.2.2藍牙通信軟件設計在本系統中藍牙模塊的作用也不容小覷，其將系統各單元與個控制器相聯系，同時通過藍牙模塊的連接可以遠程控制系統中各控制器的工作狀態，相對于而言起到了雙保險作用。藍牙模塊在本系統中其串口初始化后主要有波特率、停止位和校驗位等參數設置。如圖4.5所示為其設置流程。圖4.5串口設置流程在流程中的最后一項是編寫中斷服務函數，在函數中它的主要作用是接收各單元控制器的工作的延時參數，如圖4.6所示：圖4.6中斷服務函數程序4.3感應測量裝置軟件設計在校園中各用水單元的設計都用到了感應測量裝置，如：衛生間沖水控制器、水量監控器和綠植灌溉濕度測量控制器。在綠植灌溉用水系統中需要測量綠植周圍土壤的濕度值，對于濕度值的測量十分復雜，因此就需要用到DS18B20來進行感應測量。4.3.1DS18B20概述DS18B20是美國DALLAS半導體公司繼DS1820之后最新推出的一種改進型智能溫度傳感器。與傳統的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測溫度并且可根據實際要求通過簡單的編程實現9～12位的數字值讀數方式。可以分別在93.75ms和750ms內完成9位和12位的數字量，并且從DS18B20讀出的信息或寫入DS18B20的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫，溫度變換功率來源于數據總線，總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無需額外電源。因而使用DS18B20可使系統結構更趨簡單，可靠性更高。他在測溫精度、轉換時間、傳輸距離、分辨率等方面較DS1820有了很大的改進，給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。4.3.2DS18B20主要特性（1）適應電壓范圍3.0V～5.5V，在寄生電源方式下可由數據線供電；（2）DS18B20與微處理器之間僅需要—條口線即可雙向通訊；（3）支持多點組網功能，多個DS18B20可以并聯在唯—的三線上，實現組網多點測溫；（4）不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉換電路集成在外形如一只三極管的電路內；（5）測溫范圍－55℃～＋125℃，在－l0℃～＋85℃時精度為±0.5℃；（6）可編程的分辨率為9位～12位，對應的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可實現高精度測溫；（7）在9位分辨率時，最多93.75ms便可把溫度轉換為數字，12位分辨率時最多750ms便可把溫度值轉換為數字；（8）直接輸出數字溫度信號，以一線總線串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力；（9）電源極性接反時，芯片不會因發熱而燒毀，但不能正常工作；因此DS18B20遵循單總線協議，每次測溫時必須有初始化、傳送ROM命令、傳送RAM命令、數據交換等4個過程。4.3.3DS18B20工作原理DS18B20的低溫度系數晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產生固定頻率的脈沖信號送給減法計數器1，高溫度系數晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產生的信號作為減法計數器2的脈沖輸入，同時隱含著計數門，當計數門打開時，DS18B20就對低溫度系數振蕩器產生的時鐘脈沖后進行計數，進而完成溫度測量。計數門的開啟時間由高溫度系數振蕩器來決定，每次測量前，首先將-55℃所對應的基數分別置入減法計數器1和溫度寄存器中，減法計數器1和溫度寄存器被預置在-55℃所對應的一個基數值。減法計數器1對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行減法計數，當減法計數器1的預置值減到0時溫度寄存器的值將加1，減法計數器1的預置將重新被裝入，減法計數器1重新開始對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行計數，如此循環直到減法計數器2計數到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數值即為所測溫度。而斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計數器的預置值，只要計數門仍未關閉就重復上述過程，直至溫度寄存器值達到被測溫度值，這就是DS18B20的測溫原理。如圖4.7所示圖4.7DS18B20感應測量工作原理4.4本章小結本章是各用水單元控制系統與通信系統的軟件設計，是基于硬件結構組成所要是實現的目標而設計的，分別是對各用水單元的控制器、通信系統和感應測量系統的軟件進行分類設計。五、系統測試與結果分析以本文中前面章節部分所設計的整體校園用水智能控制系統中所涉及到的硬件和軟件為基礎，在本章設計出一套流程來對其各單元原件系統的準確性和實用性進行檢測分析，是否可以達到預期目標：使相同情況下學生的生活用水與校園綠化灌溉得到最基本的節約，做到方便控制、功能性強。5.1通信系統測試5.1.1WIFI系統測試首先對于WIFI系統測試時要考慮到WIFI是否進行了校園覆蓋，其次進行WIFI網絡參數設置：主機服務器的主協議類型選擇UDP，將IP地址設置為“192.168.3.100”，端口號為“8080”，通信IP地址設置為“192.168.3.2”，來進行調試，當調試完畢后進行連接測試，最后確保各單元硬件控制器可以有效的進行連接，最終形成一個覆蓋是網絡網。如圖5.1所示：圖5.1WIFI系統測試參數5.1.2藍牙系統測試藍牙連接系統在校園用水智能控制系統中運用比較少，它的作用也是將各用水單元硬件系統控制器與主監控器和各個用水單元硬件系統控制器之間相互連接起來，其與WIFI系統的作用大同小異，同時也起到了雙保險作用。藍牙系統的測試相對簡單，他主要是測試其是否可以與主控制器和各用水單元硬件系統控制器有效連接。如圖5.2所示：圖5.2藍牙系統測試結果5.2感應測量系統測試DS18B20所運用的是9位存儲溫值，最高位符號位。當負溫度S=1，正溫度S=0時：00AAH為+85℃，0032H為25℃，FF92H為-55℃，如圖5.3所示：表5.1感應測量系統DS18B209位測試結果DS18B20所運用的是12位存儲溫值，最高位符號位。當負溫度S=1，正溫度S=0時：0550H為+85℃，0191H為25.0625℃，FC90H為-55℃，如圖5.4所示：表5.2感應測量系統DS18B2012位測試結果5.3整合系統測試如圖5.5所示，整個校園用水智能控制系統包含了主監控、路由器、水量監控器、宿舍用水控制器、教學樓沖水控制器和綠植灌溉控制器。將這些單元的硬件結構與軟件系統相結合進行最終測試。由水量控制器進行條件判斷和感應測量綠植周圍土壤的濕度變化，通過路由器（通信系統）將數據傳輸至主監控做出數據處理與分析并發布指令，指令依然通過路由器（通信系統）傳輸至各用水單元的控制器，各用水單元控制器按照指令進行相應的工作。圖5.5整合系統機構圖5.4本章小結在本章中對校園用水智能控制系統中的各個主要單元系統進行了獨立的測試，反復調試得出結果。最后對整個系統進行運行測試，將校園用水智能控制系統中各單元整合做出系統方案進行調試運行并得出結果。結論本文所設計的是校園用水智能控制系統，以達到在相同條件下進行相同的任務時可以有效的節約水資源。系統主要是由計算機、路由器、開關、DS18B20和STM32F103RCT6微處理器等硬件結構組成，可以實現以下功能：1.監控學生宿舍生活用水量并對其做出相應的水流量調整，當學生忘記關水依據水流量的大小進行條件判斷，發布指令使控制器自動處于閉合狀態；2.對于教學樓衛生間用水情況進行監控，按照設定好的條件進行判斷發布指令，使控制器工作狀態可以智能化切換，在不同條件下衛生間沖水控制器有不同的狀態：被動、主動和靜默；3.在綠植灌溉方面依據不同時間段進行測量監控綠植周圍土壤濕度是否達到了濕度限值，并發布指令智能化進行灌溉。這樣將會大大的減少水之源的浪費，通過智能化管理，在校園用水的各個設施中都可以達到節約用水的目的。達到了設計本系統的初衷：設計出在相同情況下學生的生活用水與校園綠化灌溉得到最基本的節約，做到方便控制、功能性強的用水、節水系統。 參考文獻[1]習近平關于社會主義生態文明建設論述摘編[M].北京：中央文獻出版社，2017.[2]杜娟.校園用水智能控制系統研究與設計[D].蘭州理工大學,2019.[3]孫賀.機場供水管網智能控制系統研究[D].中國民航大學,2019.[4]熊中才.促進節約用水的難點及對策研究[J].中國水利,2019(23):15-19.[5]李明柔,陸雋,陳燕群.智能節水灌溉系統應用與推廣[J].技術與市場,2018,25(10):104-105.[6]鄭瀚,張治江,胡勇,侯新,張明錢.高校節水實施路徑探索與思考[J].大眾科技,2019,21(10):141-143.[7]呂娣.一款校園節水灌溉智能控制系統的設計[J].河北農機,2017(08):62.[8]張子博.高校校園節水項目成本效益研究[D].北京交通大學,2019.[9]劉驍.濕熱地區綠色大學校園整體設計策略研究[D].華南理工大學,2017.[10]黎玖高,石亞洲,鄭廣天,李有增,張西峰,劉學偉,王衛放,王常軍,徐雪菲.校園節水模式與新技術應用研究[J].高校后勤研究,2018(S1):54-56.[11]張彩峰,陳艷.高校節水技術與節水管理研究[J].高校后勤研究,2018(01):47-50.[12]靳彩霞.對節水型校園創建工作的思考[J].浙江水利科技,2018,46(01):19-20+22.[13]高姝婷.我國高校節水研究綜述[J].教育教學論壇,2016(08):3-4.[14]孫修國.淺談智能節水控制系統的推廣意義[J].山東水利,2019(11):76-77.[15]楊子江,余遲.校園水資源浪費及節水型校園建設初探[J].節水灌溉,2007(03):88-89.[16]倪江群,唐承佩,張東,等.CAN通信協議及其硬件實現[J].通信學報,2008,29(5):107-113.[17]GuanshengLv,WenhuaChen,XinLiu,等.ADual-BandGaNMMICPowerAmplifierwithHybridOperatingModesfor5GApplication[J].IEEEMicrowaveandWirelessComponentsLetters,2019,PP(99):1-3.[18]RubenM.Sandoval,Antonio-JavierGarcia-Sanchez,JoanGarcia-Haro.PerformanceoptimizationofLoRanodesforthefuturesmartcity/industry[J].EURASIPJournalonWirelessCommunicationsandNetworking,2019,2019(1).[19]ChongSC,ChongSC,ChongSC,etal.NFCmobilecreditcard:Thenextfrontierofmobilepayment[J].Telematics&Informatics,2014,31(2):292-307.[20]WangT,GuL.AnElectronicWater-SavingIntegratedSystemforToiletBowlBasedonElectromagneticValveControlling[C].2009IEEEInformationandComputingScience.2009:258-261.致謝“紙上得來終覺淺”，在本次設計中深深的明白了實踐的重要性，沒有實踐就無法將所學到的理論知識很好的運用。在進行畢業設計期間劉攀老師的內