花店智能鮮花保鮮展示柜

第1章緒論1.1研究目的及意義鮮花是一種時間性和季節(jié)性很強(qiáng)且生長條件有一定要求的植物，鮮花離開母體,失去了養(yǎng)份的供給，就會很快的枯萎，失去鮮活的色澤，為使鮮花將繼續(xù)展示其誘人的色澤和美麗，必須進(jìn)行保鮮處理。目前鮮花保鮮技術(shù)是制約花卉市場發(fā)展的瓶頸所在，對其進(jìn)行研究是提高花卉市場中鮮花的品質(zhì)和市場競爭力的關(guān)鍵。鮮花保鮮是一個潛在的市場，通過保鮮處理的鮮花，品質(zhì)也可以得到相應(yīng)的改善和提高，可以保持長時間的挺直新鮮，隨著花卉市場的不斷發(fā)展，鮮花保鮮必然成為一個長期存在而又必需的技術(shù)。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2019年，林立等人在《花卉》中講到月季是全世界重要的鮮切花品種之一,其保鮮問題一直是生產(chǎn)和研究人員關(guān)注的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前,國內(nèi)外普遍采用保鮮劑,低溫冷藏等保鮮措施,存在產(chǎn)品保鮮周期短,費(fèi)用高,重金屬污染等多種問題。本文總結(jié)了國內(nèi)外不同類型的傳統(tǒng)保鮮技術(shù),并對各種保鮮技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和不足進(jìn)行分析。同時,基于當(dāng)前光保鮮技術(shù)在不同農(nóng)產(chǎn)品中的應(yīng)用效果,分析了光保鮮技術(shù)在月季鮮切花保鮮中的可行性。2019年，顧劍鋒、張海霞在《一種新型冷藏保鮮柜控制系統(tǒng)的設(shè)計》文中介紹了通過介紹鮮花采收、預(yù)冷、貯存、運(yùn)輸、銷售過程中的保鮮及保鮮方法，論述了采摘后鮮花保鮮過程中應(yīng)注意的各個環(huán)節(jié)及影響因素，對保鮮技術(shù)在花卉市場中的應(yīng)用以及各種保鮮技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，為鮮花保鮮市場提供了理論指導(dǎo)。2020年，馮健雄在《鮮花生貯藏保鮮工藝研究》文中談到本文對鮮花的采收、預(yù)處理、保鮮以及環(huán)境因素對鮮花保鮮的影響進(jìn)行了探討，介紹了目前在鮮花保鮮中的常見問題和處理方法，為鮮花保鮮工藝提供理論指導(dǎo),以提高目前的鮮花保鮮技術(shù)水平。切花保鮮技術(shù)的研究主要從水分平衡,抑制乙烯生成和降低ABA含量等方面進(jìn)行。高勇等研究表明,月季切花瓶插過程中吸水總量與瓶插壽命沒有相關(guān)性,切花瓶插壽命長短不取決于吸水量絕對值的大小,而取決于吸水和失水之間的平衡關(guān)系；張微對月季、玫瑰蘭花等花卉的試驗(yàn)證實(shí)了ABA有促進(jìn)切花衰老的作用。近幾年來,輻射保鮮,轉(zhuǎn)基因技術(shù),干制鮮切花技術(shù)也介入鮮花保鮮領(lǐng)域?？梢婈P(guān)于鮮花保鮮的研究,前景十分廣闊。2020年，F(xiàn)arahaniS在《WirelessSensorNetworks：ArchitecturesandProtocols》文中談?wù)摰浆F(xiàn)在鮮花受到人們的歡迎，而市場鮮花店售賣的鮮花并不能及時的售賣出去，這時為了可以延長售賣的周期，就需要完成對鮮花環(huán)境的控制，將其鮮花進(jìn)行保鮮，所以鮮花保鮮柜的研發(fā)顯得非常的重要。2021年，EdgarH、Callaway在《GlobalMarketsforControlledIntelligent,PreservationandforFoodandBeverages》文中，早在之前，就設(shè)計了一款花店鮮花保鮮柜，該保鮮柜可以實(shí)現(xiàn)對鮮花的保鮮，將鮮花生存的環(huán)境控制在最好的范圍內(nèi)，該展示柜在當(dāng)時受到了廣泛的使用。2022年，TheScienceNews-Lette在《Callaway.CUTFLOWERSKEPTFRESHBYASPIRIN》文章中講到溫度是影響切花采摘后壽命長短的重要環(huán)境因素。環(huán)境溫度過高會加快鮮花的衰老過程，大大縮短它們的瓶插壽命。因?yàn)闇囟壬邔⒓涌烨谢ǖ暮粑饔?促進(jìn)組織內(nèi)碳水化合物的消耗，刺激內(nèi)源乙烯的生成，有利于病害的擴(kuò)散。綜上所述，對于當(dāng)前的社會發(fā)展，開發(fā)一款用于花店鮮花保鮮的展示柜非常重要，可以延長鮮花的售賣周期，降低鮮花的成本，所以花店智能鮮花展示柜的開發(fā)顯得非常的重要。1.3主要研究內(nèi)容本課題設(shè)計了一款應(yīng)用于花店智能鮮花保鮮展示柜系統(tǒng)。系統(tǒng)以STM32單片機(jī)為核心，配合溫濕度，光照，水位各種傳感器和WIFI模塊，語音模塊以及時間模塊所組成硬件部分。以及軟件部分：下位機(jī)設(shè)計采用KEIL5軟件，使用C語言進(jìn)行編程設(shè)計；上位機(jī)軟件設(shè)計在Android平臺，使用JAVA語言進(jìn)行設(shè)計。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)成果為實(shí)物。該系統(tǒng)應(yīng)完成的主要功能有:1.系統(tǒng)監(jiān)測柜內(nèi)實(shí)時的溫濕度、光照、根部水位狀況，并顯示；2.可設(shè)定閾值，當(dāng)?shù)陀陂y值將會報警；3.系統(tǒng)監(jiān)測柜內(nèi)溫度高于閾值，開啟制冷設(shè)備，高于閾值，停止設(shè)備；4.系統(tǒng)監(jiān)測柜內(nèi)濕度低于閾值，開啟加濕設(shè)備，高于閾值，停止設(shè)備；5.系統(tǒng)監(jiān)測柜內(nèi)切花根部水位低于閾值，開啟注水設(shè)備，高于閾值，停止設(shè)備；6.系統(tǒng)監(jiān)測柜內(nèi)亮度低于閾值，開啟展示燈光；7.手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)測及控制；8.展示柜可手動/接收上位機(jī)指令進(jìn)行通風(fēng)；9.展示柜可定時周期性更換營養(yǎng)液，更換成功后，語音播報。第2章系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)2.1設(shè)計方案本課題設(shè)計了一款應(yīng)用于花店智能鮮花保鮮展示柜系統(tǒng)。系統(tǒng)以STM32單片機(jī)為核心，配合溫濕度，光照，水位各種傳感器和WIFI模塊，語音模塊以及時間模塊所組成硬件部分。用手機(jī)app實(shí)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測。圖2.1結(jié)構(gòu)框圖2.2單片機(jī)型號選擇方案一：51單片機(jī)是早期的8位微控制器，相比現(xiàn)代的32位或64位微控制器，其處理能力較低。它的計算速度和存儲容量相對較小，對于一些復(fù)雜的應(yīng)用性能不夠。51單片機(jī)通常具有較小的存儲容量，包括程序存儲器（ROM）和數(shù)據(jù)存儲器（RAM）。這限制了可以存儲和處理的程序規(guī)模和數(shù)據(jù)量。相比現(xiàn)代微控制器，51單片機(jī)集成的外設(shè)相對有限。通常只包括基本的串口、定時器、IO口等，缺少一些高級外設(shè)，如USB、以太網(wǎng)、DMA控制器等。方案二：STM32系列單片機(jī)是一款性能高，功能強(qiáng)大的系列單片機(jī)。要求性能高、成本低和功耗低的嵌入式應(yīng)用程序常用該系列單片機(jī)，其在功耗和集成方面也展現(xiàn)出良好的性能。STM32的運(yùn)算效能相當(dāng)卓越，能支持更加高速的外設(shè)。同時，STM32還能實(shí)現(xiàn)從前需要DSP和MPU等芯片才能完成的事。STM32單片機(jī)有非常高的普及率，并且開發(fā)工具也更為方便完整，生態(tài)環(huán)境成熟穩(wěn)定，由于其便捷的工具和簡單的結(jié)構(gòu)并且結(jié)合了強(qiáng)大的功能性，在業(yè)界很受歡迎。主控制芯片選擇STM32F103C8T6，STM32F103C8T6是由意法半導(dǎo)體集團(tuán)基于STM32系列ARMCortex-M內(nèi)核開發(fā)的一款具有64KB的程序存儲器的32位微控制器。其工作時需要2V~3.6V的電壓和-40℃~85℃環(huán)境溫度。圖2.2單片機(jī)引腳圖圖2.3單片機(jī)實(shí)物圖

第3章系統(tǒng)的的硬件部分設(shè)計3.1系統(tǒng)總體設(shè)計本課題設(shè)計了一套應(yīng)用于花店智能鮮花保鮮展示柜系統(tǒng)設(shè)計。本文開發(fā)的鮮花保鮮展示柜與現(xiàn)有產(chǎn)品相比有許多優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)為：當(dāng)展示柜內(nèi)部的濕度偏離正常狀況時，系統(tǒng)會根據(jù)其狀況進(jìn)行濕度控制；展示柜的光照情況能實(shí)時顯示，并且自動控制光照；對于鮮花根部的水位進(jìn)行控制，如果水位偏離正常水位，那么控制器將控制水位；該展示柜還可以對內(nèi)部進(jìn)行檢測，根據(jù)不同的鮮花，設(shè)置不同的要求，使得鮮花可以保鮮。本系統(tǒng)用手機(jī)app對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控和控制。3.2系統(tǒng)的主要功能模塊設(shè)計3.2.1DHT11溫濕度測量設(shè)計在溫度精確測量中，關(guān)鍵有工作壓力溫度計、熱電阻式溫度計、雙金屬溫度計、熱電阻溫度計、電子光學(xué)高溫計、輻射源高溫計和紅外線溫度計。工作壓力溫度計是工業(yè)化生產(chǎn)中最初的溫度測量法之一。它構(gòu)造簡易，沖擊韌性好，低成本，不依靠外界開關(guān)電源。它普遍使用于工業(yè)化生產(chǎn)中的溫度精確測量。電子光學(xué)高溫計、輻射源高溫計和紅外線高溫計都輸出非接觸式溫度計。日常日常生活和工業(yè)生產(chǎn)場地的濕度通常是相對性濕度，用RH%表明。即氣體(通常是氣體)中包含的水蒸汽量(水蒸汽壓)是與它的氣體同樣時飽和狀態(tài)水蒸汽(飽和水蒸汽壓)的百分?jǐn)?shù)。濕度用肯定濕度、相對性濕度、漏點(diǎn)、體內(nèi)濕氣與干氣的占比(凈重或容積)等表明。普遍的濕度測量法有：動態(tài)性法(雙壓法、雙溫法、分離法)、靜態(tài)數(shù)據(jù)法(飽和狀態(tài)鹽法、鹽酸法)、漏點(diǎn)法、干濕度球法和電子器件感應(yīng)器法。雙壓法和雙溫法是根據(jù)P、V、T的熱學(xué)均衡原理，平衡時間長。分離法根據(jù)肯定濕度和絕對干躁氣體的精準(zhǔn)混和。因?yàn)檫\(yùn)用了當(dāng)代精確測量和操控方式，這種設(shè)施可以生產(chǎn)制造得非常精準(zhǔn)。殊不知，因?yàn)樗麄兊亩嘣浴⒏叱杀举M(fèi)和用時的實(shí)際操作，他們應(yīng)當(dāng)被用于規(guī)范精確測量，而且他們的精確測量精度可以超過±2%RH以上。在本系統(tǒng)的設(shè)計中，傳感器有溫度傳感器和濕度傳感器,所以需要對兩種類型的傳感器進(jìn)行分別選擇，DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有較高的可靠性和優(yōu)越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)優(yōu)越、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)、極高的性價比等優(yōu)點(diǎn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡捷。極小的體積、超低的功耗，使其成為該類應(yīng)用中，在嚴(yán)苛應(yīng)用場合的最佳選擇。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝，連接很容易。如圖3.1溫濕度傳感器。圖3.1DHT11溫濕度傳感器原理圖3.2.2LED顯示屏模組模塊設(shè)計LED顯示屏采用的是0.96寸OLED，本屏所用的驅(qū)動IC為SSD1306,其具有內(nèi)部升壓功能,所以在設(shè)計的時候不需要再專門設(shè)計升壓電路。SSD1306的每頁包含了128個字節(jié)，總共8頁，這樣剛好是128*64的點(diǎn)陣大小。這點(diǎn)與1.3寸OLED驅(qū)動ICSSD1106稍有不同，SSD1106每頁是132個字節(jié)，也是8頁。所以在用0.96寸OLED移植1.3寸OLED程序的時候需要將0.96寸的顯示地址向右偏移2，這樣才能顯示正常畫面。LED顯示屏原理圖如下圖。圖3.2LED顯示屏模組原理圖3.2.3語音播報模塊設(shè)計語音識別包括兩個階段:訓(xùn)練和識別。不管是訓(xùn)練還是識別，都必須對輸入語音預(yù)處理和特征提取。訓(xùn)練階段所做的具體工作是收集大量的語音語料，經(jīng)過預(yù)處理和特征提取后得到特征矢量參數(shù)，最后通過特征建模達(dá)到建立訓(xùn)練語音的參考模型庫的目的。而識別階段所做的主要工作是將輸入語音的特征矢量參數(shù)和參考模型庫中的參考模型進(jìn)行相似性度量比較，然后把相似性最高的輸入特征矢量作為識別結(jié)果輸出。這樣，最終就達(dá)到了語音識別的目的?，F(xiàn)有的識別技術(shù)按照識別對象可以分為特定人識別和非特定人識別。特定人識別是指識別對象為專門的人，非特定人識別是指識別對象是針對大多數(shù)用戶，一般需要采集多個人的語音進(jìn)行錄音和訓(xùn)練，經(jīng)過學(xué)習(xí)，達(dá)到較高的識別率?；诂F(xiàn)有技術(shù)開發(fā)嵌入式語音交互系統(tǒng)，目前主要有兩種方式:一種是直接在嵌入式處理器中調(diào)用語音開發(fā)包;另一種是嵌入式處理器外圍擴(kuò)展語音芯片。第一種方法程序量大，計算復(fù)雜，需要占用大量的處理器資源，開發(fā)周期長;第二種方法相對簡單，只需要關(guān)注語音芯片的接口部分與微處理器相連，結(jié)構(gòu)簡單，搭建方便，微處理器的計算負(fù)擔(dān)大大降低，增強(qiáng)了可靠性，縮短了開發(fā)周期。本文是以嵌入式微處理器為核心的語音識別模塊，外圍加非特定人語音識別芯片及相關(guān)電路構(gòu)成折疊。原理圖如下圖。圖3.3語音播報原理圖3.2.4WIFI模塊設(shè)計無線通信模塊廣泛地運(yùn)用在車輛監(jiān)控、遙控、遙測、小型無線網(wǎng)絡(luò)、無線抄表、門禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線標(biāo)簽、身份識別、非接觸RF智能卡、小型無線數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)、生物信號采集、水文氣象監(jiān)控、機(jī)器人控制、無線232數(shù)據(jù)通信、無線485/422數(shù)據(jù)通信、數(shù)字音頻、數(shù)字圖像傳輸?shù)阮I(lǐng)域中。有線通信方式的建立必須架設(shè)電纜，或挖掘電纜溝，因此需要大量的人力和物力;而用無線數(shù)傳電臺建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式則無需架設(shè)電纜或挖掘電纜溝，只需要在每個終端連接無線數(shù)傳電臺和架設(shè)適當(dāng)高度的天線就可以了。當(dāng)然在一些近距離的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)中，無線的通訊方式并不比有線的方式成本低，但是有時候?qū)嶋H的現(xiàn)場環(huán)境難以布線，客戶根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的需要還是會選用無線的方式來實(shí)現(xiàn)通訊。原理圖如下圖。圖3.4WIFI模塊原理圖3.2.5光敏電阻模塊設(shè)計光敏電阻器又叫光感電阻，是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。光敏電阻又稱光導(dǎo)管，常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長的光照射下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場的作用下作漂移運(yùn)動，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。光敏電阻的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。在半導(dǎo)體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻，為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極，接出引線，在擁有透光鏡的封閉殼體內(nèi)封裝，防止受潮改變其靈敏度。入射光消失后，將復(fù)合由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子空穴對，光敏電阻值將會恢復(fù)原值。在光敏電阻兩側(cè)的金屬電極加上電壓，其中便會有電流通過，經(jīng)過固定波長的光線照射，光強(qiáng)增大，電流也隨之變大，進(jìn)而完成光電轉(zhuǎn)換。光敏電阻是一個電阻器件，沒有極性，使用的時候可以加直流電壓，也可以加交流電壓。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少。光敏電阻的結(jié)構(gòu)：通常由光敏層、玻璃基片和電極等組成的。光敏電阻是用硫化隔或硒化隔等半導(dǎo)體材料制成的特殊電阻器，光敏電阻屬半導(dǎo)體光敏器件，除具靈敏度高，反應(yīng)速度快，光譜特性及R值一致性好等特點(diǎn)外，在高溫，多濕的惡劣環(huán)境下，還能保持高度的穩(wěn)定性和可靠性，可廣泛應(yīng)用于照相機(jī)，太陽能庭院燈，草坪燈，驗(yàn)鈔機(jī)，石英鐘，音樂杯，禮品盒，迷你小夜燈，光聲控開關(guān)，路燈自動開關(guān)以及各種光控玩具，光控?zé)麸?，燈具等光自動開關(guān)控制領(lǐng)域。原理圖如下圖。圖3.5光敏電阻原理圖3.2.6超聲波傳感器測量設(shè)計對于花店智能鮮花保鮮展示柜系統(tǒng)中超聲波傳感器模塊的硬件電路設(shè)計，選擇適合應(yīng)用的超聲波傳感器模塊，根據(jù)需要的檢測范圍和精度來確定傳感器的規(guī)格。確保傳感器能夠滿足要求的距離測量和精度。為超聲波傳感器模塊提供適當(dāng)?shù)碾娫措妷汉碗娏鳌３暡▊鞲衅魍ǔＭㄟ^控制信號進(jìn)行觸發(fā)和接收測量結(jié)果?？刂破饔脝纹瑱C(jī)或者微控制器，連接到該模塊的觸發(fā)和接收引腳。將觸發(fā)引腳連接到控制器的輸出引腳，用于觸發(fā)測量超聲波傳感器。將接收引腳連接到控制器的輸入引腳，用于接收超聲波傳感器返回的測量結(jié)果。將超聲波傳感器的測量結(jié)果連接到鮮花保鮮展示柜系統(tǒng)的控制邏輯或顯示模塊?？梢酝ㄟ^串口通信協(xié)議來傳輸測量數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)使用HC-SR04超聲波模塊對水位進(jìn)行測量。工作原理1.采用IO口TRIG觸發(fā)測距，給至少10us的高電平信號來啟動模塊。2.模塊自動發(fā)送8個40kHz的方波，自動檢測是否有信號返回。3.如果有信號返回，通過IO口ECHO輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。通過公式計算測試距離=(高電平時間*聲速(340M/S))/2。超聲波因?yàn)榉较蛐詮?qiáng)，而且在空間中傳播的距離比較遠(yuǎn)，因而選用超聲波進(jìn)行距離檢測。HC-SRO4超聲波模塊是一款非接觸式距離檢測模塊，其性能穩(wěn)定，可以檢測2cm到450cm的間隔，測量精度非常高。圖3.6超聲波傳感器原理圖3.2.7繼電器設(shè)計對于花店智能鮮花保鮮展示柜系統(tǒng)中繼電器模塊需要使用四個，分別控制通風(fēng)設(shè)備，制冷設(shè)備，加濕設(shè)備，注水設(shè)備。需要一個控制電路來驅(qū)動繼電器。以下是一個簡單的繼電器控制電路設(shè)計使用一個二極管來保護(hù)驅(qū)動電路，連接繼電器的腳和正極，防止電流反向沖擊。開關(guān)使用一個普通的NPN型晶體管，在晶體管的基極連接繼電器控制端。將晶體管的集電極與繼電器的電源正極相連，而發(fā)射極與地線相連。將繼電器的控制端連接到晶體管的集電極。為繼電器模塊提供適當(dāng)?shù)碾娫措妷汉碗娏?。連接到繼電器的輸出端，用于控制鮮花保鮮展示柜系統(tǒng)中其他相關(guān)設(shè)備的電路。圖3.7繼電器原理圖3.2.8舵機(jī)設(shè)計花店智能鮮花保鮮展示柜系統(tǒng)中舵機(jī)模塊是用來模擬鮮花保鮮中營養(yǎng)液更換，選擇適合應(yīng)用的舵機(jī)模塊，根據(jù)需要的扭矩、角度范圍和精度來確定舵機(jī)的規(guī)格。確保舵機(jī)能夠滿足對鮮花展示柜門的控制要求。為舵機(jī)模塊提供適當(dāng)?shù)碾娫措妷汉碗娏?。舵機(jī)通常需要較高的電流來驅(qū)動，因此需要一個能夠提供足夠電流的電源電路。將舵機(jī)模塊的控制信號連接到鮮花保鮮展示柜系統(tǒng)的控制邏輯或者驅(qū)動電路。確保信號的連接正確并與舵機(jī)的控制引腳匹配。圖3.8舵機(jī)原理圖第4章系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1軟件主流程圖本課題設(shè)計了一套應(yīng)用于花店智能鮮花保鮮展示柜系統(tǒng)設(shè)計。該系統(tǒng)應(yīng)完成的主要功能有:系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測柜內(nèi)溫濕度狀況，并顯示；系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測柜內(nèi)光照狀況，并顯示；系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測切花根部水位狀況，并顯示；可設(shè)定閾值；系統(tǒng)監(jiān)測柜內(nèi)溫度高于閾值，開啟制冷設(shè)備，反之，停止；系統(tǒng)監(jiān)測柜內(nèi)濕度低于閾值，開啟加濕設(shè)備，反之，停止；系統(tǒng)監(jiān)測柜內(nèi)切花根部水位低于閾值，開啟注水設(shè)備，反之，停止；系統(tǒng)監(jiān)測柜內(nèi)亮度低于閾值，開啟展示燈光。圖4.1整體流程圖4.2溫濕度采集模塊的軟件設(shè)計當(dāng)總線空余情況為高電平時，服務(wù)器將總線降低，等候DHT11響應(yīng)。當(dāng)單片機(jī)初始化完成后，DHT11溫濕度傳感器會對周圍的溫度和濕度進(jìn)行采集并形成一個參數(shù)來表示溫度及濕度，若此數(shù)據(jù)在設(shè)定的范圍內(nèi)，則觸發(fā)接下來的操作；若不在范圍內(nèi)，則可選擇改變周圍環(huán)境后重新采集。圖4.2DHT11時序圖4.3顯示模塊軟件的設(shè)計在設(shè)計中需要顯示當(dāng)前環(huán)境的顏色信息。系統(tǒng)使用液晶顯示數(shù)據(jù),STM32單片機(jī)初始化完成后顯示屏?xí)詣訉懣刂谱郑刂谱譃閱纹瑱C(jī)中獲得的數(shù)據(jù)，隨后顯示出來。圖4.3顯示子程序流程圖4.4光敏電阻模塊的軟件設(shè)計一般檢測周圍環(huán)境的亮度和光強(qiáng)需要對環(huán)境光強(qiáng)敏感，光敏電阻極為合適。當(dāng)單片機(jī)初始化完成后，光敏電阻會對周圍的光照進(jìn)行采集并形成一個參數(shù)來表示光照強(qiáng)度，若此數(shù)據(jù)在設(shè)定的范圍內(nèi)，則觸發(fā)接下來的操作；若不在范圍內(nèi)，則可選擇改變周圍環(huán)境后重新采集。圖4.4光敏電阻流程圖

4.5超聲波測距模塊的軟件設(shè)計對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，發(fā)送超聲波，根據(jù)檢測超聲波傳感器的回波用來計算距離，這樣用來模擬測量水位高度，如果測量水位低于測定值則會語音報警。圖4.5超聲波測距模塊流程圖4.6WIFI模塊的軟件設(shè)計花店智能鮮花保鮮展示柜系統(tǒng)中使用WIFI模塊的軟件程序設(shè)計如下：首先，在程序中初始化WIFI模塊，包括配置WIFI連接所需的參數(shù)。程序通過調(diào)用適當(dāng)?shù)腁PI函數(shù)或庫來連接到指定的WIFI網(wǎng)絡(luò)。在連接之前，程序會檢查WIFI模塊是否已初始化，并確保設(shè)置正確的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。一旦連接到WIFI網(wǎng)絡(luò)，程序會驗(yàn)證連接狀態(tài)，確保成功建立了與WIFI網(wǎng)絡(luò)的通信。可以通過檢查返回的連接狀態(tài)或執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)連接測試來進(jìn)行驗(yàn)證。連接到WIFI網(wǎng)絡(luò)后，程序的數(shù)據(jù)傳輸就可以通過WIFI模塊進(jìn)行。這可以包括向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)、接收服務(wù)器的命令或數(shù)據(jù)等。當(dāng)系統(tǒng)不再需要WIFI連接時，可以通過調(diào)用適當(dāng)?shù)腁PI函數(shù)或庫來斷開WIFI連接，釋放相關(guān)資源并關(guān)閉WIFI模塊。需要根據(jù)具體的系統(tǒng)需求和使用的WIFI模塊來進(jìn)行軟件程序設(shè)計，并使用適當(dāng)?shù)木幊陶Z言和開發(fā)環(huán)境來實(shí)現(xiàn)。圖4.6WIFI模塊流程圖4.7語音模塊的軟件設(shè)計花店智能鮮花保鮮展示柜系統(tǒng)中使用語音模塊的軟件程序設(shè)計如下：首先，在程序中進(jìn)行語音模塊的初始化，包括配置語音模塊所需的參數(shù)，如音頻采樣率、音量控制等。程序會對識別到的文本進(jìn)行處理，這可以包括與系統(tǒng)其他部分的交互。根據(jù)需要，程序可以提供語音合成功能，將生成的文本轉(zhuǎn)換為語音輸出。通過調(diào)用語音模塊的語音合成功能，程序可以將文本轉(zhuǎn)換為音頻，并播放出來。需要根據(jù)具體的系統(tǒng)需求和使用的語音模塊來進(jìn)行軟件程序設(shè)計，并使用適當(dāng)?shù)木幊陶Z言和開發(fā)環(huán)境來實(shí)現(xiàn)。圖4.7語音模塊流程圖4.8繼電器模塊的軟件設(shè)計花店智能鮮花保鮮展示柜系統(tǒng)中使用繼電器模塊的軟件程序設(shè)計如下：首先，在程序中進(jìn)行繼電器模塊的初始化，包括配置繼電器通道、引腳等參數(shù)。通過調(diào)用適當(dāng)?shù)腁PI函數(shù)或庫，程序可以控制繼電器模塊的通道狀態(tài)?？梢允褂妹罨驑?biāo)志來指示繼電器的打開或關(guān)閉。根據(jù)用戶的輸入或系統(tǒng)邏輯，程序可以根據(jù)需要控制繼電器的狀態(tài)。根據(jù)系統(tǒng)需求，程序可以設(shè)置定時任務(wù)來定期執(zhí)行特定的操作。程序可以定期檢測繼電器模塊的狀態(tài)，以確保繼電器的正常工作。這可以通過讀取繼電器狀態(tài)引腳的值或使用相應(yīng)的API函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。需要根據(jù)具體的系統(tǒng)需求和使用的繼電器模塊來進(jìn)行軟件程序設(shè)計，并使用適當(dāng)?shù)木幊陶Z言和開發(fā)環(huán)境來實(shí)現(xiàn)。圖4.8繼電器模塊流程圖4.9舵機(jī)模塊的軟件設(shè)計首先，在程序中進(jìn)行舵機(jī)模塊的初始化，包括配置舵機(jī)的引腳、角度范圍和控制參數(shù)。通過調(diào)用適當(dāng)?shù)腁PI函數(shù)或庫，程序可以控制舵機(jī)模塊的角度。可以使用命令或參數(shù)來指示舵機(jī)應(yīng)旋轉(zhuǎn)到的特定角度。：根據(jù)用戶的輸入或系統(tǒng)邏輯，程序可以根據(jù)需要控制舵機(jī)的角度。根據(jù)系統(tǒng)需求，程序可以設(shè)置定時任務(wù)來定期執(zhí)行特定的舵機(jī)控制操作。程序可以定期檢測舵機(jī)模塊的狀態(tài)，以確保舵機(jī)的正常工作。這可以通過讀取舵機(jī)角度引腳的值或使用相應(yīng)的API函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。圖4.9舵機(jī)模塊流程圖第5章系統(tǒng)測試5.1系統(tǒng)實(shí)物圖圖5.1系統(tǒng)完整實(shí)物圖5.2測試原理點(diǎn)擊上位機(jī)上方開啟服務(wù)器后，手動設(shè)置上位機(jī)中溫度、濕度和亮度的上下限。并觀察到了上方有溫濕度傳感器、超聲波測距傳感器、光敏電阻傳感器所獲得的實(shí)時數(shù)據(jù)。設(shè)置完畢之后點(diǎn)擊是否開啟舵機(jī)，若此時的溫度、濕度、亮度都位于正常范圍內(nèi)則正常工作，若此時溫度、濕度、亮度有一項(xiàng)不在正常范圍內(nèi)則系統(tǒng)報警。5.3led顯示屏功能模塊測試圖5.2led顯示屏功能測試圖點(diǎn)擊上位機(jī)上方開啟服務(wù)器后，觀察上位機(jī)溫濕度，水位，亮度的數(shù)據(jù)，與led顯示屏顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，觀察兩者是否一致，并改變實(shí)時數(shù)據(jù)，觀察顯示屏數(shù)據(jù)是否變更，變更則測試成功。5.4溫濕度功能模塊測試設(shè)備正常通電，觀察溫濕度傳感器所獲的實(shí)時數(shù)據(jù)。圖5.3溫濕度測試圖（2）用嘴對溫濕度傳感器哈氣，濕度升高，用手捂住溫濕度傳感器，溫度上升。則測試成功。圖5.4溫濕度測試圖圖5.5溫濕度測試圖5.5光敏電阻模塊測試（1）設(shè)備正常通電，觀察光照傳感器所獲的實(shí)時光照數(shù)據(jù)。圖5.6光敏電阻測試圖（2）用手捂住光敏電阻，查看上位機(jī)數(shù)據(jù)和led顯示屏數(shù)據(jù)是否降低，如果降低，則該模塊測試成功。圖5.7溫濕度測試圖圖5.8光敏電阻測試圖5.6超聲波傳感器模塊測試點(diǎn)擊上位機(jī)上方開啟服務(wù)器后，觀察超聲波傳感器所獲的水位實(shí)時數(shù)據(jù)。圖5.9超聲波傳感器測試圖將本設(shè)計，向上移動一段，改變高度，看水位是否上升，如果上升，則該模塊測試成功。圖5.10超聲波傳感器測試圖5.7WIFI模塊測試（1）將設(shè)備與手機(jī)app連接同一個WIFI。圖5.11WIFI測試圖（2）打開上位機(jī)，如果上位機(jī)和led顯示屏顯示數(shù)據(jù)一樣并實(shí)時改變，則連接成功。圖5.12WIFI測試圖調(diào)試與總結(jié)6.1調(diào)試系統(tǒng)軟件的調(diào)試過程并不是一帆風(fēng)順，在調(diào)試過程中出現(xiàn)了一些錯誤。但在老師的輔導(dǎo)下，我總算發(fā)現(xiàn)了問題，并糾正了設(shè)計中的錯誤和不科學(xué)的地區(qū)。設(shè)計方案中的問題和解決方法主要包含下面一些層面。(1)在功率模塊模擬仿真過程中，發(fā)現(xiàn)調(diào)試輸出值一直達(dá)不上設(shè)計規(guī)定。查驗(yàn)基本原理錯誤后，發(fā)現(xiàn)電路板焊接時出現(xiàn)了一些技術(shù)問題，于是重新焊接。(2)應(yīng)用仿真軟件，發(fā)現(xiàn)錯誤代碼。然后調(diào)整，發(fā)現(xiàn)在啟用程序流程時，單片機(jī)沒有正常復(fù)位，在程序流程中添加復(fù)位程序流程后才獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。(3)在模擬仿真時，一直提醒端口號P0存有邏輯錯誤。盡管不危害效果的輸出，但在具體印刷制版過程中確實(shí)會危害電源電路。之后通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)信息發(fā)送錯誤代碼表明時，未能分辨忙碌情況。之后在制定中添加忙碌情況分辨后，系統(tǒng)軟件工作中一切正常，數(shù)據(jù)信息口也沒有提醒邏輯錯誤。6.2總結(jié)本課題設(shè)計了一套應(yīng)用于花店智能鮮花保鮮展示柜系統(tǒng)設(shè)計。本文開發(fā)的鮮花保鮮展示柜與現(xiàn)有產(chǎn)品相比有許多優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)為：當(dāng)展示柜內(nèi)部的濕度偏離正常狀況時，系統(tǒng)會根據(jù)其狀況進(jìn)行濕度控制；展示柜的光照情況能實(shí)時顯示，并且自動控制光照；對于鮮花根部的水位進(jìn)行控制，如果水位偏離正常水位，那么控制器將控制水位；該展示柜還可以對內(nèi)部進(jìn)行檢測，根據(jù)不同的鮮花，設(shè)置不同的要求，使得鮮花可以保鮮。未來鮮花保鮮將更加完善，可從氣體監(jiān)測，更加精準(zhǔn)的測量數(shù)據(jù)，使鮮花存活時間更長。參考文獻(xiàn)[1]孫勇;曲春民;孫志利;馬玉草.鮮花保鮮技術(shù)及環(huán)境影響因素分析[J].河北建筑工程學(xué)院學(xué)報.2020.[2]馮健雄.鮮花生貯藏保鮮工藝研究[C],蘭州交通大學(xué).2019.[3]范珺.現(xiàn)代包裝技術(shù)在鮮花保鮮中的應(yīng)用[C],中國花卉園藝.2020.[4]劉梅.基于專利分析的智能保鮮包裝技術(shù)[J].設(shè)計藝術(shù)研究,2021.[5]關(guān)豐;徐踐;侯鞏傲.甘薯智能保鮮庫的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[P].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2021.[6]吳琦;賴冬寅.基于嵌入式技術(shù)的茶葉智能保鮮裝置的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[M].福建茶葉,2019.[7]肖雷;車鳳斌;馬燕翔.智能保鮮冷庫貯藏保鮮石榴技術(shù)[P].農(nóng)村科技,2019.[8]顧劍鋒;張海霞.一種新型冷藏保鮮柜控制系統(tǒng)的設(shè)計[P].南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報,2019,.[9]胡軍;陳忠明;高志明.負(fù)離子保鮮柜對食物保鮮效果試驗(yàn)[J].廣州食品工業(yè)科技.2019[10]李典典;郝曉慶;張培培;李文芳.植物多酚抑菌性及其復(fù)合保鮮技術(shù)在水產(chǎn)品中的應(yīng)用進(jìn)展[M].華北科技學(xué)院學(xué)報.2022[11]記者林意.武漢法雅鮮花保鮮技術(shù)取得突破[N].中國花卉報,2008-09-18(003).[12]辛麗紅,建德鋒,鐘紹軍.鮮花的保鮮技術(shù)[J].吉林蔬菜,2005,(05):46.[13]袁學(xué)軍,王艷云,王建波.鮮花保鮮技術(shù)[J].農(nóng)村新技術(shù),2000,(04):38-39.[14]花卉保鮮技術(shù)[J].農(nóng)民科技培訓(xùn),2007,(10):32+35.[15]郭曉姿.多變量解耦模糊控制在果蔬保鮮智能監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[D].河北科技師范學(xué)院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