【摘要】近几年来，中国的发展越来越快。这其中带了了很多益处，比如说人们的生活方式越来越多，生活水平也有一定的提高；但是这也带来了一些不好的地方，住房的压力越来越大，可用居住面积越来越少。这些问题给那些希望吃到绿色的健康的蔬菜而找些许的地方来种植就带来了很多麻烦，一来没有土地来让自己开垦种植，二来没有时间和精力去照看这些植物。本次课题主要设计解决以上的问题而提出的。此课题主要以STCLE54RD单片机芯片为主，包括WIFI模块的通信，调节植物光亮度的光耦电路，以及温湿度传感器和光敏电阻。植物生长的外界环境因素由AD模数转换芯片PCF8591芯片所获得，然后再把得到的数字信号送到单片机中，由单片机进行有效科学的处理。当手机终端发过来通信协议时由单片机分析并处理需要发送的数据参数，发动到串口的，由WIFI发送到手机端，并被用户所利用。植物的生长光亮暗由手机端控制，手机发送协议，通过WIFI模块到CPU，CPU接收并根据协议调整植物灯的亮度。
目 录
一、引言 4
（一）研究背景 4
（二）研究意义 5
（三）研究内容 5
二、设计方案论证 6
三、系统总体设计 7
（一）系统的功能与硬件组成 7
（二）STC89LE54RD模块 8
（三） 5V转3.3V模块 9
（四） A/D模块 9
（五） 光耦模块 10
（六） 温湿度传感器模块 10
（七） 光敏电阻模块 11
（八） 1602LCD模块 11
（九） WIFI模块 12
四、 系统的硬件设计 12
（一）时钟电路 12
（二）5V转3.3V电路 13
（三）A/D转换电路 13
（四）光耦电路 14
五、系统的软件设计 15
（一） 系统软件主程序设计流程图 15
（二） A/D模块主程序设计流程图 16
五、系统的软硬件调试 17
（一）实物调试结果显示 17
（二）硬件调试 18
（三）软件调试 18
结束语 1
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2# 
9
致谢 19
参考文献 20
附录一 原理图 20
附录二 源程序 21
一、引言
（一）研究背景
近年来，不仅国外先进的国家的电子技术在发展，在日益进步，我们国家的科技也在日新月变。智能家庭生态系统的研究和普及的范围越来越广泛，家庭生态工厂是世界上普遍认为的的农业的重要发展对象， 因为受到天气情况影响的范围较小、 基本上没什么污染、 人工智能自动化高、 多反面立体种植可以不浪费很多土地、 植物生长周期可以控制这些方便的地方， 这就是多年以后人们生活的方式。
在这里面，人工智能家庭植物工厂生态系统，通过对外界环境的基本调控， 可以把植物的环境调整到最适宜、 更可控、 最干净的人工生长环境，这是我们所努力的基本方向目标。模拟太阳光的LED光源他们有的、很多的优点。具有体积小、 寿命特别长、光源的亮暗可调控、 使用直流电。 国内外普遍认为它是全人工智能家庭植物工厂生态系统的做最理想光源，而且在国内外的很多全人工智能家庭植物工有两条发展路线态系统都有所应用 。日前， 全人工智能家庭植物工厂生态系统有两条发展路线：第一，用于工业化的大型工厂，第二，适用于个人的家庭的特小型工厂。
（二）研究意义
现在我们的家庭生活中出现了许多的我们越来越意想不到的电子人工智能化产品，但是我们人类的居住面积越来越小，绿色食品的安全性越来越让人感到担忧。
科技的发展非常迅速，人们同时也越来越注重健康问题，大家都希望自己能够种植一些绿色蔬菜食品，但是遍地的高楼已经遮挡了植物最需要的阳光，越来越繁忙的工作已近没办法让自己能够空下来去管理这些健康的蔬菜。
所以本次我所开发的人工智能家庭植物工厂生态系统可以帮助都市上班的人消除这些烦恼，人工智能家庭植物工厂生态系统不仅能够实时监测植物生长环境的温度湿度的变化，而且还可以远程调节人工太阳光的亮度。这不仅方便了我们自己，而且还可让植物的生长环境达到最优，能够让我们迟上最最健康的食品。
本课题开发设计了用一种模拟太阳光的LED光源作为植物光合作用的太阳光，并采集了植物生长环境的湿度和温度两项重要的参数实时发送到移动终端。
（三）研究内容
为了实现寄语单片机STCLE54RD的人工智能家庭植物工厂生态系统，需完成的模块：
（1）基于单片机STCLE54RD的人工智能家庭植物工厂生态系统的方案设计。
（2）基于单片机STCLE54RD的人工智能家庭植物工厂生态系统的原理图设计。
（3）基于单片机STCLE54RD的人工智能家庭植物工厂生态系统的软件程序。
（4）基于单片机STCLE54RD的人工智能家庭植物工厂生态系统的实物，并进行实物和软件的整体调试。
（5）基于单片机STCLE54RD的人工智能家庭植物工厂生态系统的论文。
二、设计方案论证
对人工智能家庭植物工厂生态系统的控制，可有多种实现方法，分别举例如下：
1．线路控制
用专用线路在一定程度上保证控制的信号稳定，可以不受到外界环境的干扰，而且传输的数据量很大；可是得架设专门的线路，需要花费很多的钱，对人工智能家庭植物工厂生态系统没有太大有用的价值。
2．利用电力载波控制
电力载波是很特别实用的通讯方法，现在在数据传输速率方面能力已经达到很高了。因为它具有特别强的实时性、比较高的机械化、成本低等特性,所以他的通信方式吸引了很多人。但它也需要专门的MODEM，必须使用专门的设备控制，而且一旦控制了不是在同等的电网内发现就不能有效的控制。电力载波的频率特征和线路一直都在不停变化，所以我们利用电力载波传达信息数据的不一定是那么可靠。
3．利用单片机串口和WIFI通讯
串口技术与WIFI技术的结合，通过WIFI向移动端发送实时数据。本课题采用的MCU为STCLE54RD。串口通信有4个工作方式，其中有两种的波特率可变化的，另外两种是不可变化的。主机可通过查询或中断方式对数据进行处理，使用十分灵活。
三、系统总体设计
本课题方案主要以实现人工智能家庭植物工厂生态系统，通过主控芯片对外界环境的监测跟踪，通过WIFI模块通信实现远程的传输监控。
（一）系统的功能与硬件组成
本系统由单片机模块，光耦模块，WIFI模块等组成。单片机为主控部分，接收由外部传来的所有的模拟信号和数据信号，对其模拟信号进行处理转换成数字信号，并记录信息，对通过串口接收来的信号处理并通过通信协议向移动终端反馈数据。硬件电路主要有单片机MCU模块，AD模块，光耦电路模块，温度传感器模块，湿度传感器模块，串口模块，光强度传感器模块，WIFI模块。如图1所示。
从图1可知，本系统主要通过两个传感器采集模拟信号，采集的模拟信号再发送给模数转换芯片进行模拟信号转数字信号，再通过 IIC串口发送给单片机，由STCLE54RD单片机分析并处理这些数据，并通过液晶实时显示各类参数。如果当上位机发送指令到单片机，单片机先判断指令的内容，如果获取当前环境参数，则向串口发送实时数据，如果是像改变光照强度则调整占空比调节亮度。

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