智能花店-数据采集与控制子系统的设计与实现（毕业设计论文）

1 设计任务

1.1 问题描述

随着人们日常生活质量的提高，逐渐开始遵循更高的生活水准,对花卉的市场需求也渐渐增加。虽然花卉的种植规模越来越大,但缺乏智能花店系统，花卉管理仍然停留在人工观察和人为控制阶段，对花卉的生长信息和环境参数无法精确的把控和实时掌握，并且花卉种类多、数量大,对花卉管理带来了很大的难度，急需开发智能花店系统，让花卉更好的生长。

1.2 要达到的目的

智能监控：在花店营业中，若花店管理员未注意花卉生长环境时(如温湿度、光照强度)，可能会导致花卉的生长受阻，影响美观和新鲜。例如，花店管理员一时疏忽，把花卉放在阴暗的环境中，就会影响花卉的光合作用，抑制花卉的生长。为了防止这些情况的发生，花店管理员需要控制智能花店系统，能够取得有关花卉生长环境数据的基本功能。花店管理员不仅可以获取花卉生长环境的数据，而且，花店管理员还具有调节参数的功能。在调节花卉环境的同时，让花卉管理员和消费者放心。

(1)温度采集和湿度采集功能

(2)光照强度采集和烟雾浓度采集功能

(3)液晶显示功能

(4)直流电机和照明功能

(5)报警器提醒功能

(6)远程实时自动控制与服务器通信功能

1.3 具体的分析

1.3.1 温度采集和湿度采集功能

（1）温度采集：采集花卉生长环境的温度数据，获取实时的温度数据，防止花卉生长环境温度过高或过低，影响花卉的生长。

（2）湿度采集：采集花卉生长环境的湿度数据，获取实时的湿度数据，防止花卉生长环境湿度过高或过低，影响花卉的新鲜和美观。

1.3.2 光照强度采集和烟雾浓度采集功能

（1）光照强度采集：采集花卉生长环境的光照强度数据，获取实时的光照强度数据，促进花卉的光合作用的同时，又抑制花卉的呼吸作用，促使花卉更好的生长。

（2）烟雾浓度采集：花店室内存在一定火灾风险，因此采集花卉生长室内环境的烟雾数据，并且获取实时的烟雾数据，防止花店发生火灾。

1.3.3 液晶显示功能

（1）液晶显示：利用LCD1602液晶显示器展示智能花店每多线动态数据，以及直流电机会根据花店环境温度和湿度做出判断是否开启电机(风扇)，光照强度过低时判断是否开灯照明，烟雾浓度过高时判断是否报警器提醒。

1.3.4 直流电机和照明功能

（1）直流电机：采集花卉生长环境的温度和湿度数据，获取实时的温度和湿度数据，当温度和湿度过高时，会自动开启电机(风扇)降温除湿。

（2）照明：当智能花店光照强度过低时，LED灯会自动开启，为花卉提供照明，提高光合作用，给花卉提供良好的生长环境。

1.3.5 报警器提醒功能

（1）报警器提醒：当花店室内的烟雾浓度达到管理员设定的阈值时后，报警器会自动提醒花店管理员，进行相对应的灭火处理，防止火灾的发生。

1.3.6 远程实时自动控制与服务器通信功能

（1）远程实时自动控制：智能花店传感器对当前花卉环境数据进行监控和判断，如果程序检测到花卉生长环境的数据高于或低于花店管理员设定的阈值时，此时就会触发相对于的指令对设备进行控制。例如触发直流电机(开启风扇)、断开直流电机(开启风扇)、开启LED灯、关闭LED灯、报警器提示等。

（2）服务器通信：移动终端子系统采用ESP8266 WIFI通信模块并且通过服务器对控制端子系统下发控制指令。Android端采用TCP通信机制通过连接服务器，收集智能花店各项数据，以及实时判断设定的阈值触发相对于的指令，控制电机模块和报警模块运作。

2 设计思路

2.1 系统概述

智能花店共分为数据采集与控制端子系统、服务器子系统。移动监控子系统，采用ESP8266 WIFI通信模块实现与服务器子系统通信，将温湿度传感器、光照强度传感器、烟雾浓度传感器的采集数据上传到服务器子系统。移动端基于TCP协议通信，实现与QT服务器子系统的连通，获从而取服务器中重要的数据把将数据进行图形转换处理，智能花店管理员便可以直观的观看。

2.2 系统整体设计图 

智能花店-数据采集与控制子系统分为温湿度检测、光照强度检测、烟雾浓度检测模块、液晶显示模块、报警器提醒模块、电机模块(风扇模块)、远程实时自动控制。报警器提醒模块提醒花店管理员烟雾浓度过高并发出提醒，电机模块(风扇模块)提醒花店管理员温湿度过高并开启风扇，远程实时自动控制模块，数据采集与控制端子系统通过服务器子系统向移动端子系统发送动态温湿度、光强、烟雾浓度等数据。设计结构如图 2.1 所示。

                                        图 2.1 数据采集与控制端子系统结构图

2.3 智能花店-控制端子系统硬件电路

根据系统的需求分析，控制子系统硬件电路分别为STC89C51最小单片机系统电路模块、温湿度检测电路模块、光强检测电路模块、烟雾浓度检测电路模块、液晶显示电路模块、电机电路模块、报警器提醒电路模块和通信电路模块。

2.3.1单片机最小系统电路模块

最小单片机系统电路由STC89C52芯片电路与复位电路够成，工作电压范围：3.3V～5.5V(5V单片机)，程序存储容量为8K字节，单片机上集成512字节RAM的程序存储空间。一共有40个引脚，有1个优先级设置，总共有2个32位定时器(计数器)。定时器有T0、T1、T2，有2个八位并行的IO口。STC89C52最小单片机系统时钟引脚分别含有XTAL1和XTAL2；含有控制信号引脚分别有RST、ALE、PSEN和EA等；还有1个全双工串行通信端口；IO端口有P0、P1、P2和P3等. 具体设计如图 2.2、2.3、2.4、2.5、2.6所示。

图2.2 单片机电路设计图

图2.3 时钟电路设计图

图2.4 USB转TTL下载模块电路图设计

图2.5 复位电路图设计

                                               图2.6 DC5V-->3.3V电源模块电路图设计

2.3.2温湿度检测电路模块

温湿度采集电路选用DHT11温湿度传感器作为电路数据采集的电子元器件。温湿度采集的分辨率：16Bit ；重复性：±1℃精度：25℃ ±2℃；响应时间：1/e(63%) 10S电气特性：供电：VCC 3.3～5.5V；供电电流：测量 0.3mA 待机 60μA；采样周期：次大于2秒。VDD电力提供3.3V-5.5V，DC，单总线，GND接地，电源接正极。电路设计如图2.7所示。

图2.7 温湿度模块电路设计图

2.3.3光强烟雾检测电路模块

光照强度采集电路由BH1750为核心构造，低功耗3.3V稳压供应器(3V-5V供电兼容)，电平与此同时可以转换(3V-5V系统通信兼容)，GND接地，VCC供电3V-5V，ADDR与BH1750FVI IIC器材设备地址IO口相通，SCL和SDA分别与IIC总线时钟引脚以及IIC总线数据引脚相连接。具体设计如图2.8所示。

图2.8 光照强度检测电路设计图

当MQ-2烟雾传感器所处智能花店内部环境中存在可燃烧气体中时，MQ-2烟雾传感器的电导率会根据智能花店内部环境中空气可燃烧气体浓度的增大而增大。MQ-2烟雾传感器电导率的实时动态数据信号转置为智能花店室内可燃气体浓度相之匹配的数据信号。MQ-2烟雾传感器要外界提供2个额定电压，加热器电压(VH)、测试电压(VC)。VH为传感器提供适合工作温度。VC为测定与MQ-2传感器负载电阻(RL)上的电压(VRL)。MQ-2烟雾传感器有轻微的极性，VC接直流电源。在一定供电的前提条件下，VC和VH可以共用同一个电源电路。为了发挥MQ-2烟雾传感器传感器采集的最好性能，则要有最佳的RL值。具体设计如图2.9所示。

图2.9 烟雾浓度基本测试电路设计图

2.3.4液晶显示电路模块

液晶显示电路采用LCD1602液晶显示，LCD1602的8位数据口 DB0-DB7 与单片机的 P0.0-P0.7 管脚,连接，LCD1602 的 RS、RW、E 脚与单片机的 P2.6、P2.5、P2.7 管脚连接。电路设计如图2.10所示。

图2.10 液晶显示模块电路设计图

2.3.5直流电机和照明电路模

开发板配置的直流电机为5V直流电机，电压：1-6V参考电流：0.35A-0.4A 转速：17000-18000转每分钟ULN2003的输出是集电极开路，ULN2003输出端需要输出高电位，输出口需要外接上拉电阻ULN2003的输入口与单片机的P1^0-P1^3相连接，对应输出则是OUT1-OUT4，而J47则是提供给外部连接电机的接口，同时可以支持直流电机、也可以支出五线四相步进电机28BYJ-48连接。本次实验使用的是直流电机，电机的一根线连接在VCC上，另一根连接在OUT1上，因而，可利用单片机P1^0口输出高电平来调节电机转动，输出低电源来控制电机停止运行。ULN2003的OUT1并不会因为输出高电平导致停止，而是因为集电极开路，导致电机无电流流入致使停止。电路设计如图2.11所示，内部结构如图2.12所示

        图2.11  直流电机模块电路设计图                                      图2.12 直流电机模块内部结构图

LED灯电路模块主要配合光照强度传感器使用，为智能花店提供照明，其中信号一个接GND，另一个接电源(5V)，一个接信号引脚。LED灯电路设计如图2.13所示。

                                                        图2.13 LED灯模块电路设计

2.3.6报警器提醒电路模块

从图中可以看出，蜂鸣器控制管脚直接连接到 51 单片机的 P2.5 管脚上。报警器控制管脚直接连接到51单片机的P2.5管脚上。并没有使用三极管进行电流放大，而是使用ULN2003芯片来驱动，当P25输出高电平，BEEP则输出低电平；当P25输出低电平，BEEP则输出高电平，类似一个非门。单片机上用的是无源报警器，需要特定定频率的脉冲信号才会鸣声。电路设计如图2.14所示。

图2.14 报警器提醒电路设计图

2.3.7通信电路模块

通信短路模块由ESP8266 WiFi通信模块来进行通信，连接好VCC、GND、TXD、RXD要连接好,其他线可以悬空。通电之后:如果是红灯蓝灯闪烁一下后全部熄灭,说明电流过大,考虑换一个供电能力更强的USB转TTL模块,如果是通过串口接收到的数据一直不断的是乱码这说明是电压过小,将3.3V换成5V,具体电路设计如图2.15所示。                  

                                                        图2.15 通信模块电路设计图              

3 设计内容与说明

3.1 智能花店-控制端子系统模块功能

3.1.1 温湿度检测模块

（1）功能：获取智能花店内的温湿度数据。

（2）流程：利用DHT11温湿度传感器获取智能花店室内的温湿度数据，当室内温湿度发生变化时，DHT11温湿度传感器会输出不同的电平信号，接收、解析这些电平脉冲信号就可以获取温湿度数据，扫描序列、读取数据、发送RAM指令转换温湿度、产生中断、读取温湿度数据。该过程如图温湿度模块功能设计图 3.1所示。

图3.1 温湿度模块功能流程图

3.1.2 光照强度和烟雾浓度检测模块

（1）功能：获取智能花店内的光照强度和烟雾浓度数据。

（2）流程：使用BH1750光照强度传感器和MQ-2烟雾传感器检测智能花店内的光照强度和烟雾浓度数据。HB1750光照强度传感器是通过把光照强度的实时动态变化转换成电信号的脉冲来同时实现的。而烟雾传感器是当MQ-2烟雾传感器所处智能花店室内环境中存在可燃烧气体时，MQ-2烟雾传感器的电导率会根据智能花店内部环境中空气可燃烧气体浓度的增大而增大。烟雾传感器可将电导率的变化转换为与该气体浓度相匹配的脉冲信号。该过程如图光照强度和烟雾浓度检测模块功能设计图3.2、图3.3所示。

        图3.2 光照强度模块功能流程图                                          图3.3 烟雾浓度模块功能流程图

3.1.3 液晶显示模块

（1）功能：启动单片机后显示初始化程序、实时采集温湿度、光照强度、烟雾浓度等数据。

（2）流程：使用LCD1602液晶模块把温湿度传感器、光照强度传感器、烟雾传感器获取的温度实时的显示在LCD1602液晶显示屏上

                                                图3.4 液晶显示模块功能流程图

3.1.4 直流电机和照明模块

（1）功能：当温湿度过高时可以降低智能花店内的温湿度，以及智能花店室内光照强度过低时能提供良好的照明，抑制花卉的呼吸作用，花的光合作用活性进一步提高。这有助于为花卉创造有利的环境，促进花卉的生长。

（2）流程：使用直流电机配合温湿度传感器，智能花店管理员可以设定温湿度的阈值，当智能花店内温湿度达到阈值时，直流电机就会自动开启，降温降湿。同理，LED灯模块匹配光照强度传感器一起使用，同样智能花店管理员也可以设定光照强度的阈值(适合花卉生长的最低光照强度阈值)，当智能花店室内光的照强度低于管理员设定的阈值时，LED灯就会自动打开，为花卉提供优良的照明。

                图3.5 直流电机模块功能流程图                    图3.6 照明模块功能流程图

3.1.5 报警器提醒模块

（1）功能：当智能花店室内烟雾浓度到达一定阈值时，报警器会发出声音提醒管理员。

（2）流程：使用报警器配合烟雾传感器，智能花店管理员设定最高烟雾浓度阈值，当达到这个阈值时，报警器自动提醒智能花店管理员，进行相对应的处理。

图3.7 报警器提醒模块功能流程图

3.1.6 通信控制模块

（1）功能：智能花店管理员注册登录帐户，便可远程控制智能花店室内的环境设备开启或关闭。

（2）流程：底层接收移动端发送的指令，并从各项阈值模块获取警报触发请求。运行发出的指令之前，第一先判断当前用户ID号是否由智能花店用户注册。

如果是智能花店用户ID发出

的请求，则响应设备执行该帐户的ID指令。如果移动端未向底层发送请求，则底层就不用完成相应的数据传输以及提醒功能。控制功能模块设计图2.23所示。

                                                图3.8 控制功能模块设计图

ESP通信功能模块设计与通信协议

功能模块设计：

（1）功能：

连接移动监控子系统，执行、接收服务器发出的操作命令。

（2）流程：

采用 ESP8266 WiFi 通信模块组件开展无线网络访问。通信模块自动配置、连接网络，连接到管理员指定的地址。将智能花店采集的各项数据传输到通信协议的数据位上，并通过WIFI通信协议上传到TQ服务器中。服务器子系统每秒获取一次接收的数据。转接后对采集的数据进行系统分析、处理。

通信协议设计:

（1）数据包格式

表3.1 通信协议格式表

起始位	控制位	数据位	数据位	数据位	数据位	校验和	结束位
数据获取
1byte	1byte	1byte	1byte	1byte	1byte	1byte	1byte
0x55	0x11	0x00	0x00	0x00	0x00	0x0D	0xFF
0x55	0x12	0x00	0x00	0x00	0x00	0x0D	0xFF

表3.2 控制指令格式表

控制指令
起始位	控制位	校验和	结束位
1byte	1byte	1byte	1byte
0x55	0x11	0x0D	0xFF
0x55	0x12	0x0D	0xFF
0x55	0x21	0x0D	0xFF
0x55	0x22	0x0D	0xFF
0x55	0x31	0x0D	0xFF
0x55	0x32	0x0D	0xFF

                 

（1）帧的开头是：0x55，帧的起始位是0x55。

（2）控制位是：0x11、0x12、0x21、0x22、0x31、0x32分别对应目标功能。

（3）校验和是：0x0D数据包长度和数据位％256。

（4）结束位是：0xFF，帧的结束位是0xFF。

（2）控制位说明

表3.3 控制位说明表

序号	控制码	功能说明
（1）	0x11	开灯
（2）	0x12	关灯
（3）	0x21	开启风扇
（4）	0x22	关闭风扇
（5）	0x31	开启报警
（6）	0x32	关闭报警

（3）协议描述(上传数据具体描述)

表3.4 上传数据描述表

描述	温度	湿度	烟雾浓度	光照强度
数据长度	1byte	1byte	1byte	1byte
数据内容	数据位：整数	数据位：整数	数据位：整数	数据位：整数

（4）下发设备控制指令描述

表3.5 下发设备控制命令描述表

描述	LED灯	风扇	报警器
数据长度	1byte	1byte	1byte
数据内容	0x11：开灯 0x12：关灯	0x21：开启风扇 0x22：关闭风扇	0x31：开启报警 0x32：关闭报警

3.2 测试计划

表3.6 测试计划表

序号	测试时间	测试模块	测试目的
1	2022/3/26	温度采集和湿度采集模块	测试数据是否被测量和数据的准确性
2	2022/3/30	光照强度采集和烟雾浓度采集模块	测试数据是否被测量和数据的准确性
3	2022/4/2	直流电机和照明模块	测试是否能进行数据的比较和处理
4	2022/4/6	报警器提醒模块	测试是否能进行数据的比较和处理
5	2022/4/9	远程实时自动控制与服务器通信模块	测试是否能连接服务器子系统，是否能够进行通信

模拟实际中智能花店管理员测试环境，按照设定的测试计划表逐步进行，检测智能花店系统是否存在功能问题或缺陷。如果各各子模块都正常工作，则完成测试计划。

3.2 测试用例

3.2.1 温度采集和湿度采集模块

首先启动串口调试助手，然后选择相对应的IO口进行测试。波特率得到设置与STC89C52相同，为9600 bit/s。STC89C52单片系统机会将传感器获取的数据发送至串行端口上。串口调试助手实时接收测试的数据，十六进制打印出来。测试人员可以对串口调试助手打印的实时数据来判断测试控制端子系统模块是否正常工作。

（1）如图温湿度采集传感器表面附有小孔，智能花店内的空气流动经过模块后输出高电平以此来提醒电机模块是否开启电机，具体如图温湿度检测实物图如图3-1所示。

                                                        图3.9 温湿度传感器实物图

（2）如图DHT11温湿度传感器检测智能花店室内的环境实时温湿度数据，当智能花店室内温湿度超过智能花店管理员设定阈值时，直流电机(风扇)就会自动开启，为智能花店室内降温降湿，若未超过智能花店管理员预设阈值时，直流电机(风扇)就不会自动开启。具体如温湿度检测样式图3-2所示。

                                                        图3.10 温湿度检测样式图

表3.7 温湿度与LCD液晶显示屏测试用例表

序号	功能	输入	实际结果	预期结果
1	当LCD液晶显示屏判断温湿度传感器不存在时是否正常提醒	显示“Error”	液晶屏上显示“Error”	液晶屏上显示“Error”
2	检测LCD液晶显示屏是否正常显示温湿度数据	智能花店室内环境W：19℃    S：50%	液晶屏上显示“W: 19℃    S：50%”	液晶屏上显示“W: 19℃    S：50%”
3	检测LCD液晶显示屏是否正常显示超过智能花店管理员设定的阈值(温湿度都超过)	智能花店室内环境W：25℃    S：81%	智能花店室内环境W：25℃    S：81%	智能花店室内环境W：25℃    S：81%
4	检测LCD液晶显示屏是否正常显示超过智能花店管理员设定的阈值(温度超过，湿度不超过)	智能花店室内环境W：25℃    S：50%	智能花店室内环境W：25℃    S：50%	智能花店室内环境W：25℃    S：50%
5	检测LCD液晶显示屏是否正常显示超过智能花店管理员设定的阈值(温度不超过，湿度超过)	智能花店室内环境W：18℃    S：81%	智能花店室内环境W：18℃    S：81%	智能花店室内环境W：18℃    S：81%

3.2.2 光照强度采集和烟雾浓度采集模块

与温湿度采集同理，单片机将串口的端口连接到电脑的USB接口。波特率设置与STC89C52相同，为9600 bit/s。STC89C52最小单片机系统会将传感器采集的数据发送至串行端口上。串口调试助手接收数据后，会以十六进制显示出来。测试工作人员可以判断串口调试助手打印的数据来分析测试控制端子系统模块是否正常运行。

（1）如图光照强度传感器和烟雾浓度传感器表面附有小孔，智能花店内的空气流动经过模块后输出高电平以此来提醒电机模块是否开启电机，具体如图温湿度检测实物图如图3.3，图3.4所示。

            图3.11 光照强度传感器实物图                                           图3.12 烟雾传感器实物图

（2）若光照强度低于花店管理员设定的阈值时，LED灯自动开启照明，或者烟雾浓度大于坏花店管理员设定的阈值时，报警器自动报警提醒花店管理员。具体如图光照强度检测和烟雾浓度实物图如图3.5图3.6所示。

                                                        图3.13 光照强度采集图

              

                                                         图3.14 烟雾浓度采集图

表3.8 光照强度、烟雾浓度与LCD液晶显示屏测试用例表

序号	功能	输入	实际结果	预期结果
1	当LCD液晶显示屏判断温湿度传感器不存在时是否正常提醒	显示“Error”	液晶屏上显示“Error”	液晶屏上显示“Error”
2	检测LCD液晶显示屏是否正常显示、烟雾浓度、光照强度数据	智能花店室内环境Y：05%    G:22cd	液晶屏上显示“Y: 05%    G:22cd”	液晶屏上显示“Y: 05%    G:22cd”
3	检测LCD液晶显示屏是否正常显示超过智能花店管理员设定的阈值(烟雾、光强都超过)	智能花店室内环境Y：20%    G：22cd	智能花店室内环境Y：20%    G：22cd	智能花店室内环境Y：20%    G：22cd
4	检测LCD液晶显示屏是否正常显示超过智能花店管理员设定的阈值(烟雾超过，光强不超过)	智能花店室内环境Y：35%    G：5cd	智能花店室内环境Y：35%    G：5cd	智能花店室内环境Y：35%    G：5cd
5	检测LCD液晶显示屏是否正常显示超过智能花店管理员设定的阈值(烟雾不超过，光强超过)	智能花店室内环境Y：18%    G：22cd	智能花店室内环境Y：18%    G：2cd	智能花店室内环境Y：18%    G：22cd

3.2.3 直流电机和照明功能模块

直流电机和照明模块分别为智能花店提供通风和照明，当温湿度达到花店管理员设定的阈值时，直流电机会自动开启，即开启风扇。而照明模块也使同理，当智能花店内的光照强度低于花店管理员设定的阈值时，LED灯会自动打开，为室内提供照明。

表3.9 直流电机测试用例表

序号	功能	输入		实际结果	预期结果
1	测试直流电机在正常情况是否能够工作	高电平		风扇开启	风扇开启
2	测试温度超过设定的阈值	设定温度阈值28℃	室内采集温度30℃	风扇开启	风扇开启
3	测试温度低于设定的阈值	设定温度阈值28℃	室内采集温度25℃	风扇关闭	风扇关闭
4	测试湿度超过设定的阈值	设定湿度阈值80%	室内采集湿度82℃	风扇开启	风扇开启
5	测试湿度低于设定的阈值	设定湿度阈值80%	室内采集湿度60℃	风扇关闭	风扇关闭

表3.10 照明模块测试用例表

序号	功能	输入		实际结果	预期结果
1	测试LED灯在正常情况是否能够工作	高电平		LED灯开启	LED灯开启
2	测试光强超过设定的阈值	设定光强阈值20cd	室内采集光强值40cd	LED灯关闭	LED灯关闭
3	测试光强低于设定的阈值	设定光强阈值20cd	室内采集光强值5cd	LED灯开启	LED灯开启

3.2.4 报警器提醒功能

单片机将串口连接到计算机的USB接口。打开计算机串口调试助手，配置置串口调试助手，模拟智能花店-控制端子系统现实中智能花店室内环境的数据变化，采集的各项数据如果超过相对应的阈值。观察报警设备是否响应，如果报警设备正常工作，则报警功能模块正常运行。相反，如果到达设定阈值报警功能模块不工作，则报警功能模块出现异常。

表3.11 报警器提醒测试用例表

序号	功能	输入		实际结果	预期结果
1	测试报警器在正常情况是否能够工作	高电平		报警器开启	报警器开启
2	测试烟雾超过设定的阈值	设定烟雾阈值20%	室内采集烟雾值22%	报警器开启	报警器开启
3	测试烟雾低于设定的阈值	设定烟雾阈值20%	室内采集烟雾值5%	报警器关闭	报警器关闭

3.2.5 远程实时自动控制与服务器通信功能

开启串口调试助手、网络调试助手，规定通信协议类型为TCP Server，设置本地IP地址、本地端口号，开启QT服务器和串口调试助手，ESP8266 WiFi通信模块经行IP配置，与QT服务器相连接，网络调试助手连通过ESP8266 WiFi模块接到移动端，向底层发送执行指令，ESP8266 WIFI模块会接收到数据并将其打印到串口。测试样图如图 3-7 所示。

                                                                图3.15 测试用例图

表3.12 网络通信测试用例表

序号	功能	输入	实际结果	预期结果
1	检测无线设备是否正常通信	给模块发送AT	串口调试助手还回YES	串口调试助手还回YES
2	检测无线设备是否能连接服务器子系统	发送AT相关指令	串口调试助手显示 connection  OK	串口调试助手显示 connection  OK

表3.13 控制端子系统上传模块测试用例表

序号	功能	输入	实际结果	预期结果
1	检测温度数据上传	智能花店室内环境温度20℃	QT服务器子系统显示温度20℃	QT服务器子系统显示温度20℃
2	检测湿度数据上传	智能花店室内环境湿度40%	QT服务器子系统显示湿度40%	QT服务器子系统显示湿度40%
3	检测烟雾数据上传	智能花店室内环境烟雾5%	QT服务器子系统显示烟雾5%	QT服务器子系统显示烟雾5%
4	检测光强数据上传	智能花店室内环境光强22cd	QT服务器子系统显示光强22cd	QT服务器子系统显示光强22cd

表3.14 设备模块测试用例表

序号	功能	输入	实际结果	预期结果
1	LED灯开启功能	服务端发送开启指令	LED灯开启	LED灯开启
2	LED灯关闭功能	服务端发送关闭指令	LED灯关闭	LED灯关闭
3	风扇开启功能	服务端发送开启指令	风扇开启	风扇关闭
4	风扇关闭功能	服务端发送关闭指令	风扇关闭	风扇关闭
5	报警开启功能	服务端发送开启指令	报警开启	报警开启
6	报警关闭功能	服务端发送关闭指令	报警关闭	报警关闭

4 设计总结

4.1 引言

从古至今，花都是美好的象征，为亲人朋友送去鲜花，表达心意也成为了一种传统。智能花店开辟了为之更为方便的大门,为大众所青睐。传感器实时采集智能花店室内花卉环境信息，利用计算机技术、无线通信技术、完成对花卉生长信息和环境信息的实时数据监测以及智能调控。

4.2 系统特色说明

智能花店系统分为数据采集与控制子系统、服务器子系统和移动子系统三大模块，当中数据采集与控制端子系统模块现实智能花店室内环境数据的采集和发送，通过控制模块来实现亮灯、开风扇、报警器提醒功能。

数据采集与控制端子系统是智能花店系统的关键部分，使用了 DHT11 温湿度传感器来采集智能花店内的温湿度动态数据；使用 BH1750FVI 光照强度传感器来采集智能花店内的光照强度动态数据；最后使用 MQ-2 烟雾传感器采集智能花店室内的烟雾浓度动态数据。将获取准确数据按照更为直观的方式显示出来，方便智能花店管理员直观的查看实时数据。

4.3 系统的使用说明

4.3.1 开发平台

开发平台STC89C52

4.3.2 资源需求与配置要求

硬件环境：51单片机开发板   温湿度检测(DHT11)   光照强度检测(BH1750FVI)   烟雾浓度检测(MQ-2)

软件环境：Keil uVision 4

4.3.3 使用步骤

（1）生成单片机可执行的 hex 文件；

（2）搭建好51单片机开发板的硬件电路图，DHT11(VCC、GND、DATA接单片机P2^3)、BH1750FVI(VCC、GND、ADDR接GND，SDA接P1^1,SCL接P1^0)、MQ-2(VCC、GND、IN3)、LED灯接P2^0、报警器接P1^5、直流电机接J47;

（3）外接电源；

4.4 总结

智能花店温室栽培花卉，不仅可以有效地控制温度、光照、湿度、二氧化碳浓度等环境因素，生产优质的花卉产品，还可以打破花卉生长的季节限制，达到周年生产、供应鲜花。互联网时代，花卉温室呈现向大型化、智能化发展的趋势，其中智能化主要指通过通信网络将温室环控系统与信息采集设备、环境调控设备联接在一起，利用传感器等信息采集设备采集温度、湿度、光照等信息后发送到控制系统中，控制系统经过记录、存储、分析等。

参考文献

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