代码收藏家 基于STM32智慧农业物联网系统毕业设计(全套资料有APP）
功能详解基于STM32。功能如下：
1) 检测功能： 系统检测周围环境温度数据、土壤温湿度数据、光照强度Lux、。
2) 显示功能： 将检测到的环境数据显示在oled屏幕上。
3) 控制功能： 当光照强度低于设定值时，开启灯光；温度高于设定值，开启风扇；土壤湿度低于设定值，开启水泵。
4）无线通信：通过WiFi模块与手机APP可实时检测环境。
5）分为自动模式和手动模式。
全部资料如下：
实物图片：
仿真图片：
原理图：
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基于STM32的智慧农业物联网系统毕业论文
摘要
本文介绍了一种基于STM32微控制器的智慧农业物联网系统，该系统能够实时检测环境温度、土壤温湿度、光照强度，并通过OLED屏幕显示这些数据。系统还具备控制功能，当光照强度低于设定值时，开启灯光；当温度高于设定值时，开启风扇；当土壤湿度低于设定值时，开启水泵。此外，系统通过WiFi模块与手机APP进行无线通信，支持自动模式和手动模式。
1. 引言
随着物联网技术的快速发展，智慧农业逐渐成为现代农业的重要发展方向。本文设计并实现了一种基于STM32微控制器的智慧农业物联网系统，旨在提高农业生产的自动化和智能化水平。系统通过多种传感器实时监测环境参数，并通过控制设备实现环境的自动调节，同时通过WiFi模块与手机APP进行数据通信，方便用户远程监控和管理。
2. 系统总体设计
2.1 系统架构
系统主要由以下几个部分组成：
STM32微控制器：作为系统的主控单元，负责数据采集、处理和控制。
传感器模块：包括温度传感器、土壤温湿度传感器、光照强度传感器。
控制模块：包括灯光控制、风扇控制、水泵控制。
显示模块：OLED屏幕，用于显示环境数据。
无线通信模块：WiFi模块，用于与手机APP进行数据通信。
电源模块：为系统提供稳定的电源。
2.2 系统工作流程
数据采集：传感器模块实时采集环境温度、土壤温湿度、光照强度数据。
数据处理：STM32微控制器对采集到的数据进行处理和分析。
数据显示：处理后的数据通过OLED屏幕显示。
控制决策：根据设定的阈值，STM32微控制器控制灯光、风扇、水泵的开关。
数据通信：通过WiFi模块将数据发送到手机APP，用户可以通过APP实时查看环境数据并进行手动控制。
3. 硬件设计
3.1 STM32微控制器
STM32微控制器是系统的核心，负责数据采集、处理和控制。本文选用STM32F103C8T6作为主控芯片，该芯片具有高性能、低功耗的特点，适合用于物联网系统。
3.2 传感器模块
温度传感器：采用DS18B20数字温度传感器，测量范围为-55°C至+125°C，精度为±0.5°C。
土壤温湿度传感器：采用YL-69土壤湿度传感器和DS18B20温度传感器，分别测量土壤湿度和温度。
光照强度传感器：采用BH1750光照强度传感器，测量范围为1-65535 Lux，精度为±10%。
3.3 控制模块
灯光控制：采用继电器模块控制灯光的开关。
风扇控制：采用继电器模块控制风扇的开关。
水泵控制：采用继电器模块控制水泵的开关。
3.4 显示模块
采用0.96寸OLED屏幕，通过I2C接口与STM32微控制器连接，用于显示环境数据。
3.5 无线通信模块
采用ESP8266 WiFi模块，通过UART接口与STM32微控制器连接，实现与手机APP的数据通信。
4. 软件设计
4.1 系统初始化
系统上电后，STM32微控制器进行初始化，包括GPIO、I2C、UART、定时器等外设的初始化。
4.2 数据采集
STM32微控制器通过I2C接口读取温度、土壤温湿度、光照强度传感器的数据，并通过UART接口读取WiFi模块的状态。
4.3 数据处理
STM32微控制器对采集到的数据进行处理，包括数据校正、单位转换等。
4.4 数据显示
处理后的数据通过I2C接口发送到OLED屏幕进行显示。
4.5 控制决策
根据设定的阈值，STM32微控制器通过GPIO接口控制继电器模块，实现灯光、风扇、水泵的开关。
4.6 数据通信
通过UART接口将数据发送到ESP8266 WiFi模块，WiFi模块将数据发送到手机APP。用户可以通过APP实时查看环境数据，并进行手动控制。
5. 系统测试
5.1 硬件测试
对各个模块进行单独测试，确保每个模块正常工作。测试内容包括传感器的精度、继电器的响应速度、OLED屏幕的显示效果、WiFi模块的通信稳定性。
5.2 软件测试
对系统软件进行测试，确保数据采集、处理、显示、控制、通信等功能正常。测试内容包括数据的准确性、控制的及时性、通信的稳定性。
5.3 系统联调
将各个模块连接起来，进行系统联调，确保系统整体正常工作。测试内容包括系统的稳定性、可靠性、用户体验。
6. 结论
本文设计并实现了一种基于STM32微控制器的智慧农业物联网系统，系统能够实时监测环境温度、土壤温湿度、光照强度，并通过OLED屏幕显示这些数据。系统还具备控制功能，当光照强度低于设定值时，开启灯光；当温度高于设定值时，开启风扇；当土壤湿度低于设定值时，开启水泵。此外，系统通过WiFi模块与手机APP进行数据通信，支持自动模式和手动模式。该系统具有较高的实用性和可靠性，能够有效提高农业生产的自动化和智能化水平。
7. 参考文献
[1] STM32F103C8T6数据手册
[2] DS18B20数字温度传感器数据手册
[3] YL-69土壤湿度传感器数据手册
[4] BH1750光照强度传感器数据手册
[5] ESP8266 WiFi模块数据手册
#include "main.h"
/****全局变量******************************************/
uint8_t lcd_dat1[20];//液晶第一行
uint8_t lcd_dat2[20];//液晶第二行
uint16_t temp_dat;//温度变量
uint16_t hum_dat;//湿度变量
uint16_t light_dat;//光强变量
uint16_t set_temp_dat=30;//设置温度变量
uint16_t set_hum_dat=60;//设置湿度变量
uint16_t set_light_dat=100;//设置光强变量
uint8_t set_num;//设置变量
uint16_t light_intensity(uint32_t dat)//光强函数
{
uint16_t Lux_dat;
if(dat<108)Lux_dat=0;
else if(dat<300)Lux_dat=10;
else if(dat<450)Lux_dat=20;
else if(dat<581)Lux_dat=30;
else if(dat<697)Lux_dat=40;
else if(dat<803)Lux_dat=50;
else if(dat<900)Lux_dat=60;
else if(dat<990)Lux_dat=70;
else if(dat<1073)Lux_dat=80;
else if(dat<1150)Lux_dat=90;
else if(dat<1223)Lux_dat=100;
else if(dat<1291)Lux_dat=110;
else if(dat<1355)Lux_dat=120;
else if(dat<1415)Lux_dat=130;
else if(dat<1473)Lux_dat=140;
else if(dat<1527)Lux_dat=150;
else if(dat<1579)Lux_dat=160;
else if(dat<1628)Lux_dat=170;
else if(dat<1675)Lux_dat=180;
else if(dat<1720)Lux_dat=190;
else if(dat<1763)Lux_dat=200;
else if(dat<1804)Lux_dat=210;
else if(dat<1843)Lux_dat=220;
else if(dat<1881)Lux_dat=230;
else if(dat<1918)Lux_dat=240;
else if(dat<1953)Lux_dat=250;
else if(dat<1986)Lux_dat=260;
else if(dat<2019)Lux_dat=270;
else if(dat<2050)Lux_dat=280;
else if(dat<2081)Lux_dat=290;
else if(dat<2060)Lux_dat=300;
else if(dat<2089)Lux_dat=310;
else if(dat<2166)Lux_dat=320;
else if(dat<2193)Lux_dat=330;
else if(dat<2218)Lux_dat=340;
else if(dat<2243)Lux_dat=350;
else if(dat<2267)Lux_dat=360;
else if(dat<2290)Lux_dat=370;
else if(dat<2313)Lux_dat=380;
else if(dat<2336)Lux_dat=390;
else if(dat<2357)Lux_dat=400;
else if(dat<2378)Lux_dat=410;
else if(dat<2398)Lux_dat=420;
else if(dat<2418)Lux_dat=430;
else if(dat<2437)Lux_dat=440;
else if(dat<2456)Lux_dat=450;
else if(dat<2475)Lux_dat=460;
else if(dat<2492)Lux_dat=470;
else if(dat<2509)Lux_dat=480;
else if(dat<2526)Lux_dat=490;
else if(dat<2543)Lux_dat=500;
else if(dat<2560)Lux_dat=510;
else if(dat<2575)Lux_dat=520;
else if(dat<2590)Lux_dat=530;
else if(dat<2605)Lux_dat=540;
else if(dat<2620)Lux_dat=550;
else if(dat<2635)Lux_dat=560;
else if(dat<2649)Lux_dat=570;
else if(dat<2663)Lux_dat=580;
else if(dat<2676)Lux_dat=590;
else if(dat<2689)Lux_dat=600;
else if(dat<2702)Lux_dat=610;
else if(dat<2715)Lux_dat=620;
else if(dat<2728)Lux_dat=630;
else if(dat<2749)Lux_dat=640;
else if(dat<2761)Lux_dat=650;
else if(dat<2763)Lux_dat=660;
else if(dat<2775)Lux_dat=670;
else if(dat<2786)Lux_dat=680;
else if(dat<2797)Lux_dat=690;
else if(dat<2808)Lux_dat=700;
else if(dat<2819)Lux_dat=710;
else if(dat<2829)Lux_dat=720;
else if(dat<2840)Lux_dat=730;
else if(dat<2850)Lux_dat=740;
else if(dat<2860)Lux_dat=750;
else if(dat<2869)Lux_dat=760;
else if(dat<2879)Lux_dat=770;
else if(dat<2888)Lux_dat=780;
else if(dat<2897)Lux_dat=790;
else if(dat<2906)Lux_dat=800;
else if(dat<2915)Lux_dat=810;
else if(dat<2924)Lux_dat=820;
else if(dat<2933)Lux_dat=830;
else if(dat<2941)Lux_dat=840;
else if(dat<2950)Lux_dat=850;
else if(dat<2958)Lux_dat=860;
else if(dat<2966)Lux_dat=870;
else if(dat<2974)Lux_dat=880;
else if(dat<2982)Lux_dat=890;
else if(dat<2989)Lux_dat=900;
else if(dat<2997)Lux_dat=910;
else if(dat<3004)Lux_dat=920;
else if(dat<3012)Lux_dat=930;
else if(dat<3019)Lux_dat=940;
else if(dat<3026)Lux_dat=950;
else if(dat<3033)Lux_dat=960;
else if(dat<3040)Lux_dat=970;
else if(dat<3047)Lux_dat=980;
else if(dat<3054)Lux_dat=990;
else
Lux_dat=1000;
return Lux_dat;
}
void KEY_IO_Init(void)//按键初始化
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能PB端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2; //按键输入端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}
void EXTIx_Init(void)//外部中断
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //NVIC寄存器结构体变量
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; //外部中断相关寄存器结构体变量
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); //使能IO复用功能时钟
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource0); //
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource1); //
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource2); //
//配置外部中断4相关寄存器
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0|EXTI_Line1|EXTI_Line2;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
//中断通道使能
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;//使能外部中断通道0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //设置抢占优先级2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;//设置响应优先级2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
//中断通道使能
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;//使能外部中断通道1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //设置抢占优先级2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;//设置响应优先级2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
//中断通道使能
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQn;//使能外部中断通道2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //设置抢占优先级2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;//设置响应优先级2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
set_num++;
if(set_num > 3)//按下次数超过3次，退出设置
{
set_num=0;
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4);//清除中断挂起标志位
}
void EXTI1_IRQHandler(void)
{
if(set_num == 1)
{
if(set_temp_dat<100)
set_temp_dat++;
}
if(set_num == 2)
{
if(set_hum_dat<100)
set_hum_dat++;
}
if(set_num == 3)
{
if(set_light_dat<1000)
set_light_dat=set_light_dat+10;
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4);//清除中断挂起标志位
}
void EXTI2_IRQHandler(void)
{
if(set_num == 1)
{
if(set_temp_dat>0)
set_temp_dat--;
}
if(set_num == 2)
{
if(set_hum_dat>0)
set_hum_dat--;
}
if(set_num == 3)
{
if(set_light_dat>10)
set_light_dat=set_light_dat-10;
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4);//清除中断挂起标志位
}
void Relay_IO_Init(void) //控制继电器引脚io初始化
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能PB端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10; // 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10); //PB.789 输出低
}
void ADC1_Init(void)//ADC初始化 单通道 单次转换。
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1|RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //配置模拟输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3; //GPIOA.23
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
ADC_DeInit(ADC1);
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在独立模式
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; //模数转换工作在单通道模式
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //模数转换工作在单次转换模式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //转换由软件而不是外部触发启动
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //ADC数据右对齐
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; //顺序进行规则转换的ADC通道的数目1
ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); // 72/6
ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);//adc使能
//adc校准，每次开启使用ADC都校准
ADC_ResetCalibration(ADC1); //使能复位校准
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校准结束
//while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待复位校准结束
ADC_StartCalibration(ADC1); //开启AD校准
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校准结束
}
uint16_t Read_Adc1(uint8_t ch)//通道采样1次
{
//设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间(ADCX_SMPRX)
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 ); //ADC1,ADC通道,采样时间为239.5周期
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1的软件转换启动功能
//ADC1->CR2 |= 5<<20;
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束
return ADC_GetConversionValue(ADC1); //返回最近一次ADC1规则组的转换结果
}
/*****************************************
main函数
*****************************************/
int main(void){
uint8_t count_i;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//中断向量分组 2
//按键和继电器引脚初始化
KEY_IO_Init();
Relay_IO_Init();
EXTIx_Init();//外部中断初始化
LCD_init(); //LCD1602初始化
LCD_clr();//LCD清屏幕
DHT11_Init();//温湿度传感器初始化
ADC1_Init();//adc采样初始化 用于ad类型传感器
while(1){
count_i++;
//if(count_i>50)
{
//传感器数据采集
if(DHT11_ReadData())//温湿度采集
{
temp_dat=DHT11_GetTem();
temp_dat=temp_dat/256;
delay_ms(10);
hum_dat=DHT11_GetHum();
hum_dat=hum_dat/256;
}
light_dat=Read_Adc1(2); light_dat=Read_Adc1(2);//光照采集
//数据处理转换
light_dat=light_intensity(light_dat);//光强转换
//液晶显示：T温度 H湿度 L光强
sprintf(lcd_dat1,"T:%d H:%d L:%d\n",temp_dat,hum_dat,light_dat);//转换温度，湿度，光强字符串
LCD_prints(0,1,lcd_dat1);//液晶显示第一行
if(set_num==0)
{
sprintf(lcd_dat2,"%d %d %d \n",set_temp_dat,set_hum_dat,set_light_dat);///转换设置温度，设置湿度，设置光强字符串
LCD_prints(0,0,lcd_dat2);//液晶显示第二行
}
if(set_num == 1)
{
sprintf(lcd_dat2,"%d* %d %d \n",set_temp_dat,set_hum_dat,set_light_dat);///转换设置温度，设置湿度，设置光强字符串
LCD_prints(0,0,lcd_dat2);//液晶显示第二行
}
if(set_num == 2)
{
sprintf(lcd_dat2,"%d %d* %d \n",set_temp_dat,set_hum_dat,set_light_dat);///转换设置温度，设置湿度，设置光强字符串
LCD_prints(0,0,lcd_dat2);//液晶显示第二行
}
if(set_num == 3)
{
sprintf(lcd_dat2,"%d %d %d* \n",set_temp_dat,set_hum_dat,set_light_dat);///转换设置温度，设置湿度，设置光强字符串
LCD_prints(0,0,lcd_dat2);//液晶显示第二行
}
}
if(temp_dat>set_temp_dat)//比较温度
Relay1=1;
else
Relay1=0;
if(hum_dat<set_hum_dat)//比较湿度
Relay2=1;
else
Relay2=0;
if(set_light_dat>light_dat)//比较光强
{
buzzer =1;
}
else
buzzer =0;
}
return 0;
}
作者：科创工作室li
