摘 要本设计以单片机为核心控制模块，结合STM32微处理器最小系统、参数显示电路、提示音电路、步进电机拖动电路、ULN2003步进电机驱动电路、ESP8266型WiFi通信电路和雨水采集电路等模块电路设计，通过雨水传感器采集雨水数据信息、步进电机功能模块控制遮雨棚、以及硬件的连接实现了一款智能露天雨棚控制器系统的设计与制作。经过实物的功能测试，该系统能够实现对天气条件的实时检测，且在天气良好时收起遮挡棚，下雨时自动开启遮挡棚，实现自动避雨。此外，管理员还可以通过手机APP界面实现对遮雨棚的无线遥控，采用WiFi局域网通信实现状态监控。智能露天雨棚可以被运用于共享单车雨棚等场合，对于提高室外公共停车候车环境，提升公共交通体验，促进绿色出行等具有十分重要的价值。
目录
一、 引言
（一） 研究背景
（二） 国内外研究现状
（三） 本文主要研究内容
二、 系统硬件设计
（一） 整体方案设计
（二） 主控电路设计
（一） LCD1602液晶屏电路设计
（二） 提示音生成电路设计
（三） 步进电机拖动电路设计
（四） ESP8266型WiFi通信电路设计
（五） 雨水检测电路设计
四、系统软件设计
（一）智能露天雨棚控制器的主程序流程设计
（二）显示屏驱动子程序设计
（三）提示音声输出子程序流程设计
（四）四相八拍脉冲输出子程序设计
（五）WiFi驱动子程序设计
（六）雨水传感器子程序流程设计
五、 实物制作与功能测试
（一）实物制作
（二）功能调测
总结
参考文献
致 谢
附录一 原理图
附录二 PCB图
附录三 元件列表
附录四 程序
引言
研究背景
随着人们环境保护意识的提升，公共交通、绿色出行成为许多人进行短途交通的首选方式。许多城市都配备了大量公共自行车 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072# 
，也有许多人喜欢使用电动车。然而一旦遇到雨雪天气，这些裸停在室外的交通工具就给人们的使用带来不便的同时，也增加了公共交通工具的损耗风险。鉴于上述分析，倘若能借助单片机技术和传感器技术，完成一款智能露天雨棚控制系统设计，能够自动检测天气情况，并在必要的时候自动打开或者收拢遮雨装置，将很好地解决上述问题。
调查研究显示，智能露天雨棚控制器系统的实现方案分为多种，其中占有较大比重的是微处理器和可编程控制器两类，虽然这两类控制器件在智能露天雨棚控制器系统里面都是作为主控核心，但其实现原理有着显著的不同，而且其使用对象也存在不同。
(二)国内外研究现状
国内外智能窗帘控制系统常常采用的技术主要有：红外遥控方式、电力载波方式、蓝牙遥控方式以及无线网络遥控方式等，其中无线网络方式是未来发展的主要方向，因为其传输数据速度快、误码率低，所以被越来越多的智能家居系统所采用。
目前，智能露天雨棚控制器系统当前已经被愈来愈多的使用者所接受，获得了极大的用户群体。尤其是随着电子技术与互联网的飞速发展，如果将智能雨棚的功能、外型、控件略加调整，还可以用于居民户外晾晒、公交候车站台等众多场合，大大提升用户的使用体验，拓展其市场价值。
综上，本设计拟完成雨感智能遮雨棚的控制系统设计。通过检测雨水雨量信号，然后发送指令到雨棚主动按键控制模块，可以自动根据雨量的大小来启动智能遮雨棚。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：雨感智能遮雨棚，包括监测单元、控制单元和电动塑料薄膜折叠雨棚，监测单元包括光学式传感器、电容式传感器，控制单元包括雨棚主动按键控制模块、WiFi通信模块和手机控制APP模块，雨棚主动按键控制模块分别与光学式传感器、电容式传感器电连接，手机控制APP模块分别与所述光学式传感器、电容式传感器、雨棚主动按键控制模块、WiFi通信模块相连，WiFi通信模块与所述雨棚主动按键控制模块相连，雨棚主动按键控制模块与电动塑料薄膜折叠雨棚相连。
本设计的有益效果如下：通过检测雨水雨量信号，然后发送指令到雨棚主动按键控制模块，可以自动根据雨量的大小来启动智能遮雨棚，以及可以根据雨停的信号来收起智能遮雨棚，还可以通过远程的方式对智能遮雨棚进行控制。
（三）本文主要研究内容
本文拟根据智能露天雨棚系统组建要求，利用WiFi模块，采用WiFi协议，完成一个智能露天雨棚系统的组建，并实现以下预期功能：
1.实现STM32微处理器对LCD1602液晶屏的驱动控制，能够准确无误地将字符显示在液晶屏幕上；
2.配置有源蜂鸣器控制电路，能够通过STM32微处理器的GPIO管脚实现驱动控制，能够实现蜂鸣器灵活的启动和停止；
3.能够实现步进电机四相八拍方式的转动，通过STM32微处理器的驱动控制，能够实现多种方式的灵活转动；
4.配置ULN2003步进电机驱动芯片硬件驱动电路，通过STM32微处理器的驱动控制，能够实现对四路步进电机驱动脉冲信号的功率增益；
5.配置ESP8266型WiFi通信模块驱动电路，通过STM32微处理器的控制，实现对WiFi数据的无线收发；
6.配置雨水检测电路，通过高性能雨水传感器驱动电路的配置，并结合STM32微处理器的控制，实现对雨水的高精度检测。
系统硬件设计
整体方案设计
本次毕业设计将采用下图中的架构来对智能露天雨棚控制系统进行研发，根据该方案所示，STM32微处理器将在智能露天雨棚控制器系统里面作为控制核心，通过软硬件接口的连接，实现对LCD1602液晶屏电路、提示音电路、步进电机拖动电路、步进电机驱动电路、ESP8266型WiFi电路和雨水检测电路等部分的控制驱动，在软件代码的配合下，实现各项预期功能指标，整体设计框图。接下来将对各个电路模块的功能作用进行描述：如图1所示




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