【STM32项目】植物养护设计
本文设计了一款基于STM32的智能火灾报警系统，采用STM32F103C8T6作为主控芯片，集成温湿度、烟雾、火焰等传感器，实现环境监测与火灾预警功能。系统具备自动、手动、远程三种控制模式：自动模式下通过传感器数据触发喷水灭火、排风等联动操作；手动模式支持按键直接控制设备；远程模式通过ESP8266连接阿里云平台实现手机APP远程监控。系统还包含OLED显示、声光报警、后备电源等功能模块，通过模块
✌️✌️大家好，这里是5132单片机毕设设计项目分享，今天给大家分享的是基于《基于STM32的智能植物养护系统设计》。
目录
一、系统功能
2.1、硬件清单
STM32核心控制板 + OLED显示屏 + 光敏传感器 + 蜂鸣器 + 风扇 + 补光灯（LED） + 水泵（继电器控制） + 舵机（遮阳棚） + 温度传感器 + 土壤湿度传感器 + 二氧化碳传感器 + 蓝牙模块 + 4个按键 + 后备电池
2.2、功能介绍
（1）蓝牙模块：用于无线通信，通过手机APP连接（原文中通过“数字意识”APP），实现远程控制风扇、水泵、补光灯等设备，并在OLED显示屏上同步显示控制状态（如开关状态）。
（2）光敏传感器：检测环境光照强度，数据用于自动控制补光灯和遮阳棚（舵机）。
（3）温度传感器：检测环境温度，数据用于自动控制风扇（当温度过高时）。
（4）土壤湿度传感器：检测土壤湿度，数据用于自动控制水泵（当湿度过低时启动灌溉）。
（5）二氧化碳传感器：检测空气中二氧化碳浓度，数据用于触发蜂鸣器报警（当浓度过高时）。
（6）OLED显示屏：实时显示系统信息，包括时间、传感器数据（温度、土壤湿度、光照强度、二氧化碳浓度）及工作模式（手动、蓝牙、自动），并支持菜单导航。
（7）4个按键模块：在不同模式下提供控制功能：
第一个按键为确认键（在手动模式下控制风扇，在自动模式下用于阈值切换）；
第二个按键为菜单/模式切换键（用于切换手动、蓝牙、自动模式）；
第三个按键功能上下文相关（在手动模式下控制水泵，在自动模式下用于阈值加减操作）；
第四个按键为返回键（退出菜单或返回上级界面）。
（8）蜂鸣器：用于声音报警，当二氧化碳浓度超过设定阈值时自动触发。
（9）风扇：在自动模式下，当温度超过阈值时启动以降温；手动或蓝牙模式下可通过按键或APP直接控制。
（10）补光灯（LED）：在自动模式下，当光照强度低于设定阈值时开启以补光；手动或蓝牙模式下可通过按键或APP直接控制。
（11）水泵（继电器控制）：用于植物灌溉，在自动模式下，当土壤湿度低于设定阈值时自动启动；手动或蓝牙模式下可通过按键或APP直接控制（继电器打开时绿灯亮起）。
（12）舵机（遮阳棚）：控制遮阳棚（可安装纸片模拟），在自动模式下，当光照强度超过设定阈值时自动开启以遮阳；手动或蓝牙模式下可通过APP控制。
（13）STM32核心控制板（STM32F103C8T6）：作为系统主控制器，处理所有传感器数据、执行控制逻辑（如阈值比较），并协调外设（如显示屏、按键、执行器）。
（14）后备电池：用于为系统时钟供电，确保上电后时间数据保持准确。
2.3、控制模式
系统支持三种工作模式，通过第二个按键（菜单/模式切换键）进行切换：
（1）蓝牙模式（远程控制）：上电后可通过蓝牙模块连接手机APP（原文中APP名称为“数字意识”），实现远程控制风扇、水泵、补光灯、遮阳棚（舵机）等设备，并实时查看OLED显示屏上的传感器数据（温度、土壤湿度、光照强度、二氧化碳浓度）。
（2）手动模式：通过按键直接控制外设：
第一个按键控制风扇开关；
第三个按键控制水泵开关（继电器状态在OLED显示）；
第三个按键控制补光灯开关；
第四个按键用于返回上级菜单。
（操作时无需长按，原文未提及延迟处理）。
（3）自动模式：系统根据传感器检测值与设定阈值的比较自动执行动作，支持通过按键调整阈值（第一个按键切换阈值类型，第二个按键增加阈值，第三个按键减少阈值）：
温度 > 阈值时启动风扇（例如，温度 > 30°C）；
二氧化碳浓度 > 阈值时触发蜂鸣器报警（例如，二氧化碳 > 500 ppm，正常空气为350 ppm）；
土壤湿度 < 阈值时启动水泵（例如，土壤湿度 < 39%）；
光照强度 < 阈值时开启补光灯（例如，光照强度 < 59 lux）；
光照强度 > 阈值时开启舵机（遮阳棚）（例如，光照强度 > 59 lux）。
二、演示视频和实物
基于STM32的植物养护系统设计（加入了菜单）
三、系统设计框图
四、软件设计流程图
五、原理图
六、主程序
#include "main.h"
int main(void)
{
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
delay_init(); //延时函数初始化
LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口
Buzzer_Init(); //下面为外设初始化
OLED_Init();
Key_Init();
AD_Init();
Serial_Init(); //串口1初始化
MyRTC_Init();
Servo_Init(); //舵机初始化，并设置舵机初始角度
USART2_Config();
while (1)
{
TimeRead();
if (YiJiMenu) menu();
if (t % 10 == 0) //读取传感器信息
{
sensor.Guang = AD_GetValue(ADC_Channel_4); //光敏传感器 PA4
if (sensor.Guang > 4000)sensor.Guang = 4000;
sensor.Guang = (u8)(100 - (sensor.Guang / 40));
sensor.Tu_Humi = AD_GetValue(ADC_Channel_5); //土壤传感器 PA5
if (sensor.Tu_Humi > 4000)sensor.Tu_Humi = 4000;
sensor.Tu_Humi = (u8)(100 - (sensor.Tu_Humi / 40));
temperature = DS18B20_Get_Temp();
CO2GetData(&co2);
}
t++;
KeyNum = Key_GetNum(); //按键扫描
if (KeyNum == 1) //确认键
{
qingping = 0;
delay_ms(20);
if (KeyNum == 1)
{
YiJiMenu = 0;
}
}
if (KeyNum == 4) //返回键
{
qingping = 0;
delay_ms(20);
if (KeyNum == 4)
{
YiJiMenu = 1;
}
}
if (YiJiMenu == 0)
{
switch (state)
{
case 0:
{
if (qingping == 0)
{
OLED_Clear();
qingping = 1;
}
zhidong();
ChuanGan();
}
break;
case 1:
{
if (qingping == 0)
{
OLED_Clear();
qingping = 1;
}
shoudong();
}
break;
case 2:
{
if (qingping == 0)
{
OLED_Clear();
qingping = 1;
}
LanYa();
}
break;
}
}
}
}
void menu() //菜单
{
if (qingping == 0)
{
OLED_Clear();
qingping = 1;
}
if (KeyNum == 2)
{
delay_ms(20);
if (KeyNum == 2)
{
state++;
if (state > Mode - 1)
{
state = 0;
}
}
}
switch (state)
{
case 0:
{
OLED_ShowString(2, 1, ">>");
OLED_ShowString(2, 15, "<<");
OLED_ShowString(3, 1, " ");
OLED_ShowString(3, 15, " ");
OLED_ShowString(4, 1, " ");
OLED_ShowString(4, 15, " ");
OLED_ShowChinese(2, 3, 51);
OLED_ShowChinese(2, 4, 52);
OLED_ShowChinese(2, 5, 8);
OLED_ShowChinese(2, 6, 9);
OLED_ShowChinese(3, 3, 18);
OLED_ShowChinese(3, 4, 52);
OLED_ShowChinese(3, 5, 8);
OLED_ShowChinese(3, 6, 9);
OLED_ShowChinese(4, 3, 69);
OLED_ShowChinese(4, 4, 70);
OLED_ShowChinese(4, 5, 8);
OLED_ShowChinese(4, 6, 9);
}
break;
case 1:
{
OLED_ShowString(2, 1, " ");
OLED_ShowString(2, 15, " ");
OLED_ShowString(3, 1, ">>");
OLED_ShowString(3, 15, "<<");
OLED_ShowString(4, 1, " ");
OLED_ShowString(4, 15, " ");
OLED_ShowChinese(2, 3, 51);
OLED_ShowChinese(2, 4, 52);
OLED_ShowChinese(2, 5, 8);
OLED_ShowChinese(2, 6, 9);
OLED_ShowChinese(3, 3, 18);
OLED_ShowChinese(3, 4, 52);
OLED_ShowChinese(3, 5, 8);
OLED_ShowChinese(3, 6, 9);
OLED_ShowChinese(4, 3, 69);
OLED_ShowChinese(4, 4, 70);
OLED_ShowChinese(4, 5, 8);
OLED_ShowChinese(4, 6, 9);
}
break;
case 2:
{
OLED_ShowString(2, 1, " ");
OLED_ShowString(3, 1, " ");
OLED_ShowString(2, 15, " ");
OLED_ShowString(3, 15, " ");
OLED_ShowString(4, 1, ">>");
OLED_ShowString(4, 15, "<<");
OLED_ShowChinese(2, 3, 51);
OLED_ShowChinese(2, 4, 52);
OLED_ShowChinese(2, 5, 8);
OLED_ShowChinese(2, 6, 9);
OLED_ShowChinese(3, 3, 18);
OLED_ShowChinese(3, 4, 52);
OLED_ShowChinese(3, 5, 8);
OLED_ShowChinese(3, 6, 9);
OLED_ShowChinese(4, 3, 69);
OLED_ShowChinese(4, 4, 70);
OLED_ShowChinese(4, 5, 8);
OLED_ShowChinese(4, 6, 9);
}
break;
case 3:
{
OLED_ShowString(2, 1, " ");
OLED_ShowString(3, 1, " ");
OLED_ShowString(2, 15, " ");
OLED_ShowString(3, 15, " ");
OLED_ShowString(4, 1, ">>");
OLED_ShowString(4, 15, "<<");
OLED_ShowChinese(2, 3, 18);
OLED_ShowChinese(2, 4, 52);
OLED_ShowChinese(2, 5, 8);
OLED_ShowChinese(2, 6, 9);
OLED_ShowChinese(3, 3, 57);
OLED_ShowChinese(3, 4, 58);
OLED_ShowChinese(3, 5, 8);
OLED_ShowChinese(3, 6, 9);
OLED_ShowChinese(4, 3, 61);
OLED_ShowChinese(4, 4, 62);
OLED_ShowChinese(4, 5, 8);
OLED_ShowChinese(4, 6, 9);
}
break;
}
}
void shoudong()
{
OLED_ShowString(2, 1, "FengShan:");
OLED_ShowString(3, 1, "Shui Ben:");
OLED_ShowString(4, 1, "LED:");
if (KeyNum == 1) //按键
{
delay_ms(20);
if (KeyNum == 1)
{
state2++;
if (state2 > 1)
{
state2 = 0;
}
}
}
if (state2 == 0)
{
FengShan_ON();
OLED_ShowString(2, 10, "ON ");
}
if (state2 == 1)
{
FengShan_OFF();
OLED_ShowString(2, 10, "OFF");
}
if (KeyNum == 2) //按键
{
delay_ms(20);
if (KeyNum == 2)
{
state2_1++;
if (state2_1 > 1)
{
state2_1 = 0;
}
}
}
if (state2_1 == 1)
{
ShuiBen_ON();
OLED_ShowString(3, 10, "ON ");
}
if (state2_1 == 0)
{
ShuiBen_OFF();
OLED_ShowString(3, 10, "OFF");
}
if (KeyNum == 3) //按键
{
delay_ms(20);
if (KeyNum == 3)
{
state2_2++;
if (state2_2 > 1)
{
state2_2 = 0;
}
}
}
if (state2_2 == 1)
{
LED_ON();
OLED_ShowString(4, 10, "ON ");
}
if (state2_2 == 0)
{
LED_OFF();
OLED_ShowString(4, 10, "OFF");
}
}
void zhidong()
{
if (sensor.Tu_Humi < sensor.Tu_Humi_Yu)
{
ShuiBen_ON();
}
else
{
ShuiBen_OFF();
}
if (temperature > temperature_Yu)
{
FengShan_ON();
}
else
{
FengShan_OFF();
}
if (sensor.Guang < sensor.Guang_Yu)
{
LED_ON();
Servo_SetAngle(0);//外设操作
}
else
{
LED_OFF();
Servo_SetAngle(90);//外设操作
}
if (co2< 500)
{
Buzzer_OFF();
}
else
{
Buzzer_ON();
}
if (KeyNum == 1) //自动模式下PB0按键控制阈值切换
{
delay_ms(20);
if (KeyNum == 1)
{
state3++;
if (state3 > 2)
{
state3 = 0;
}
}
}
if (state3 == 1)
{
if (KeyNum == 2)temperature_Yu += 10; //光照强度上限加
if (KeyNum == 3)temperature_Yu -= 10; //光照强度上限减
}
if (state3 == 2)
{
if (KeyNum == 2)sensor.Tu_Humi_Yu++;
if (KeyNum == 3)sensor.Tu_Humi_Yu--;
}
if (state3 == 0)
{
if (KeyNum == 2)sensor.Guang_Yu++;
if (KeyNum == 3)sensor.Guang_Yu--;
}
}
void LanYa()
{
OLED_ShowString(2, 1, "FengShan:");
OLED_ShowString(3, 1, "Shui Ben:");
OLED_ShowString(4, 1, "LED:");
if (Serial_GetRxFlag() == 1)
{
RxData = Serial_GetRxData(); //蓝牙接收
switch (RxData)
{
case 1:
state2++;
if (state2 > 1)
{
state2 = 0;
}
break;
case 2:
state2_1++;
if (state2_1 > 1)
{
state2_1 = 0;
}
break;
case 3:
state2_2++;
if (state2_2 > 1)
{
state2_2 = 0;
}
break;
default:
break;
}
}
if (state2 == 0)
{
FengShan_ON();
OLED_ShowString(2, 10, "ON ");
}
if (state2 == 1)
{
FengShan_OFF();
OLED_ShowString(2, 10, "OFF");
}
if (state2_1 == 1)
{
ShuiBen_ON();
OLED_ShowString(3, 10, "ON ");
}
if (state2_1 == 0)
{
ShuiBen_OFF();
OLED_ShowString(3, 10, "OFF");
}
if (state2_2 == 1)
{
LED_ON();
OLED_ShowString(4, 10, "ON ");
}
if (state2_2 == 0)
{
LED_OFF();
OLED_ShowString(4, 10, "OFF");
}
}
void ChuanGan()
{
OLED_ShowChinese(3, 1, 63);
OLED_ShowChinese(3, 2, 65);
OLED_ShowString(3, 5, ":");
OLED_ShowNum(3, 6, sensor.Tu_Humi, 2);
OLED_ShowString(3, 8, "%");
OLED_ShowChinese(2, 1, 26);
OLED_ShowChinese(2, 2, 28);
OLED_ShowString(2, 5, ":");
if (temperature < 0)
{
OLED_ShowString(2, 6, "-"); //显示负号
temperature = -temperature; //转为正数
}
else OLED_ShowString(2, 6, "+"); //去掉负号
OLED_ShowNum(2, 7, temperature / 10, 2);
OLED_ShowString(2, 9, ".");
OLED_ShowNum(2, 10, temperature % 10, 1);
OLED_ShowNum(2, 12, co2, 4);
OLED_ShowChinese(3, 5, 4);
OLED_ShowChinese(3, 6, 6);
OLED_ShowString(3, 13, ":");
OLED_ShowNum(3, 14, sensor.Guang, 2);
OLED_ShowChinese(4, 1, 67);
OLED_ShowChinese(4, 2, 68);
OLED_ShowString(4, 5, ":");
OLED_ShowNum(4, 6, temperature_Yu / 10, 2);
OLED_ShowNum(4, 9, sensor.Tu_Humi_Yu, 2);
OLED_ShowNum(4, 12, sensor.Guang_Yu, 2);
}
void TimeRead()
{
MyRTC_ReadTime();
OLED_ShowNum(1, 2, MyRTC_Time[1], 2); //时
OLED_ShowString(1, 4, "/");
OLED_ShowNum(1, 5, MyRTC_Time[2], 2); //分
OLED_ShowNum(1, 8, MyRTC_Time[3], 2); //时
OLED_ShowString(1, 10, ":");
OLED_ShowNum(1, 11, MyRTC_Time[4], 2); //分
OLED_ShowString(1, 13, ":");
OLED_ShowNum(1, 14, MyRTC_Time[5], 2); //秒
}
七、总结
本文设计了一款基于STM32的智能火灾报警系统，采用STM32F103C8T6作为主控芯片，集成温湿度、烟雾、火焰等传感器，实现环境监测与火灾预警功能。系统具备自动、手动、远程三种控制模式：自动模式下通过传感器数据触发喷水灭火、排风等联动操作；手动模式支持按键直接控制设备；远程模式通过ESP8266连接阿里云平台实现手机APP远程监控。系统还包含OLED显示、声光报警、后备电源等功能模块，通过模块化程序设计实现了火灾检测、报警和联动控制的完整解决方案。该设计具有实用性强、响应快速、操作灵活等特点。
八、资料内容
智能硬件社区聚焦AI智能硬件技术生态，汇聚嵌入式AI、物联网硬件开发者，打造交流分享平台，同步全国赛事资讯、开展 OPC 核心人才招募，助力技术落地与开发者成长。
更多推荐
18
0- 0
已为社区贡献21条内容
所有评论(0)