2 系统总体设计及硬件设计

2.1 系统总体设计
本系统的总体设计主要分为硬件选择及设计、设计环境介绍、软件设计部分。硬件设计部分主要模块有STM32F103芯片开发板、LCD屏、DHT11温湿度模块、蜂鸣器模块、按键模块和光敏模块组成。
系统的总体设计软件部分则分为STM32的初始化；数据的采集；显示界面等几个部分组成。各部分通信如图2-1所示，其中传感器和STM32通过GPIO口通信，实现实时的监测当前环境中温度、湿度等环境因素，从而检测出花的环境。

图2-1 总体设计框图
硬件电路主要包括温湿度传感器、光敏模块、LCD屏、蜂鸣器、和STM32单片机的连接，串口板和STM32单片机的连接。
2.2 系统硬件实现
2.2.1 STM32处理器简介
目前51系列单片机实验箱众多,但其部分I/O口无输出能力、AD需要靠扩展、运行速度较慢,而STM32F103具有 Cortex-M内核,输出脚驱动能力强,系统时钟达72MHz,同时具有ADC、UART、SPI等流的外设,本文提出开发基于STM32F103的实验板,由按键输入,蜂鸣器、步进电机、跑马灯、LCD显示等输出。实践证明,STM32实验板功耗低、集成度高、结构简单、开发工具易于使用,有助于提高学生的实践创新能力和电子设计竞赛能力,取得了良好效果[8]。
STM32单片机是由意法半导体公司推出的一款芯片，相比于传统使用的51单片机，STM32的拥有更强大的性能，并且在成本和消耗方面也比较理想，装有ARM Cortex-M3内核，最高可达到72MHz的频率。本课题使用到的具体型号是STM32F103C8T6，与传统的8位或者16位嵌入式单片机相比，STM32使用的RISC精简指令集拥有更高的代码运行效率和更大的Flash，其Flash可以存储数据也可以储存程序，而且STM32拥有68KB的嵌入式SRAM，可以同步CPU的时钟频率来进行读写数据，并且STM32可以兼容市面上所有的ARM工具和软件。

图2-2 STM32控制器引脚图

3 系统软件实现

3.1 开发工具的介绍
3.1.1 Keil uVision5
Keil由美国Keil Software公司开发出来的软件，兼容C语言软件系统。Keil通过一个集成开发环境将C编译器、调试器、编辑器、宏汇编、链接器、库管理等组合在一起。本系统是使用该软件加入固件库进行代码编写，编译的。
3.1.2 下载工具
ST-Link作为一种主流的仿真器，可以免费下载，代码大小和使用时间不受限制[10]。使用ST-Link前需要安装其驱动以及配置编译软件（MDK）。
3.2 软件逻辑框架
软件设计整体逻辑框架如图3-1所示:

图3-1 逻辑框架图示

4 系统调试

在系统设计调试过程中，主要分为以下几个步骤：
第一步，编写完代码，并编译出可执行文件。
第二步，把文件传输到stm32开发板中进行实际测试。
第三步，观察实际测试结果，如屏幕是否亮，DHT11模块是否能工作。
第四步，观察测试的温度湿度是否接近环境。
第五步，设置温度阈值测试实用性。
测试结果如下图所示：

图4-1 结果测试图
如图所示，屏幕上显示当前环境温度是27摄氏度，湿度为70%RH。比较接近当前我实验所处环境。
本实验设计了温度超过30摄氏度，湿度低于30%RH,光照低于30就通过蜂鸣器发出警报，所以当在DHT11温湿度传感器周边加热时，实验结果当温度超过35摄氏度后蜂鸣器即可发出警告屏幕，并在屏幕上打出warning。

5 结 论

本论文主要叙述了智能花盆控制系统，主要研究内容包括：课题背景及意义、开发环境、硬件介绍、模块工作原理及实现方法、实际测试等。模块包括有DHT11温湿度传感器模块、光敏传感器模块、LCD屏幕和按键模块。
通过查找网上资料，得出栽培花卉在未来市场还有相当大的空间。然而为了追求更高的利润，就必须要节省劳动力成本。智能自动化和栽培花卉结合将是一个目前很好的改革方向。本系统顺着这个思路设计一款智能花盆的基础设计。主要针对检测方面。
在完成该课题过程中，首先查找理论基础，选择开发板和开发工具。再选择实验模块，了解模块工作的理论。然后进行模块测试，最后进行代码整合，整体测试。
完成本次设计本人收获良多，了解了更多的花卉知识，能够更好地掌握各个模块的运用方法，也熟悉了工程项目的流程。
本设计仍有许多可以进行改进的地方，如在功能方面可以增加自动浇水，检测土壤中的微量元素等。在硬件优化方面如使用效率更高的方法能够降低CPU耗能的话，则可以增加其使用寿命。在测试方面还需要进行稳定测试等。

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