1.总体设计框图
本浇花系统总体上分为硬件和软件两大组成部分。硬件部分包括Arduino UNO开发板、温湿度传感器、通信模块、浇水执行系统和液晶显示等。软件部分包括Android客户端。系统结构如图1所示 本浇花系统总体上分为硬件和软件两大组成部分。硬件部分包括Arduino UNO开发板、温湿度传感器、通信模块、浇水执行系统和液晶显示等。软件部分包括Android客户端。系统结构如图1所示
2.1系统硬件的简述
1,传感器适用于土壤的湿度检测;
2,模块中蓝色的电位器是用于土壤湿度的阀值调节,
顺时针调节,控制的湿度会越大,逆时针越小
3,数字量输出D0可以与单片机直接相连,通过单片机来检测高低电平,由此来检测土壤湿度;
4,小板模拟量输出AO(0~1023)可以和AD模块相连,通过AD转换,可以获得土壤湿度更精确的数值;
2.2单片机模块的设计
2.2.1单片机的功能特性描述
图2-1 Arduino实物图
图2-2 Arduino引脚图
Arduino UNO可以通过3种方式供电,而且能自动选择供电方式:
外部直流电源通过电源插座供电。
电池连接电源连接器的GND和VIN引脚。
USB接口直接供电。
电源引脚说明:
VIN --- 当外部直流电源接入电源插座时,可以通过VIN向外部供电;也可以通过此引脚向UNO直接供电;VIN有电时将忽略从USB或者其他引脚接入的电源。
5V --- 通过稳压器或USB的5V电压,为UNO上的5V芯片供电。
3.3V --- 通过稳压器产生的3.3V电压,最大驱动电流50mA。
GND --- 地脚。
输入输出:
14路数字输入输出口:工作电压为5V,每一路能输出和接入最大电流为40mA。每一路配置了20-50K欧姆内部上拉电阻(默认不连接)。除此之外,有些引脚有特定的功能
串口信号RX(0号)、TX(1号): 与内部 ATmega8U2 USB-to-TTL 芯片相连,提供TTL电压水平的串口接收信号。
外部中断(2号和3号):触发中断引脚,可设成上升沿、下降沿或同时触发。
脉冲宽度调制PWM(3、5、6、9、10 、11):提供6路8位PWM输出。
SPI(10(SS),11(MOSI),12(MISO),13(SCK)):SPI通信接口。
LED(13号):Arduino专门用于测试LED的保留接口,输出为高时点亮LED,反之输出为低时LED熄灭。
6路模拟输入A0到A5:每一路具有10位的分辨率(即输入有1024个不同值),默认输入信号范围为0到5V,可以通过AREF调整输入上限。除此之外,有些引脚有特定功能
TWI接口(SDA A4和SCL A5):支持通信接口(兼容I2C总线)。
AREF:模拟输入信号的参考电压。
Reset:信号为低时复位单片机芯片。
2.3温度采集系统的设计
2.3.1湿度传感器的概述
- 叉形设计,方便插入土壤
- 模块插入土壤后,输出电压随着土壤湿度升高而增大
土壤湿度检测的基本特性:
- 供电:3.3v 或者 5v
- 输出信号:0~4.2v
- 额定电流: 35mA
- 输出范围及对应的土壤湿度
2.3.2传感器的借口说明
用于土壤的湿度检测。可通过电位器调节土壤湿度的阀值,顺时针调节,控制的湿度会越大,逆时针越小;湿度低于设定值时,DO输出高电平,模块提示灯亮;湿度高于设定值时,DO输出低电平,模块提示灯灭。工作电压3.3V-5V。3V时,在空气中AO读取的值最大为695 , 浸泡在水里的 最小值245;5V时,在空气中AO读取的值最大为1023 ,浸泡在水里的最小值 245。
2.3.3硬件连接
VCC接 Arduino 3.3V或5V
GND接 Arduino GND
AO 接 ArduinoAnalog
DO接 Arduino Digital 4
附录