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编号：

T4892402M

设计简介：

本设计是基于STM32的智能花卉养殖系统，主要实现以下功能：

1.可通过温湿度传感器检测当前温湿度
2.可通过光敏电阻检测当前光照强度
3.可通过土壤湿度传感器检测当前土壤湿度
4.可通过二氧化碳传感器检测当前二氧化碳浓度
5.可通过按键设置阈值，切换模式，控制风扇、水泵和灯光
6.自动模式下：当环境温度或者湿度过高，打开风扇；放土壤湿度过低，打开水泵并报警；当光照过低，打开灯光
7.可通过WIFI模块连接云平台，可查询两条历史记录

电源： 5V
传感器：温湿度传感器、二氧化碳传感器、土壤湿度传感器
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：风扇、水泵、USB灯
人机交互：独立按键
通信模块：WIFI模块

标签：STM32、OLED12864、DHT11、RBY-CO2、土壤湿度传感器、风扇、水泵、USB灯、独立按键、ESP8266-12F

题目扩展：基于物联网的智能花盆、基于单片机的智能盆栽养殖系统、基于物联网的农业大棚系统

基于 STM32 的智能花卉养殖系统设计与实现

一、主控部分

核心：STM32 单片机功能：获取输入数据、内部处理、控制输出

二、输入部分

1. 温湿度传感器模块：检测花卉养殖环境的温湿度
2. 二氧化碳传感器模块：检测养殖环境的二氧化碳浓度
3. 土壤湿度传感器模块：获取花卉生长土壤的湿度值
4. 光敏电阻模块：检测养殖环境的光照强度
5. 独立按键：用于切换系统界面、切换运行模式、控制相关设备、进入参数阈值设置界面
6. 供电电路：为整个智能花卉养殖系统供电

三、输出部分

1. OLED 显示模块：显示环境温湿度、光照强度、二氧化碳浓度、土壤湿度数据及参数阈值设置界面
2. MOS 管控制模块（两个）：分别控制风扇（调节通风 / 温度）和水泵（补充土壤水分）
3. 蜂鸣器报警模块：当温湿度、二氧化碳浓度、土壤湿度、光照强度等数据异常时，触发蜂鸣器报警提醒
4. WIFI 模块：将养殖环境各项监测数据上传至云平台，同时连接手机 APP，支持远程监控与设备控制

第 5 章 实物调试

5.1 整体实物构成

该智能花卉养殖系统设计的主要硬件包括 STM32F103C8T6 单片机作为主控，温湿度传感器、二氧化碳传感器、光敏电阻与固定电阻组成的光照检测电路、土壤湿度传感器用于环境数据采集，OLED 显示屏用于数据显示，风扇、水泵、LED 灯作为执行设备，还有 Type-c 口电源电路、复位电路、晶振电路，以及 WiFi 模块用于数据交互、独立按键用于手动操作、蜂鸣器用于提示。

焊接流程上，先准备好焊接工具如电烙铁、焊锡丝等，清洁焊接点。从主控芯片开始焊接，仔细对准引脚，采用点焊方式固定四角引脚确保芯片位置正确，再依次焊接其余引脚。接着焊接传感器，注意方向正确，按照引脚顺序焊接。焊接电源电路时，确保连接牢固，避免虚焊。焊接显示屏、执行设备、按键等模块，保证各引脚焊接良好。焊接完成后，进行整体检查。

焊接的注意事项有，焊接前要确认元器件型号、规格是否正确。控制好电烙铁温度，过高易损坏元器件，过低则焊接不牢固。焊接过程中避免焊锡过多造成短路，或过少导致虚焊。对于静电敏感元件，要做好防静电措施，比如佩戴防静电手环。焊接完成后，仔细检查有无漏焊、虚焊、短路等问题，可借助万用表进行初步检测。整体实物如图 5-1 所示：

图 5-1 整体实物图

5.2 传感器获取数据测试

该智能花卉养殖系统电路板中，温湿度、二氧化碳、光照、土壤湿度等传感器分别感知对应环境参数，并将其转化为电信号或数字信号传输给 STM32 主控芯片。主控芯片对接收的数据进行处理分析后， 通过控制引脚与显示模块通信，将温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度、土壤湿度等环境数据，以特定格式和布局在显示屏上呈现，方便用户实时掌握花卉生长环境状况。手动控制测试图如下图 5-2 所示。

图 5-2 传感器获取数据图

5.3 相关阈值设置测试

该智能花卉养殖系统中，按键用于设置环境参数阈值。用户按下按键，可进入设置模式，通过按键操作依次选择温度、湿度等参数，调整其阈值并实时显示。设置完成后，主控芯片存储阈值，运行时将传感器采集的环境数据与阈值对比，超范围则自动控制风扇、水泵、灯等设备，调节环境以适配花卉生长，实现个性化智能调控。相关阈值设置测试如下图 5-3 所示：

图 5-3 相关参数设置功能测试图

5.4 手机远程控制测试

智能花卉养殖系统的手机远程控制功能借助 WiFi 模块实现，主控芯片采集环境数据后经其上传，用户通过手机端 APP 可实时查看各项参数。APP 设有控制选项，用户点击相应按钮发出指令，经无线网络、WiFi 模块传至主控芯片，由其控制执行设备运行状态，方便用户远程灵活调控花卉生长环境，提升养殖便利性与智能化程度。手机远程控制测试如下图 5-4 所示：

图 5-4 自动模式功能测试图

第 6 章 软件调试

6.1 软件介绍

Proteus 8.15 是一款由 Labcenter Electronics 开发的电子设计自动化（EDA）软件。它集电路仿真、PCB 设计和微控制器调试于一体，广泛应用于嵌入式系统开发等领域。该软件拥有丰富元件库，包含超 50000 种元器件，支持模拟 / 数字电路协同仿真，集成逻辑分析仪等虚拟仪器。它还内置 8051、ARM 等微控制器模型，支持与 Keil 等编译器联调。此外，Proteus 8.15 可实现从原理图到 PCB 的自动布局布线，并生成 3D 模型。其界面直观，支持工具栏和快捷键个性化定制，还提供电压探针等调试工具，方便用户分析电路行为。软件界面如图 6-1 所示：

图 6-1 软件界面图

6.2 传感器获取数据测试

在智能花卉养殖系统电路板里，温湿度、二氧化碳、光照、土壤湿度等各类传感器，各自负责感知对应的环境参数，接着把这些参数转换成电信号或者数字信号，传递给 STM32 主控芯片。主控芯片对接收来的数据加以处理和分析后，借助控制引脚和显示模块进行通信，最终把温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度、土壤湿度等环境数据，按照特定的格式与布局在显示屏上展示出来，从而使用户能够实时了解花卉生长环境的状况。手动控制测试图如下图 6-2 所示。

图 6-2 传感器获取数据图

6.3 串口和阈值调试功能

该智能花卉养殖系统，本地可通过按键设置温湿度等环境参数阈值，超范围自动调控风扇、水泵、灯光；远程借助 WiFi 模块（仿真用串口代替），用户能在手机 APP 查看参数并远程控制设备，方便灵活调控花卉生长环境。串口和阈值调试功能如下图 6-3 所示：

图 6-3 串口和阈值调试功能图