参赛队伍：大连理工大学balabalabiu队
概述
该系统主要由数字电子时钟模块、蓝牙通信模块、LED显示模块、温湿度显示模块、土壤湿度检测浇灌模块5部分构成，基本满足数字电子钟的使用要求。我们以STM32F103ZET6作为主控芯片，其有着丰富的内部资源，可实现不同不同的设计要求，使用DHT22检测环境温湿度，视频在最后。
设计并制作一个可控数字电子钟，它有一个用单片机构成的数字电子钟和LED时分指示器两部分组成，两者通过有线或无线通信方式实现同步指示，其示意图如下：
㈠基本要求
⑴设计并制作一个数字电子钟，能显示年、月、日、时、分、秒；
⑵设计一个用LED发光管构成的时分指示器，能实现时分的同步指示；
⑶数字电子钟与时分指示器间传输距离要求在2米以上；
⑷具有闹钟和整点报时功能；
⑸具有断电保持功能。
㈡发挥部分
⑴数字电子钟与时分指示器采用无线通信方式（允许采用现成的无线模块）；
⑵无线通信距离要求在5米以上；
⑶能同时显示环境温度，温度误差不超过±1℃；
⑷数字电子钟部分要求用二节1.5V电池供电，其工作电流要求尽可能小；
⑸其他创新
我们选择STM32作为我们主机的控制核心。其基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-3内核。按内核架构分为不同产品：其中STM32F1系列有：STM32F103“增强型”系列，STM32F101“基本型”系列，STM32F105、STM32F107“互联型”系列，增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是32位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz。综合考虑后我们选择STM32F103“增强型”系列下的STM32F103ZET6作为我们实验的“大脑“。
根据设计要求，我们需要LCD显示模块，以及LED显示模块，其中LED显示模块需要有时分指示
TFT-LCD模块，该模块采用TFT-LCD面板，320×240的分辨率；可以显示16位色的真彩图片；自带触摸屏，可以用来作为控制输入。我们使用的LCD支持65K色显示，接口为16位的80并口。模块原理图如下：
TFTLCD模块采用16位的并方式与外部连接，之所以不采用8位的方式，是因为彩屏的数据量比较大，尤其在显示图片的时候，如果用8位数据线，就会比16位方式慢一倍以上，所以选择16位的接口。信号线如下
CS：TFTLCD片选信号。
WR：向TFTLCD写入数据。
RD：从TFTLCD读取数据。
D<><><><>：16位双向数据线。
RST：硬复位TFTLCD。
RS：命令/数据标志（0，读写命令；1，读写数据）。
通过TFT-LCD模块顺利实现显示年、月、日、时、分、秒。
对于断电保持我们充分利用了STM32的内部资源——STM32的实时时钟（RTC）是一个独立的定时器。STM32的RTC模块拥有一组连续计数的计数器，在相应软件配置下，可提供时钟日历的功能。修改计数器的值可以重新设置系统当前的时间和日期。
RTC模块和时钟配置系统是在后备区域，即在系统复位或从待机模式唤醒后RTC的设置和时间维持不变。但是在系统复位后，会自动禁止访问后备寄存器和RTC，以防止对后备区域的意外写操作。所以在要设置时间之前，先要取消备份区域写保护。
通过这一资源实现时间在断电后还可以继续走。
该部分我们选择了蜂鸣器作为提示器件。蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。我们使用的是电磁式的有源蜂鸣器。其具有较大的控制方便性：有源是指有没有自带震荡电路，有源蜂鸣器自带了震荡电路，一通电就会发声，这大大提高了我们控制的简便性；无源蜂鸣器则没有自带震荡电路，必须外部提供2~5Khz左右的方波驱动，才能发声。
我们通过设定LCD屏上的闹钟设定区域，便可设定相应时间的闹钟。同时，还可根据需要设定闹钟响铃持续的时间。整点报时则是判定每当时间变量增加时，启动蜂鸣器，并在下一分钟关闭。
DHT11是一款湿温度一体化的数字传感器。该传感器包括一个电阻式测湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。通过单片机等微处理器简单的电路连接就能够实时的采集本地湿度和温度。DHT11与单片机之间能采用简单的单总线进行通信，仅仅需要一个I/O 口。传感器内部湿度和温度数据40Bit的数据一次性传给单片机，数据采用校验和方式进行校验，有效的保证数据传输的准确性。DHT11功耗很低，5V电源电压下，工作平均最大电流0.5mA。
DHT11的技术参数如下：
①工作电压范围：3.3V-5.5V
②工作电流 ：平均0.5mA
③输出：单总线数字信号
④测量范围：湿度20~90％RH，温度0~50℃
⑤精度：湿度±5%，温度±2℃
⑥分辨率：湿度1%，温度1℃
通过该传感器我们顺利采集到了环境的温湿度，然而，我们发现DTH11的精度略低于我们的设计要求，故我们准备将其换成云汉芯有售的DTH22，其参数如下：
温度
分辨率：0.1°C
精度：±0.5℃
检测范围：-40°C ~ 80°C
湿度
分辨率：0.1%RH
精度：±2%RH (25°C)
检测范围：0%RH ~ 99.9%RH
DTH22完全满足设计要求，并且适用于我们已编写好的DTH11的程序。
无线通信模块我们选择的是蓝牙透传模块HC-05，其优势在于我们只需要配置好两段传输和接受的串口通信，即可实现无线形式的串口收发数据。
HC-05引脚定义：
原理图：
可实现标准教室范围内的通信，并且可以通过手机连接蓝牙调节显示，基本满足无线通信要求。
我们在主机模块拥有数字钟功能及闹钟功能，我们在此基础上为其增加了智能浇灌的功能，打造了一个家庭智能浇灌系统的初步模型。我们为其增加了土壤湿度传感器，可以插入花盆土壤中进行检测，同时使用继电器模块，进行微型水泵的控制。并且可以通过闹钟的定时来控制浇水的时间，同时会有蜂鸣器提示音。我们同时设置了三种模式：闹钟模式、智能浇灌模式【检测土壤湿度决定是否浇水】、定时浇灌模式。
视频展示
①LCD显示年月日时分秒，检测温湿度、智能浇灌【其他创新】视频链接：
http://v.youku.com/v_show/id_XMTUyNzE3NzQ2NA==.html?from=y1.7-1.2
http://v.youku.com/v_show/id_XMTUyNzE3ODA1Mg==.html?from=y1.7-1.2
②不清晰的poc时分指示【由于不清晰，最终换为LED数码管显示】
http://v.youku.com/v_show/id_XMTUyNzE3ODI4OA==.html?from=y1.7-1.2
③无线蓝牙串口调试、断电保持
http://v.youku.com/v_show/id_XMTUzMDA1NTExMg==.html?from=y1.7-1.2
