士羅??錫文教??授,中??國農(nóng)業(yè)??大學、??中國農(nóng)??業(yè)機械??化科學??研究院??、華中??農(nóng)業(yè)大??學等智??能農(nóng)機??領域的??研究專??家也受??邀給會??議代表??做了精??彩演講REF_Ref26790\r\h［15］??。20??17年??，王磊??在《農(nóng)??業(yè)耕種??智能嵌??入式遠??程監(jiān)控??系統(tǒng)設??計與實??現(xiàn)》中??主要體??現(xiàn)了大??型的機??械化逐??漸取代??了以往??的手工??勞作，??大大的??減輕了??農(nóng)民的??負擔，??提高了??農(nóng)民的??收入REF_Ref26862\r\h［16］。??本文正??是基于??這個背??景為前??提下，??提出了??對農(nóng)機??智能監(jiān)??測系統(tǒng)??的設計??。通過??該系統(tǒng)??雇主可??以在遠??程計算??機上觀??察農(nóng)機??的耕種??作業(yè)情??況，查??看農(nóng)機??最后作??業(yè)的面??積，農(nóng)??機耕種??的深松??深度是??否符合??要求，??能夠為??雇主節(jié)??省成本??，提高??農(nóng)業(yè)生?產(chǎn)監(jiān)管效率REF_Ref19034\r\h［17］。第2章系統(tǒng)總體結構2.1設計方案本設計??是基于S??TM3??2智能??耕種機??器人系??統(tǒng)設計??，該??套系統(tǒng)??使用藍??牙通信??技術，??手機端??作為上??位機，??可以實??時接收??并顯示??下位機??發(fā)送來??的信息??，還可??以發(fā)送??指令對周圍環(huán)境做出舉措。??實現(xiàn)的功能如下：藍牙通信，手機作為上位機,上位機可以接收，并顯示下位機發(fā)來的信息；可以發(fā)送命令，對周圍環(huán)境進行調(diào)整控制耕種機器人，并可以控制耕種機器人移動和移動的速度；發(fā)送命令，控制耕種機器人開始/停止耕種REF_Ref27260\r\h［19］；耕種機器人的下位機可以接收上位機的信息，控制耕種機器人移動；系統(tǒng)可實時監(jiān)測耕種機器人的速度，通過土壤傳感器，檢查土壤肥力；通過溫濕度模塊監(jiān)測溫濕度并做出反應，通過紅外傳感器監(jiān)測光照強度并做出調(diào)整；通過超聲波傳感器檢測和障礙物的距離。環(huán)境參數(shù)可以顯示在OLED屏上，可以發(fā)送給上位機；還可以接收上位機命令，執(zhí)行開始/停止耕種REF_Ref27486\r\h［20］。圖2.1系統(tǒng)結構框圖2.2單片機選型方案一采用的主控制器STC89C52，STC89S52擁有功耗低、性能強的特點，并且其本身的儲存能力非常的出色。雖然這款單片機擁有很多的優(yōu)點，但是52單片機芯片集程度不高，性能無法跟32單片機相比，它的儲存器位數(shù)為8位，不能滿足這次設計對儲存器的要求，所以此方案不進行選擇。方案二STM32單片機，作為一款超低功耗的32位器件，能夠?qū)⒛ｋ姅?shù)電集成到一個芯片中，從而有效地解決多種問題，具有極高的實用性。STM32F103C8T6是一款廣泛應用于32位系統(tǒng)、符合設計所需要的要求。其高可靠性、低功耗、易于擴展、尺寸小、性價比高、線路簡單等特點，因此，方案二被選為我們的首選。2.3顯示模塊選型方案一采用LCD1602的最大優(yōu)點在于其價格親民、性能穩(wěn)定，且可輕松連接至單片機。LCD1602顯示模塊主要是用于小尺寸的屏幕顯示和儀器表盤上，因為LCD1602顯示的數(shù)字內(nèi)容受限，本設計所需要顯示的內(nèi)容較多，因此無法達到要求，所以此方案不進行選擇。方案二采用OLED液晶顯示的選擇通常是與單片機共同出現(xiàn)的，因為其能夠進行更多數(shù)據(jù)與文字的顯示，同時此顯示屏的顯示位數(shù)在同類產(chǎn)品中相對較多，而且擁有更簡單的編寫程序，這使得它成為一款非常優(yōu)秀的顯示設備。在經(jīng)濟方面，該方案的價格相對較為親民，尤其是OLED液晶顯示屏，使其成為本次設計的理想選擇，故選擇方案二。2.4溫濕度傳感器選型方案一采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20作為溫度傳感器。DS18B20是一種采用單總線技術，且只能檢測溫度。本設計需要檢測溫濕度。所以此方案不進行選擇。方案二是選擇型號為DHT11溫濕度傳感器。DHT11溫濕度傳感器，能夠同時監(jiān)測溫度和濕度，可以適用于各種空間的溫度和濕度的檢測。在組裝方面，容易上手只需按照說明書進行組裝，輸出信號穩(wěn)定，能夠長期工作，故選擇方案二。2.5無線數(shù)據(jù)傳輸選型方案一是選用NRF24L01模塊傳輸，但在傳輸過程中需要用至少2個電路板才能進行通訊。方案二是采用BH-HC05藍牙模塊，這個模塊數(shù)據(jù)顯示可以通過藍牙方式把數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C，傳輸距離也是研究所需要的，大大的簡化了觀察數(shù)據(jù)的步驟。故選擇方案二。2.6紅外傳感器選型方案一是選用HC-SR501熱敏傳感器，這個傳感器極易受射頻輻射的干擾，靈敏度低，有時還會失靈，不易操作。方案二是選用IR紅外傳感器，這個傳感器以發(fā)射和接收紅外線來檢測光照強度，具有快速響應不受干擾的特點，其優(yōu)點是成本低廉，安全，易操作使用壽命長，故選擇方案二。2.7土壤傳感器選型方案一是選用YL-69土壤濕度傳感器，敏感度低，價格較高，只能檢測土壤的濕度值，不能提供設計所需數(shù)值，不易操作,所以不做選擇。方案二是選用NH52DLJ土壤氮磷鉀傳感器，這個傳感器可以檢測設計需要的氮磷鉀的含量,其優(yōu)點在于門檻低，測量快速，無需試劑，不限檢測次數(shù)。電極采用特殊處理的合金材料，可承受較強的外力沖擊，不易損壞。完全密封，響應速度快，互換性好。可以更好的幫助我們了解土壤特性。故選擇方案二。2.8測距模塊選型方案一是選用激光測距，激光測距的直線特性非常好，但是極易受環(huán)境影響，干擾很大，應用條件苛刻。方案二是選用HC-SR04超聲波傳感器，超聲波傳感器的頻率??高、波??長短、??方向性??好、可??以線性??傳播、??對液體??或者固??體有不??錯的穿??透效果??，結構穩(wěn)定，成本低廉，安全，易操作使用壽命長，故選擇方案二。第3章系統(tǒng)的硬件部分設計3.1系統(tǒng)總體設計本設計是??一種基??于ST??M32??的智能耕??種機器??人系統(tǒng)??設計，本設計系統(tǒng)使??用BH-HC05藍牙??通信技??術，手??機端作??為上位??機，可??以實時??接收并??顯示下??位機發(fā)??送來的??信息，??還可以??發(fā)送指??令，并??控??制耕種??機器人??移動、??開始/??停止耕??種??；下位??機能夠??接受上??位機發(fā)??來的指??令，控??制耕種??機器人??移動；??還可實??現(xiàn)系統(tǒng)??實時監(jiān)??測耕種??機器人??的速度??，環(huán)境的各個參數(shù)并顯示??，還可以發(fā)??送至上??位機。??下位機??接收上??位機指??令，開??始/停??止耕種??。在軟??件平臺??實現(xiàn)了??遠程控??制自動??播種、?耕地功能。如圖3.1所示系統(tǒng)原理圖：圖3.1系統(tǒng)原理圖3.2系統(tǒng)的主要功能模塊設計3.2.1STM單片機介紹本設計中的控制核心選用的是意法半導體公司推出的STM32系列32位的單片機，目前STM32以其強大的功能，超高的性價比幾乎完全替代了MCS-51系列的8位單片機。STM32系列作為專門為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的ARMCortex-M3內(nèi)核。具體到本文所選用的STM32F103C8T6。STM32F103C8T6共有44個引腳。它的所有I/O口都可以由軟件編程設置為8種工作模式，有模擬輸入、上拉輸入、浮空輸入、強推挽/強上拉、僅為輸入/高阻，開漏輸出等。同時，每一個I/O口的驅(qū)動電流都可以達到20mA，但是也有一個限制，就是整個單片機的最大承受電流不可以超過120mA。如圖3.2所示為STM32F103C8T6的實物圖：圖3.2STM32F103C8T6實物圖3.2.2單片機控制電路設計STM32F103C8T6單片機為系統(tǒng)運行提供了重要支持，它能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗，而且運轉(zhuǎn)速率飛快，高性能、低成本，有多個擴展口，封裝體積小等優(yōu)點。STM32F103C8T6整個系統(tǒng)結構可以分為由ARM公司設計的Cortex-M3內(nèi)核和ST公司在此基礎上優(yōu)化的總線矩陣、DMA、AHB、APB1以及APB2上掛載的外設等兩個部分。STM32F103C8T6的GPIO有8種模式，其中包含上拉、下拉輸入模式，所以外接按鈕時可不設上下拉電阻。根據(jù)原理圖顯示。STM32最大3.6V的工作電壓，使用了LDO(低壓差線性穩(wěn)壓器)將輸入電壓VIN降到3.3v給微控制器供電。其內(nèi)部安裝有時鐘復位電路和供電電源，時鐘電路的作用是計時和統(tǒng)計周圍環(huán)境時間變化，復位電路是為了在特殊情況下對電路進行保護，恢復到原始工作狀態(tài)的保險，供電電源就是整個單片機的動力系統(tǒng)。單片機內(nèi)部還裝有自動斷電開關，當電路損壞時，復位電路沒有投入工作就會將整個電路的電源切斷防止發(fā)生危險在單片機系統(tǒng)內(nèi)部需要復位電路、晶振電路以及電源電路。基于STM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計中最小系統(tǒng)電路圖如3.3所示。圖3.3STM32F103C8T6最小系統(tǒng)電路3.2.3顯示模塊電路設計基于STM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計中顯示模塊使用OLED屏，即有機發(fā)光二極管顯示。因其特性為具備輕薄、省電等特性，因此從2003年開始，這種顯示設備在MP3播放器上得到了廣泛應用，而對于同屬數(shù)碼類產(chǎn)品的DC與手機，此前只是在一些展會上展示過采用OLED屏幕的工程樣品。自2007年后，壽命得到很大提高，具備了許多LCD不可比擬的優(yōu)勢。三種顏色任你選：藍色、白色、藍黃雙色。由于OLED和LCD屏幕顯示不一樣，為此剛上電的瞬間，屏幕沒有反映，當執(zhí)行到該模塊的代碼時，SDA接口將數(shù)據(jù)傳入，屏幕才會進行顯示。OLED屏電路設計中的通過查找數(shù)據(jù)手冊可知該模塊1腳接地（GND），2腳接電源（VCC），該模塊采用SPI模式與單片機進行通訊。在SPI模式下，SDA和RST與單片機進行接口。第3腳接單片機PC13,第4腳接PC15端口。完成與數(shù)據(jù)的傳輸功能。基于STM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計中OLED電路設計如圖3.4所示。圖3.4OLED顯示屏原理圖3.2.4溫濕度傳感器模塊電路設計基于STM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計中對于溫濕度的采集將使用DHT11傳感器。DHT11是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專用的數(shù)字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。溫濕度傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。每個DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進行校準。校準系數(shù)以程序的形式儲存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達20米以上，使其成為各類應用甚至最為苛刻的應用場合的最佳選則。DTT11溫濕度傳感器電路設計中的通信引腳DATA將會與單片機控制端的PA7引腳相連接，溫濕度傳感器的正負極與電源正負極相連接即可，完成與數(shù)據(jù)的傳輸功能?；赟TM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計中DTH11溫濕度傳感器電路設計如圖3.5所示。圖3.5DHT11溫濕度傳感器原理圖

3.2.5蜂鳴器模塊電路設計基于STM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計中蜂鳴器是設計是報警模塊。蜂鳴器是一種將電??信號轉(zhuǎn)??換為聲??音信號??的器件??，常用??來產(chǎn)生??設備的??按鍵音??、報警??音等提??示信號??蜂鳴器??按驅(qū)動??方式可??分為有??源和無??源蜂鳴??器。有源??蜂鳴器??其內(nèi)部??自帶振??蕩源，??將正負??極接上??直流電??壓即可??持續(xù)發(fā)??聲，頻??率固定??。無源蜂??鳴器其?內(nèi)部不??帶振蕩??源，需??要控制??器提供??振蕩脈??沖才可??發(fā)聲，??調(diào)整提??供振蕩??脈沖的??頻率，??可發(fā)出??不同頻??率的聲??音蜂鳴??器有正??負極，??頂部印??有+號??的為正??極，若??蜂鳴器??引腳沒??剪，則??長的為??正極，??單片機??引腳不??能直接連接??蜂鳴器??，加N??PN型??三極管??進行驅(qū)??動，因??為單片??機的引??腳驅(qū)動??能力有??限，蜂??鳴器的??功率比??較大，??所以需??要通過??三極管??來驅(qū)動??，R1??為限流??電阻，??單片機??引腳如??果給高??電平，??則三極??管導通??，VC??C便給??蜂鳴器??供電，??如果給??低電平??，則三??極管斷??開，P??NP型??三極管??同理，??只不過??是單片??機引腳??輸出低??電平導??通，輸??出高電平斷開。此設計采用的是有源蜂鳴器。在蜂鳴器模塊中需要10K電阻去驅(qū)動。才能使其正常工作?；赟TM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計中蜂鳴器報警模塊電路設計如圖3.6所示。圖3.6蜂鳴器原理圖3.2.6超聲波測距模塊電路設計本文基于STM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計中測量和障礙物之間的距離是通過超聲波傳感器HC-SR04??完成的。HC-SR04是根據(jù)??超聲波??的一些??特性制??造出來??的，用??于完成??對超聲??波的發(fā)??射和接??收，內(nèi)??部的換??能晶片??受到電??壓的激??勵而發(fā)??生振動??產(chǎn)生超??聲波，??超聲波??的頻率??高、波??長短、??方向性??好、可??以線性??傳播、??對液體??或者固??體有不??錯的穿??透效果??，比如??一些不??透明的??物體，??超聲波??可以穿??透幾十??米，而??且它在??遇到雜??質(zhì)等等??物體時??會發(fā)生??反射現(xiàn)??象，從??而產(chǎn)生??回波。??想要用??超聲波??完成檢??測工作??，必須??要有一??個既可??以發(fā)出??超聲波??又可以??接收超??聲波的??裝置，??能實現(xiàn)??這樣功??能的裝??置我們??稱為超??聲波傳??感器，??也叫作??超聲波??換能器??或者超??聲探頭??。HC-SR04超聲??波傳感??器內(nèi)部??的主要??部件是??壓電晶??片，它??在受到??電壓的??刺激時??就可以??發(fā)射超??聲波，??然后由??接收端??進行接??收。小??功率超??聲波傳??感器大??多用來??進行檢??測，例??如一些??導盲、??坐姿矯??正的產(chǎn)??品，應??用的就??是小功??率傳感??器，大??功率的??超聲波??傳感器??在生活??中并不??常見。??超聲波??傳感器??有許多??不同的??結構，??可分直??探頭、??斜探頭??、表面??波探頭??、蘭姆??波探頭??、雙探??頭（一??個用來??發(fā)射、??一個用??來接收??）等。??超聲波??傳感器??主要由??發(fā)送部??分、接??收部分??、控制??部分和??電源部??分構成??。其中??，發(fā)送??部分由??發(fā)送器??和換能??器構成??，換能??器可以??將壓電??晶片受??到電壓??激勵而??進行振??動時產(chǎn)??生的能??量轉(zhuǎn)化??為超聲??波，發(fā)??送器將??產(chǎn)生的??超聲波??發(fā)射出??去；接??收部分??由換能??器和放??大電路??組成，??換能器??接收到??反射回??來的超??聲波，??由于接??收超聲??波時會??產(chǎn)生機??械振動??，換能??器可以??將機械??能轉(zhuǎn)換??成電能??，再由??放大電??路對產(chǎn)??生的電??信號進??行放大??；控制??部分就??是對整??個工作??系統(tǒng)的??控制，??首先控??制發(fā)送??器部分??發(fā)射超??聲波，??然后對??接收器??部分進??行控制??，判斷??接收到??的是否??是由自??己發(fā)射??出去的??超聲波??，最后??識別出??接收到??的超聲??波的大??小；電??源部分??就是整??個系統(tǒng)??的供電??裝置。??這樣，??在電源??作用下??、在控??制部分??控制下??，發(fā)送??器與接??收器兩??者協(xié)同??合作，??就可以??完成傳??感器所??需的功能。超聲波傳感器HC-SR04??的通信引腳，分別與單片的第3信號線是連接單片機的PB0引腳，第4信號線是連接單片機的PB1引腳，HC-SR04超聲波傳感器的正負極與電源正負極相連接即可。當整個模塊通電后，會通過超聲波實時進行距離測算，當距離過近時，會引起蜂鳴器報警，提醒工作人員停止耕種?；赟TM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計中HC-SR04超聲波傳感器電路設計如圖3.7所示。圖3.7HC-SR04超聲波測距原理圖3.2.7土壤傳感器模塊電路設計本文基于STM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計中測量土壤成分使用的是NH52DLJ土壤氮磷鉀傳感器。它是一種用于測量土壤中氮、磷、鉀、肥力、的裝置。它通常由一個傳感器和一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。NH52DLJ土壤氮磷鉀傳感器是一種用于測量土壤中氮、磷、鉀等離子濃度的裝置。其原理是基于離子選擇電極和電化學方法。傳感器的主體是離子選擇電極，它能夠選擇性地感受到土壤中的氮、磷、鉀等離子。當離子選擇電極與土壤中的目標離子接觸時，電極表面的電位會發(fā)生變化，這種變化被轉(zhuǎn)化為電信號，進而測出離子的濃度。傳感器的工作原理主要包括感受元件、轉(zhuǎn)換元件和信號處理元件三個部分。其中感受元件主要是離子選擇電極，轉(zhuǎn)換元件是將離子濃度轉(zhuǎn)換為電信號，信號處理元件則對電信號進行放大、濾波和轉(zhuǎn)換等處理，最終輸出測量結果。傳感器的優(yōu)點是測量快速、準確、無污染，能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)測，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了強有力的技術支持。如果在較堅硬的地表測量時，應先鉆孔(孔徑應小于探針直徑)，再插入土壤中并將土壓實然后測量；傳感器應防止劇烈振動和沖擊，更不能用硬物敲擊。由于傳感器為黑色封裝，在強烈陽光的照射下會使傳感器使急劇升溫(可達50℃以上)，為了防止過高溫度對傳感器的溫度測量產(chǎn)生影響，請在田間或野外使用時注意遮陽與防護。NH52DLJ土壤氮磷鉀傳感器模塊電路設計中的通信引腳分別連接單片機。第1信號線是連接單片機的PA9引腳，第2信號線是連接單片機的PA8引腳，土壤傳感器的正負極與電源正負極相連接即可?；赟TM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計中NH52DLJ土壤氮磷鉀傳感器電路設計如圖3.8所示。圖3.8NH52DLJ土壤氮磷鉀傳感器原理圖3.2.8藍牙通信模塊電路設計基于STM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計中通訊采用的是BH-HC05藍牙模塊。它可以通過藍牙通信模塊將各個傳感器數(shù)據(jù)傳輸至上位機。BH-HC05藍牙通信模塊與單片機的連接方式是串口通信協(xié)議。每傳輸模塊接收數(shù)據(jù)后在發(fā)出去之前會對數(shù)據(jù)進行解壓處理，發(fā)送成功的同時數(shù)據(jù)解壓也完成，發(fā)送過程還要注意進行加密處理，預防重要信息的泄露。這種串口通信協(xié)議內(nèi)部的電路并沒有很復雜，可以綁定一對一的傳輸路線，傳輸過程不耗費任何流量和資金，大大降低了數(shù)據(jù)傳輸成本。BH-HC05藍牙通信電路設計中的通信引腳TXD和RXD將會與單片機控制端的PB11和PB10引腳相連接，完成與手機的通信功能?；赟TM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計中BH-HC05藍牙通信電路設計如圖3.9所示。圖3.9BH-HC05藍牙通信原理圖3.2.9紅外傳感器模塊電路設計基于STM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計中采集光照使用的是IR紅外傳感器。紅外傳感器由光敏電阻或\t"/item/%E5%85%89%E6%95%8F%E7%94%B5%E9%98%BB/_blank"光導管構成，常用的制作材??料為鎘??，??另外還??有硒、??化鋁??、??和鉍??等??材料。??這些制??作材料??具有在??特定波??長的光??照射下??，其阻??值迅速??減小的??特性。??這是由??于光照??產(chǎn)生的??流子??都參與??導電，??在外加??電場的??作用下??作動，??電子奔??向電源??的正極??，空穴??奔向電??源的負??極，從??而使光??敏電阻??器的阻??值迅??速下降。IR紅外傳感器是用硫??化????鎘或硒??化鎘等??半導體??材料????制成??的特殊????，??其工作??原理是??基于????。光??照愈強??，阻值??就愈低??，隨著??光照強??度的升??高，電??阻值迅??速降低??，亮電??阻值可??小至1??KΩ以??下。光??敏電阻??對光線??十分敏??感，????其在??無光照??時，呈??\t"/item/%E5%85%89%E6%95%8F%E7%94%B5%E9%98%BB/_blank"高??阻狀態(tài)??，暗??電阻一??般可達??1.5??MΩ。??光敏電??阻的特??殊性能??，隨著??科技的??發(fā)展將??得到極??其廣泛應用。IR紅外傳感器是??利用半??導體的??應制??成的一??種電阻??值隨光??的??強弱而??改變的??阻器??，又稱??為??；入??射光強??，電阻??減小，??入射光??弱，電??阻增大??。還有??另一種??入射光??弱，電??阻減小??，入射??光強，電阻增大。IR紅外傳感器一般??用于光??的測量??、光的??控制和????（??將光的??變化轉(zhuǎn)??換為電??的變化??）。常??用的光??敏電阻??器硫化??鎘光敏??電阻器??，它是??由????制成的??。光敏??電阻器??對光的????（??即光譜??特性）??與人眼??對??（0??.4~??0.7??6）μ??m的響??應很接??近，只??要人眼??可感受??的光，??都會引??起它的??阻值變??化。設??計光控??電路時??，都用??白熾燈??泡（珠??）??光線或??自然光??線作控??制光源??，使設??計大為簡化。通常，IR紅外傳感器??都制成??薄片結??構，以??便吸收??更多的??光能。??當它受??到光的??照射時??，半導??體片（??光敏層??）內(nèi)就??激發(fā)出??電子—??空穴對??，參與??導電，??使電路??中電流??增強。紅外傳感器用于檢測光照強度，幫助決策是否適宜進行耕種操作。IR紅外傳感器??模塊電路設計中的通信引腳連接單片機。第3信號線是連接單片機的PA2引腳。紅外傳感器的正負極與電源正負極相連接即可?；赟TM32的智耕種機器人系統(tǒng)設計中IR紅外傳感器電路設計如圖3.10所示。圖3.10IR紅外傳感器原理圖3.2.10驅(qū)動電機模塊電路設計以下是基于STM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計中模擬耕地和播種的驅(qū)動電機部分。選擇直流電機作為耕地播種的驅(qū)動電機，并配備驅(qū)動電路。使用STM32微控制器的PWM輸出功能，控制電機的轉(zhuǎn)速和方向。連接STM32的PWM輸出引腳和電機驅(qū)動電路，以實現(xiàn)對耕地驅(qū)動電機的控制。基于STM32的智耕種機器人系統(tǒng)設計中電機模塊電路設計如圖3.11所示。圖3.11電機驅(qū)動耕種原理圖3.2.11繼電器模塊電路設計以下是基于STM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計中澆水的繼電器部分。根據(jù)采集的土壤濕度值決定是否對植物進行自動澆水。這部分將通過繼電器進行實現(xiàn)，具體的電路如下圖所示，連接電源模塊和繼電器輸出引腳到澆水裝置的電源和控制線路，通電后對開關進行吸合，最終控制水泵進行澆水。使其能夠控制澆水裝置的啟停?；赟TM32的智耕種機器人系統(tǒng)設計中繼電器電路設計如圖3.12所示。圖3.12繼電器原理圖第4章系統(tǒng)的軟件設計4.1開發(fā)軟件介紹智能耕種機器人系統(tǒng)設計核心采用STM32單片機控制，通過C語言控制硬件，在軟件硬件的配合下完成系統(tǒng)的功能需求。系統(tǒng)具有藍牙模塊子程序，串口子程序，定時器程序等，采取模塊化編程，方便移植，修改，完善。系統(tǒng)采用STM32單片機做為主控芯片，程序的編程通過KEIL軟件開發(fā)，此軟件非常簡單，界面也簡單，可以在線編程下載，效率高。本次設計采用標注庫開發(fā)，這樣節(jié)約了開發(fā)實踐，通過C語言編程，設計采用的C語言結構簡單，移植性高，語法簡單深受人們喜愛。設計采用STLINK進行程序的下載，KEIL5MDK界面如4.1所示。圖4.1編程軟件介紹4.2軟件主流程圖此設計具備多項耕種功能。核心控制芯片為STM32單片機，配備了多個傳感器模塊，以實現(xiàn)對農(nóng)田環(huán)境和機器人操作的監(jiān)測和控制。首先，通過NH52DLJ土壤氮磷鉀傳感器實時檢測土壤的各個數(shù)值，確保農(nóng)田的適宜耕種，其次，IR紅外傳感器用于檢測光照強度，幫助決策是否適宜進行耕種操作。另外，DHT11傳感器用于檢測溫濕度值，以提供農(nóng)田的環(huán)境數(shù)據(jù)。此外，HC-SR04超聲波測距模塊用于測量障礙物的距離，實現(xiàn)機器人的避障功能，確保耕種操作的安全性。檢測到的數(shù)據(jù)可以實時顯示在OLED屏幕上，方便用戶了解農(nóng)田的狀態(tài)和環(huán)境。通過BH-HC05藍牙模塊，下位機能夠?qū)崟r接收并顯示上位機發(fā)送來的信息，還可以接收上位機發(fā)送的指令，控制耕種機器人的移動、開始/停止耕地、開始/停止播種等操作。同時，下位機可以實時監(jiān)測機器人的速度和顯示，并將相關信息發(fā)送至上位機進行遠程監(jiān)控。通過上位機和下位機之間的通信，實現(xiàn)了遠程控制和監(jiān)測功能，用戶可以通過軟件平臺遠程控制自動播種和耕地操作，提高了農(nóng)田管理的效率和便利性。綜上所述，基于STM32的智能耕種機器人設計具備了土壤參數(shù)監(jiān)測、光照檢測、溫濕度檢測、避障功能、實時數(shù)據(jù)顯示和遠程控制等多項耕種功能，可以有效提升農(nóng)田管理的智能化水平，減輕農(nóng)民的勞動負擔，并提高農(nóng)田的產(chǎn)量和質(zhì)量?；赟TM32的智耕種機器人系統(tǒng)設計中整體流程圖如圖4.2所示。圖4.2整體流程圖4.3土壤傳感器模塊軟件設計NH52DLJ土壤氮磷鉀傳感器在耕種之前會對土壤進行是否符合耕種條件的測試。當模塊通電后，會通過土壤模塊進行檢測，當土壤參數(shù)不在設定范圍內(nèi)，則進行蜂鳴器報警，可以顯示土壤氮、磷、鉀、PH值、肥力各個參數(shù)顯示，此數(shù)值實時傳達上位機。并且工作人員可以通過手機APP對耕種機器人進行控制。如果含量不達標則不進行耕種。如果各個數(shù)值在可控范圍內(nèi)則開始進行耕種機器人的運作。NH52DLJ土壤氮磷鉀傳感器軟件設計如圖4.3所示。圖4.3NH52DLJ土壤氮磷鉀模塊流程圖4.4溫濕度模塊軟件設計溫濕度傳感器DHT11實時監(jiān)測溫濕度，當溫度值高于設置的閾值范圍,則開啟1號步進電機打開遮陽系統(tǒng)，遮蓋陽光；溫度低于設置的閾值范圍則關閉１號步進電機關閉遮陽系統(tǒng)，并點亮前３個LED燈模擬光照來達到設定預值，溫度不在閾值范圍可以進行蜂鳴器報警。各個數(shù)值可以顯示在上位機和OLED屏上。當濕度高于設置的閾值則開啟2號步進電機打開風扇來模擬通風、或點亮LED燈模擬光照。當濕度低于設置的閾值則開啟繼電器１號來進行澆水。此數(shù)值實時傳達上位機，OLED屏也可以顯示。工作人員可以通過手機APP對耕種機器人進行控制。DHT11溫濕度傳感器軟件設計如圖4.4所示。圖4.4DHT11溫濕度模塊流程圖4.5超聲波模塊軟件設計采用HC-SR04超聲波模塊來進行耕種機器人在耕種過程中遇到障礙物應該進行提醒。當整個模塊通電后，會通過超聲波實時進行距離測算，可以在上位機中顯示耕種的速度，當與障礙物距離不在設定的閾值范圍小于15cm時，會引起蜂鳴器報警，提醒工作人員停止耕種。工作人員可以遠程控制耕種機器人前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)來避開障礙物繼續(xù)進行耕種。HC-SR04超聲波模塊軟件設計如圖4.5所示。圖4.5HC-SR04超聲波模塊流程圖4.6紅外模塊軟件設計采用IR紅外模塊來檢測光照強度。當整個模塊通電后，會實時對光照強度進行監(jiān)測，當光照值高于設置的閾值范圍,則開啟２號步進電機打開遮陽系統(tǒng)，遮蓋陽光并開起繼電器進行澆水來緩解光照過強而進行的水分蒸發(fā)。光照值低于設置的閾值范圍則關閉２號電機關閉遮陽系統(tǒng)并點亮后３個LED燈模擬光照來達到設定預值，各個數(shù)值可以顯示在上位機和OLED屏上。超過預設值時，都會進行蜂鳴器報警，并實時傳達上位機APP由工作人員對耕種機器人進行控制。IR紅外模塊軟件設計如圖4.6所示。圖4.6IR紅外傳感器模塊流程圖4.7顯示模塊軟件設計OLED顯示屏不同于LCD，OLED上電是沒有反應的，需要程序驅(qū)動才會有顯示液。想要OLED顯示數(shù)字等先要對數(shù)字進行取模處理。在進行編寫程序。顯示之前進行信號的忙檢查，一開始的模式設置成輸入模式，設置RS,RW,EN的值，等待一個延時，讓EN為1。進入OLED的初始化，先等待一個延時，寫入指令，固定哪一個地方顯示什么，模式設置，關閉，清屏，光標移動和開的設置等。初始化完成之后進行寫數(shù)據(jù)，先要檢查一下是否忙碌，RS、RW、EN為0，清屏指令，就可以進行指令的寫入。寫入的數(shù)據(jù)可以存在DATA里面。重復的寫入想要顯示的數(shù)據(jù)，液晶顯示屏上就可以顯示數(shù)據(jù)了。OLED顯示模塊軟件設計如圖4.7所示。圖4.7OLED顯示模塊流程圖4.8繼電器模塊軟件設計在STM32的軟件程序中，編寫代碼來控制繼電器模塊的GPIO輸出引腳狀態(tài)，以控制繼電器的通斷狀態(tài)。根據(jù)系統(tǒng)邏輯和傳感器反饋，確定何時需要打開或關閉繼電器，從而實現(xiàn)對澆水裝置的控制。需要注意的是：在選擇繼電器模塊時，需要根據(jù)系統(tǒng)的電源和控制要求選擇合適的繼電器類型和規(guī)格。在連接繼電器模塊和STM32微控制器時，應注意電氣連接的正確性和穩(wěn)定性，確保信號和電源傳輸?shù)目煽啃浴Ｔ谙到y(tǒng)軟件中，編寫相應的控制代碼，實現(xiàn)對繼電器的精確控制和保護。以上是基于STM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計中模擬澆水的繼電器部分的簡要描述。繼電器模塊軟件設計如圖4.8所示。圖4.8繼電器模塊流程圖4.9電機模塊軟件設計在系統(tǒng)軟件中，編寫相應的代碼以接收用戶輸入或傳感器反饋，并根據(jù)需求控制耕地驅(qū)動電機的工作，例如啟動、停止、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)等。播種驅(qū)動電機設計：選擇合適的步進電機或直流電機作為播種驅(qū)動電機，并配備驅(qū)動電路。使用STM32微控制器的GPIO輸出功能，控制電機的運動和停止。連接STM32的GPIO輸出引腳和電機驅(qū)動電路，以實現(xiàn)對播種驅(qū)動電機的控制。在系統(tǒng)軟件中，編寫相應的代碼以接收用戶輸入或傳感器反饋，并根據(jù)需求控制播種驅(qū)動電機的工作，例如啟動、停止、轉(zhuǎn)動角度控制等。注意事項：在設計驅(qū)動電機部分時，需要根據(jù)具體的電機參數(shù)和工作要求選擇合適的電機類型、驅(qū)動電路和控制方式。在連接電機和STM32微控制器時，應注意電氣連接的正確性和穩(wěn)定性，確保信號和電源傳輸?shù)目煽啃?。在系統(tǒng)軟件中，編寫相應的驅(qū)動程序和控制算法，以實現(xiàn)對驅(qū)動電機的精確控制和保護。以上是基于STM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計中模擬耕地和播種的驅(qū)動電機部分的簡要描述。電機模塊軟件設計如圖4.9所示。圖4.9電機模塊流程圖第5章系統(tǒng)測試5.1系統(tǒng)軟件調(diào)試軟件程序是驅(qū)動系統(tǒng)運行的關鍵力量，軟件程序設計完成以后，為了防止系統(tǒng)運行出現(xiàn)問題，需要進行軟件調(diào)試。軟件調(diào)試按照流程依次進行調(diào)試，首先對主程序進行檢查，確保主程序無問題后逐一排查子程序。基于STM32的智能耕種機器人系統(tǒng)設計中選用的編程軟件和調(diào)試軟件是KEIL，一般在編寫過程中都會加入標注，程序標注也有助于軟件調(diào)試和以后的檢查，依次檢查能夠快速發(fā)現(xiàn)問題，方便我們檢查快速修復程序。如果出現(xiàn)程序運行卡頓或者是短路情況，需要進行源代碼編寫糾正和檢查程序算法是否錯誤。5.2系統(tǒng)硬件調(diào)試單片機硬件調(diào)試主要是驗證硬件設計的正確性首先，通過對硬件原理圖和PCB板的驗證，確認單片機的硬件設計是否符合要求，電路連通是否正確等。其次檢查硬件接口是否正常，對單片機的各種接口進行檢查和測試，以確定它們是否正常工作。如果有問題，則應及時調(diào)整。然后發(fā)現(xiàn)并解決硬件設計問題，通過對硬件進行測試，檢測到的問題并加以解決，以確保硬件能夠正常運行最后，應該在干凈通風的環(huán)境下確保單片機的可靠性，對單片機進行長時間測試，以確保它的穩(wěn)定性和可靠性。總之，單片機硬件調(diào)試的目的是為了確保單片機的正常運行，使設計結果符合預期。5.3示例功能測試通過手機APP可以對耕種小車進行控制，可以前進后退，左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)，變換速度，是否耕種。下位機會進行實時環(huán)境監(jiān)測，實時監(jiān)測溫濕度，當溫濕度沒有在設定范圍時，進行蜂鳴器報警做出相應措施，并通過BH-HC05藍牙通信實時傳達上位機，并作人員可以通過手機APP對耕種機器人進行控制；當HC-SR04超聲波模塊通電后，會通過超聲波模塊實時進行距離測算，當距離過近時，會引起蜂鳴器報警，提醒工作人員停止耕種。當IR紅外線模塊通電后，會進行實時的紅外線測量，光照強度不在設定的范圍內(nèi)時，會進行蜂鳴器報警并采取相應的措施，并實時傳達上位機APP由工作人員對工種機器人進行耕種或停止控制。具體操作如下圖所示。圖5.1整體實物圖5.2對小車進行控制測試圖5.3下位機環(huán)境實時監(jiān)測測試總結本文主要研究的對象是基于STM32智能耕種機器人系統(tǒng)設計，此系統(tǒng)使用BH-HC05藍牙通信技術，手機端作為上位機，可以實時接收并顯示下位機發(fā)送來的信息，還可以發(fā)送指令，并發(fā)送控制耕種機器人移動、開始/停止耕地、開始/停止播種；下位機能夠接受上位機發(fā)來的指令，控制耕種機器人移動；還可實現(xiàn)系統(tǒng)實時監(jiān)測耕種機器人的速度，顯示，并發(fā)送至上位機。IR紅外傳感器可以檢測光照強度，HC-SR04超聲波傳感器采集耕種機器人與障礙物的距離并報警;DHT11溫濕度傳感器采集溫度濕度信息，進而對播種環(huán)境進行調(diào)節(jié)，使用NH52DLJ土壤氮磷鉀傳感器檢測土壤成分，查看土壤是否適宜耕種；下位機接收上位機指令，開始/停止耕地，或開始/停止播種。在keil5軟件平臺實現(xiàn)了遠程控制自動播種、耕地功能?；赟TM32智能耕種機器人系統(tǒng)設計在傳統(tǒng)的耕種機器人上進行了功能上的改革。但是仍有一些不足之處。智能耕種機器人的穩(wěn)定性不高，現(xiàn)階段只能應用于較平緩的路面，對環(huán)境要求較高，僅限于小面積使用。這些功能都還待完善。參考文獻“耕種管收”智慧農(nóng)業(yè)新神器[J].葉青.農(nóng)業(yè)知識.2020,第19期農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū)農(nóng)戶耕種意愿及補償標準測算研究——以廣西為例.繆文慧.2016現(xiàn)代農(nóng)業(yè)智能裝備標準引領農(nóng)機智能制造工業(yè)轉(zhuǎn)型[C].呂程序,張俊寧,曾貞.2017第十九屆中國科協(xié)年會.2017基于三菱PLC的智能化家用釀酒機[J].陳廷炫,劉偉峰,王濤.電子制作.2021,第012期智能農(nóng)機·無人農(nóng)業(yè)——2020年智能農(nóng)機裝備田間日活動在河北趙縣成功舉辦[J]河北農(nóng)機.2020,第006期集中展現(xiàn)智能農(nóng)機裝備和智慧農(nóng)業(yè)技術——2020年智能農(nóng)機裝備田間日活動在河北趙縣舉辦[J].朱禮好,黨東民,樸松花.農(nóng)機質(zhì)量與監(jiān)督.2020,第007期智能化小型家用儀器用于中學化學定量型實驗的研究[A].魏蝶.2020農(nóng)業(yè)耕種智能嵌入式遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[A].王磊.2017農(nóng)業(yè)耕種智能化神器亮相廣西科技活動周[J].農(nóng)業(yè)科技與信息.2017,第011期農(nóng)機技術推廣工作面臨的問題及措施分析[J].梁振剛.農(nóng)民致富之友.2017,第023期基于STM32溫濕度采集的播種機器人控制系統(tǒng)設計[J].吉林化工學院學報,2020,37(11):9-16.王影,徐姣姣,劉麒,李寶華,茍垚,張野.基于單片機的溫濕度控制系統(tǒng)設計[J].機械與電子,2021,39(06):48-51.任衛(wèi)紅,史君誠黃建輝.基于單片機的中藥柜溫濕度控制系統(tǒng)設計[J].電子制作,2021(15):87-89.葉檸,孫宇舸,張寧.基于單片機的溫濕度檢測裝置的設計與實現(xiàn)[J].科技創(chuàng)新與應用,2021,11(30):72-75.張安東.基于STM32單片機的超聲波測距系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].銅陵職業(yè)技術學院學報,2020,19(03):51-53+58.馮簫,周娜.基于單片機的大棚溫濕度控制系統(tǒng)設計[J].電腦知識與技術,2020,16(23):193-194.Landwirtschaft4.0imMaisanbau:WennCloudundBigDataSmartFarmingunterstützen[J].MartinKunisch,FlorianKloepferMais.2017,04.AgriTrust—ATrustManagementApproachforSmartAgricultureinCloud-basedInternetofAgricultureThings[O].KamranAhmadAwan,IkramUdDin,AhmadAlmogren．ZhiwuHan,JiaFu,YuqiangFang,JunqiuZhang,ShichaoNiu,LuquanRen.Anti-adhesivepropertyofmaizeleafsurfacerelatedwithtemperatureandhumidity[J].JournalofBionicEngineering,2017,14(3)ShuangWang,YuanTao,YaliZhou,JuanNiu,YingjieShu,XingwangYu,SushuangLiu,MingChen,WeihongGu,HaoMa.TranslationallycontrolledtumorproteinGmTCTPinteractswithGmCDPKSK5inresponsetohightemperatureandhumiditystressduringsoybeanseeddevelopment[J].PlantGrowthRegulation,2017附錄附錄A原理圖圖A.1原理圖附錄B源代碼#include"delay.h"#include"delay.h"#include"sys.h"#include"oled.h"#include"bmp.h"#include"key.h"#include"usart.h"#include"usart2.h"#include"usart3.h"#include"led.h"#include"adc.h"#include"DHT11.h"#include"UltrasonicCtrol.h"#include"timer.h"#include"pwm.h"externinttimeN;inttimeNFlag=0;intdangwei=0;u8temperature; u8humidity;u8shidu[15];u8tem[15];u8timeNs[15];u8temperaturedyu=30; u8temperaturehyu=32; u8humidityyu=60;u8shiduyu[15];u8temgyu[15];u8temdyu[15];intcsbNum=0;u8csbNums[15];u16yan;u8yans[15];unsignedintyanyu=300;u8tuyus[15];unsignedinttuyu=150;u16tu;u8tus[15];u8tuyus[15];intfragment=0;u8send[50];u16jl;u16jlyu=50;u8jls[8];u8jlyus[8];intbeepnum=0;intbiaozhi=0;intbiaozhi1=0;intbiaozhi2=0;intbiaozhi3=0;intbiaozhi4=0;intbiaozhi5=0;u16feng;u8fengs[15];unsignedintfengyu=3;u8fengyus[15];voidUSART1_Puts(char*str){while(*str){USART1->DR=*str++;while((USART1->SR&0X40)==0);}}voidUSART3_Puts(char*str){while(*str){USART3->DR=*str++;while((USART3->SR&0X40)==0);}}voidUSART2_Puts(char*str){while(*str){USART2->DR=*str++;while((USART2->SR&0X40)==0);}}intmain(void){ u8temp[9]; inti,j; int32_tn_brightness; floatf_temp; delay_init(); delay_ms(1000); delay_ms(1000); NVIC_Configuration(); OLED_Init(); OLED_ColorTurn(0);//0正常顯示，1反色顯示OLED_DisplayTurn(0);//0正常顯示1屏幕翻轉(zhuǎn)顯示 OLED_Refresh(); OLED_Clear(); KEY_Init(); LED_Init(); beep_Init(); beep=0; Adc_Init(); //ADC初始化 usart2_init(9600);usart3_init(9600); JDQ1=0;JDQ2=0;// TIM1_PWM_Init(899,0);//不分頻。PWM頻率=72000/(899+1)=80Khz// TIM3_Int_Init(9999,7199);OLED_ShowChinese(0,0,0,16);//系 OLED_ShowChinese(18,0,1,16);//統(tǒng) OLED_ShowString(36,0,":",16);OLED_ShowChinese(0,16,2,16);//系 OLED_ShowChinese(18,16,3,16);//統(tǒng) OLED_ShowString(36,16,":",16);OLED_ShowChinese(0,32,4,16);//系 OLED_ShowChinese(18,32,5,16);//統(tǒng) OLED_ShowString(36,32,":",16); OLED_ShowChinese(0,48,6,16); OLED_ShowChinese(18,48,7,16);// OLED_ShowChinese(36,48,8,16);// OLED_ShowString(54,48,":",16); OLED_Refresh(); while(DHT11_Init()) //DHT11初始化 { delay_ms(200);} UltraSoundInit(); KEY_Init(); temdyu[0]=temperaturedyu%100/10+'0'; temdyu[1]=temperaturedyu%10+'0'; OLED_ShowString(90,0,temdyu,16); shiduyu[0]=humidityyu%100/10+'0'; shiduyu[1]=humidityyu%10+'0'; OLED_ShowString(90,16,shiduyu,16); tuyus[0]=tuyu/100+'0'; tuyus[1]=tuyu%100/10+'0'; tuyus[2]=tuyu%10+'0'; OLED_ShowString(90,32,tuyus,16); jlyus[0]=jlyu/100+'0'; jlyus[1]=jlyu%100/10+'0'; jlyus[2]=jlyu%10+'0'; OLED_ShowString(90,48,jlyus,16); OLED_Refresh(); while(1) { if(USART3_RX_STA==1){ USART3_RX_STA=0; if(USART3_TX_BUF[1]=='1'){ temperaturedyu=(USART3_TX_BUF[2]-'0')*10+(USART3_TX_BUF[3]-'0'); humidityyu=(USART3_TX_BUF[4]-'0')*10+(USART3_TX_BUF[5]-'0 tuyu=(USART3_TX_BUF[6]-'0')*100+(USART3_TX_BUF[7]-'0')*10+(USART3_TX_BUF[8]-'0'); jlyu=(USART3_TX_BUF[9]-'0')*100+(USART3_TX_BUF[10]-'0')*10+(USART3_TX_BUF[11]-'0'); temdyu[0]=temperaturedyu%100/10+'0'; temdyu[1]=temp