硬件设计_基于STM32单片机的自动浇花系统

系统通过温度传感器和土壤湿度传感器实时监测环境参数，当温度过高或土壤过干时自动触发浇水。系统配备OLED显示屏展示实时数据，内置时钟模块支持定时浇水功能，并通过ESP8266模块实现远程监控，用户可通过手机APP查看数据并远程控制。硬件设计采用微控制器连接各类传感器和继电器，软件部分包含Keil端的下位机程序和基于MQTT协议的上位机界面程序，实现了温度、湿度数据的采集显示与智能灌溉控制。系统具有

糖糖单片机设计

1085人浏览 · 2025-07-07 11:02:51

糖糖单片机设计 · 2025-07-07 11:02:51 发布

一.系统概述

自动浇花系统功能概述
环境温度监测：

利用温度传感器实时获取环境温度，并在OLED显示屏上显示当前温度数据。
当温度超过用户设定的阈值时，系统会自动启动浇水功能。
土壤湿度监测：

采用电阻式水滴模块检测土壤的湿度，检测结果同样通过OLED显示屏进行展示。
一旦检测到土壤湿度低于设定值，系统将自动进行浇水。
定时浇水功能：

配备DS1302实时时钟模块，用于记录和显示当前时间在OLED显示屏上。
当达到用户预设的浇水时间时，系统将自动启动浇水。
远程监控与控制：

通过ESP8266模块实现无线网络连接，将实时温度和土壤湿度数据上传至手机APP。
用户可通过APP远程控制浇水系统的开关。
阈值设定与手动控制：

用户可以通过按键输入设定温度和土壤湿度的阈值。
按键还可用于手动控制浇水系统的启动与停止。

在这里插入图片描述

二.电路设计

电电路图设计概述（使用Altium Designer）
温度传感器连接：

使用DS18B20温度传感器进行环境温度检测，该传感器通过单总线接口与微控制器进行数据通信。
数据显示模块：

采用0.96寸OLED显示屏（型号12864），通过IIC总线与微控制器进行连接，实现数据的实时显示。
时钟定时功能：

利用DS1302实时时钟模块进行时间管理，模块通过SDA、SCK和DAT三个引脚与微控制器相连。
阈值设定与浇水控制：

设计独立的按键用于用户设定阈值和控制浇水功能，按键的一个端口接地，另一个端口连接至微控制器的GPIO引脚。
浇水控制机制：

通过继电器实现浇水的模拟操作，将继电器的控制输出脚连接至微控制器的GPIO口，以便进行控制。
数据上传功能：

采用ESP8266-01S模块将采集到的温度和湿度数据上传至服务器，该模块通过UART串口与微控制器进行数据通信。

在这里插入图片描述

三.程序设计

keil端程序

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "adc2.h"
#include "math.h"
#include "key.h"
#include "OLED_I2C.h"
#include "Control_Report_To_Police.h"


int main(void)
 {	
  

	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级
	delay_init();	    	 //延时函数初始化	
  Usart1_Init(115200);	 
	TIM4_Init(300,7200);
		
	KEY_Init();
	Adc2_Init();	   //湿度
	 
	while(DS18B20_Init());      //温度传感器初始化
	Relay_init();            //继电器初始化 
	 
	DS1302_GPIO_Init_Write_Time();
	OLED_Init();            //OLED初始化
	OLED_CLS();             //OLED清屏
	OLED_ShowCN(32,2,0);			//小常硬件
	OLED_ShowCN(32+16,2,1);
	OLED_ShowCN(32+32,2,2);
	OLED_ShowCN(32+32+16,2,3);
	delay_ms(100);
	OLED_CLS();
	
	ALi_ESP8266_GPIO_Init();
	MQTT_Buff_Init();
  AliIoT_Parameter_Init();

//	 /*******显示汉字**********/
	OLED_ShowCN(0,0,10);      
	OLED_ShowCN(0+16,0,11);	
	OLED_ShowCN(0,2,12);      
	OLED_ShowCN(0+16,2,13);	
		
    
  Relay_0=0;  //停止浇花
//  Beep=1;//蜂鸣器初始化   系统上电后先让蜂鸣器停止叫
  while(1)
	{
    OLED_Display_Cotrol(); //显示控制函数
	}	 
}

上位机端程序

&lt;template&gt;
	&lt;view class="wrapper"&gt;
		&lt;view class="device-area"&gt;
			&lt;view class="device-cart"&gt;
				&lt;view class="device-info"&gt;
					&lt;view class="device-name"&gt;温度&lt;/view&gt;
					&lt;image class="device-logo" src="/static/Temp.png"&gt;&lt;/image&gt;
				&lt;/view&gt;
				&lt;view class="device-data"&gt;{<!-- -->{Temp}}℃&lt;/view&gt;
			&lt;/view&gt;
			&lt;view class="device-cart"&gt;
				&lt;view class="device-info"&gt;
					&lt;view class="device-name"&gt;湿度&lt;/view&gt;
					&lt;image class="device-logo" src="/static/Humi.png"&gt;&lt;/image&gt;
				&lt;/view&gt;
				&lt;view class="device-data"&gt;{<!-- -->{Humi}}%&lt;/view&gt;
			&lt;/view&gt;
		&lt;/view&gt;
		&lt;button @click="clickon" type="primary"&gt;开启连接&lt;/button&gt;
		&lt;button @click="tem_add" type="primary"&gt;浇花控制&lt;/button&gt;
&lt;!-- 		&lt;button @click="tem_samll" type="primary"&gt;温度阈值-&lt;/button&gt;
		&lt;button @click="him_add" type="primary"&gt;湿度阈值+&lt;/button&gt;
		&lt;button @click="him_small" type="primary"&gt;湿度阈值-&lt;/button&gt; --&gt;
	&lt;/view&gt;
&lt;/template&gt;

&lt;script src="https://unpkg.com/mqtt/dist/mqtt.min.js"&gt;&lt;/script&gt;
&lt;script&gt;
	// const mqtt = require('mqtt')
	const mqtt = require('node_modules/mqtt/dist/mqtt.min.js')
	const url = 'ws://iot-06z00g5pu6fx3oj.mqtt.iothub.aliyuncs.com:443'
	const options = {
	  clean: true,
	  connectTimeout: 4000,
	  username: 'uniapp_device&amp;k054r6Bpm3e',
	  password: 'b5200c65e727e56cd66675f8068ba3a2c1bd5ac9367ebd99cfac68166ff18960',
	  clientId: 'k054r6Bpm3e.uniapp_device|securemode=2,signmethod=hmacsha256,timestamp=1693390768432|'}
	const  sub_topic = "/sys/k054r6Bpm3e/uniapp_device/thing/service/property/set"   //需要订阅的主题
	const  P_TOPIC_NAME = "/sys/k054r6Bpm3e/uniapp_device/thing/event/property/post"    //需要发布的主题  
	// const client = mqtt.connect(url, options)
	
	// #ifdef H5
	console.log('h5')
	const client = mqtt.connect(url, options)
	//#endif
	 
	// #ifdef APP-PLUS
	console.log('app')
	const client = mqtt.connect(`wx://iot-06z00g5pu6fx3oj.mqtt.iothub.aliyuncs.com:443`, options)
	//#endif
	// #ifdef MP
	
	const client = mqtt.connect(`wxs://iot-06z00g5pu6fx3oj.mqtt.iothub.aliyuncs.com:443`, options)
	console.log('微信小程序连接');
	
	//#endif
	export default {
		data() {
			return {
				Temp:0,
				Humi:0,
			};
		},
		methods:{
			clickon(){
				
				let that = this
				console.log(333);
				client.on('connect', function () {
					      console.log(333);
						  console.log('Connected')
						  client.subscribe(sub_topic, { qos: 0 }, function (err) {
							  console.log("11111");
						  })
						})
				// 接收消息
				client.on('message', function (topic, message) {
					console.log(JSON.parse(message))
					if (JSON.parse(message).items) {
						 that.Temp = JSON.parse(message).items.temperature.value
						 that.Humi = JSON.parse(message).items.humidity.value
				}})
			},
			tem_add(){
				client.publish(P_TOPIC_NAME, '{"method":"thing.event.property.post","id":"203302322","params":{"temp_max":999},"version":"1.0.0"}', { qos: 0, retain: false }, function (error) {
				    console.log('Published  aa')
				})
			}