基于STM32的农业种植环境监测系统（有完整资料）

本设计是基于STM32的农业种植环境监测系统，主要实现以下功能：可以通过传感器检测环境温湿度，土壤湿度，光照强度，烟雾浓度和二氧化碳当土壤湿度低于阈值时，自动打开水泵进行浇水当二氧化碳或者烟雾浓度超过阈值时，自动开启风扇通风当任意参数异常，蜂鸣器报警提醒，可以通过按键开启或者关闭蜂鸣器通过按键可以切换显示和设置阈值通过OLED显示屏可以显示环境参数通过WiFi模块可以连接手机，实现远程监测

特纳斯电子-官方

968人浏览 · 2026-01-04 11:35:27

特纳斯电子-官方 · 2026-01-04 11:35:27 发布

编号：T1962402M

设计简介：

本设计是基于STM32的农业种植环境监测系统，主要实现以下功能：

可以通过传感器检测环境温湿度，土壤湿度，光照强度，烟雾浓度和二氧化碳
当土壤湿度低于阈值时，自动打开水泵进行浇水
当二氧化碳或者烟雾浓度超过阈值时，自动开启风扇通风
当任意参数异常，蜂鸣器报警提醒，可以通过按键开启或者关闭蜂鸣器
通过按键可以切换显示和设置阈值
通过OLED显示屏可以显示环境参数
通过WiFi模块可以连接手机，实现远程监测

电源： 5V
传感器：温湿度传感器，光照传感器，土壤湿度传感器，烟雾传感器，二氧化碳传感器
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：水泵（N-MOS），风扇（N-MOS），蜂鸣器
人机交互：独立按键，WiFi模块（ESP8266）

标签：STM32、OLED12864、DHT11、BH1750、YL-69、MQ-2、RBY-CO2、N-MOS、ESP8266、有源蜂鸣器

题目扩展：基于物联网的智能大棚系统，基于物联网的智慧农业系统，基于单片机的智能果园系统

基于STM32的农业种植环境监测系统

基于 STM32 的农业种植环境监测系统设计与实现

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：监测环境温湿度
2. 土壤湿度传感器模块：监测土壤湿度
3. 光照传感器模块：监测环境光照强度
4. 烟雾传感器模块：监测环境烟雾浓度
5. 二氧化碳传感器模块：监测环境二氧化碳浓度
6. 独立按键：用于切换界面、设置参数阈值
7. 供电电路：为整个农业种植环境监测系统供电
三、输出部分
1. OLED 显示模块：实时显示检测到的环境参数（环境温湿度、土壤湿度、光照强度、烟雾浓度、二氧化碳浓度）及参数阈值设置界面
2. MOS 管控制模块（两路）：分别控制水泵和风扇的运行
3. 蜂鸣器报警模块：当监测参数超过设定阈值时，触发蜂鸣器报警提醒
4. WIFI 模块：将监测数据上传至云平台，支持连接手机 APP
5. APP 联动模块：通过手机 APP 实现环境参数显示、报警提示及设备控制功能

第 5 章实物调试

5.1 整体实物构成

该设计以绿色电路板为核心载体，配备有单片机最小系统，外接了温湿度传感器、人体红外传感器用于环境与人员监测，设置了多个按键方便操作交互，还有蜂鸣器用于报警提醒，风扇用于通风调节，同时搭载 WiFi 模块以实现远程通信，此外还设有电源接口保障供电。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

农业种植系统电路板中，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，方便用户实时掌握生长环境状况。传感器获取数据测试图如下图 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

该设计的按键设置阈值功能主要依靠按键设置函数实现，先是借助按键扫描函数获取按键按下信息，再依据不同键值来改变相应变量。键值为 1 时切换界面，键值为 2 或 3 时，会依据所处不同界面进行对应环境参数阈值的增减操作，以此灵活调整如土壤湿度、湿度、温度、光照强度、CO₂浓度、烟雾浓度等各参数的阈值，满足不同农业种植环境监测与调控需求。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

第 6 章调试

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

在农业种植系统的电路板中，各类环境传感器承担着关键的数据采集任务：温湿度传感器负责监测空气的温度与湿度，二氧化碳传感器追踪气体浓度，光照传感器记录光照强度，土壤湿度传感器则感知根系生长环境的湿润程度。这些传感器将采集到的环境参数分别转换为电信号或数字信号，实时传输至 STM32 主控芯片。STM32 主控芯片作为系统核心，对接收的多路传感数据进行综合处理与分析后，通过专用控制引脚与显示模块建立通信。最终，温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度及土壤湿度等关键环境参数，将按照预设的格式与布局在显示屏上清晰呈现，让用户能够直观、实时地掌握农作物生长环境的各项指标。传感器获取数据测试图如下图 6-2 所示。

图 6-2 传感器获取数据图

6.3 串口数据传输测试

在农业环境监测系统中，串口上传功能是实现数据传输的重要环节。系统通过各类传感器采集环境参数，经 STM32 主控芯片处理后转换为适合串口传输的格式，再通过串口通信引脚将处理后的环境数据（如温度、湿度、光照强度等）发送出去，同时这些数据会在虚拟终端等显示窗口呈现，方便用户实时查看。串口数据传输测试如下图 6-3 所示：

图 6-3 串口数据传输测试图

设计说明书部分资料如下

设计摘要：

当今农业生产领域，精准掌握种植环境状况对于提高农作物产量与品质至关重要。随着科技发展，传统依靠人工经验判断农业种植环境的方式已难以满足现代农业精细化、智能化管理的需求，存在着无法实时且精准获取各项环境参数、对环境异常情况不能及时预警以及缺乏自动调控手段等诸多不足。

基于STM32的农业种植环境监测系统应运而生。该系统能够实时检测环境温湿度、土壤湿度、光照强度、烟雾浓度、二氧化碳浓度等关键环境参数，并在OLED屏上直观显示。同时，可设置合理阈值，一旦参数越限，蜂鸣器能及时响起预警。尤为重要的是，其具备调控功能，例如土壤湿度过低可自动浇灌，烟雾或二氧化碳超标可开启风扇应对。此系统的研究对于提升农业种植环境管理的智能化水平、保障农作物健康生长以及推动农业可持续发展有着重要意义。

关键词：农业种植；单片机；自动调控