摘要：隨著科學技術的發(fā)展，基于物聯(lián)網(wǎng)技術的開發(fā)和創(chuàng)新設計也越來越多，更多智能系統(tǒng)應用到了生活、學習中。本設計是以校園綠化建設中的綠植灌溉為基本所提出的，其最大的特點就是使水資源、人力資源利用率最大化。本設計以STM32F407單片機為主控，選取YL-69土壤濕度傳感器、DS18B20溫度傳感器、ESP8266物聯(lián)網(wǎng)WIFI模塊、水泵、電磁閥等器件基于物聯(lián)網(wǎng)技術完成設計。在該系統(tǒng)中感知層的土壤濕度傳感器與溫度傳感器將實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)絊TM32單片機中進行處理計算，并經(jīng)過傳輸層的物聯(lián)網(wǎng)WIFI模塊將實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭苿佣耸謾CAPP，同時STM32單片機同步控制應用層的水泵及需水區(qū)域電磁閥，實現(xiàn)對某一區(qū)域綠植的精確灌溉。經(jīng)實驗測試，該系統(tǒng)各部分運行正常，可以完全實現(xiàn)系統(tǒng)設計的功能，并且運行穩(wěn)定。

　　關鍵詞：STM32；物聯(lián)網(wǎng)技術；綠植灌溉；傳感器

　　0引言

　　隨著經(jīng)濟、生活水平的提高，校園環(huán)境的建設也成為各個學校的校園建設重點。而各個學校的綠植覆蓋率也在逐漸增加，所以綠植的灌溉問題也日益凸顯[1-3]。傳統(tǒng)的綠植灌溉方式為人工灌溉或者以半自動的灌溉方式為主，而這樣的灌溉方式極大的浪費了水資源及人力資源。對于現(xiàn)階段對水資源的利用率，還有比較高的進步空間，利用物聯(lián)網(wǎng)技術結合綠植灌溉的實際情況可非常好的解決傳統(tǒng)灌溉所遇到的問題[4-8]。本論文的綠植灌溉系統(tǒng)設計運用了傳感器技術、單片機技術、物聯(lián)網(wǎng)WIFI技術以及其他技術來實現(xiàn)全自動智能綠植灌溉，同時也可以通過移動端手機APP來實時監(jiān)測、控制綠植灌溉系統(tǒng)[9-11]。

　　1校園綠植灌溉系統(tǒng)總體設計概述

　　各區(qū)域DS18B20溫度傳感器與各區(qū)域YL-69土壤濕度傳感器采集相應區(qū)域的溫、濕度數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到STM32F407單片機中，單片機通過該區(qū)域植物生長數(shù)據(jù)通過PID算法計算出該區(qū)域當前所需灌溉的水量及適宜的灌溉速度，并通過水泵驅動器控制水泵的抽取水量及抽水速度，同時控制電磁閥驅動器打開需灌溉區(qū)域的電磁閥。之后將當前的傳感器數(shù)據(jù)、水泵及電磁閥的運行狀態(tài)通過ESP8266物聯(lián)網(wǎng)WIFI模塊發(fā)送到移動端手機APP。該設計作品可通過手機APP發(fā)出灌溉指令，也可依托互聯(lián)網(wǎng)實時更新數(shù)據(jù)發(fā)出相應指令。

　　2校園綠植灌溉系統(tǒng)硬件設計

　　2.1感知層傳感器模塊設計

　　2.1.1YL-69土壤濕度傳感器設計

　　YL-69土壤濕度傳感器由不銹鋼探針和防水探頭構成，可以長期埋設于土壤或堤壩內(nèi)使用，對表層和深層土壤水分進行定點監(jiān)測和實時測量，與數(shù)據(jù)采集器配合使用。圖2為YL-69土壤濕度傳感器的應用原理圖。

　　2.1.2DS18B20溫度傳感器設計

　　DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導體公司推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等其他測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求編程讀取溫度數(shù)據(jù)，可編程的分辨率為9~12位。圖3為DS18B20溫度傳感器的應用原理圖.

　　2.2傳輸層ESP8266物聯(lián)網(wǎng)WIFI模塊設計

　　ESP8266不僅可以發(fā)送數(shù)據(jù)到服務器端，還可以接受服務器發(fā)過來的信息。同時，ESP8266還有三種工作方式以配合不同的應用環(huán)境。STA模式：ESP8266WiFi模塊通過路由器連接互聯(lián)網(wǎng)，手機或電腦通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)對設備的遠程控制。AP模式：ESP8266WiFi模塊模塊作為熱點，實現(xiàn)手機或電腦直接與模塊通信，實現(xiàn)局域網(wǎng)無線控制。STA+AP模式：兩種模式的共存模式，即可以通過互聯(lián)網(wǎng)控制可實現(xiàn)無縫切換，方便操作。

　　3校園綠植灌溉系統(tǒng)軟件設計

　　3.1STM32程序邏輯設計

　　圖7為STM32單片機程序的邏輯框圖.

　　3.2移動端手機APP

　　為了方便實時監(jiān)測系統(tǒng)運行及綠植生長環(huán)境，設計簡易的移動端手機APP，同時還可以人為的對應用層設備進行直接控制，圖8為APP界面。

　　參考文獻

　　[1]張偉,宋梓源,王明茜基于STM32智能灌溉系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]計算機技術與發(fā)展,2020,38(9):205-209

　　[2]李統(tǒng)樂傳感技術的應用與發(fā)展趨勢展望[J]電聲技術,2018,42(4):63-65

　　[3]李陽基于物聯(lián)網(wǎng)的智能花卉養(yǎng)護系統(tǒng)的研究[D]哈爾濱:黑龍江大學,2017

　　[4]殷留留,韓森,王芳,等基于L298N的直流電機調(diào)速系統(tǒng)的設計與應用[J]信息技術,2017(6):104-106

　　劉瑞楠，鄭來芳，郝鵬翔