【单片机毕业设计】基于 STM32 的手动 / 自动双模式园艺环境智能管理装置设计基于 STM32 的阈值可调式植物生长环境监测控制系统设计（011705）

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原创最新推荐文章于 2026-08-30 16:59:53 发布 10 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

【毕业设计】基于stm32的智能农业控制系统【毕业设计】从0到1的智能农业控制系统。阅读详情

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基于 STM32 的智能温室环境监测与自动调控系统设计
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基于 STM32 的多路执行器智能驱动与环境声光预警系统设计
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基于 STM32 传感器数据采集与设备自动调控终端设计
基于 STM32 的室内绿植智能浇灌加湿温控系统设计
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基于 STM32 的人机交互可调阈值环境智能控制系统设计
基于 STM32 的 DHT11 与 YL-69 传感器环境监测终端设计
基于 STM32 的自动灌溉、降温、加湿一体化智能设备设计
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基于 STM32 的物联网前端环境感知与执行控制系统设计
基于 STM32 的小型智慧种植环境监测与声光报警装置设计

项目研究背景

现代农业与室内园艺培育行业逐步向智能化方向转型，依托嵌入式技术实现种植环境自动化管控成为主流发展方向。传统种植养护大多依靠人工巡检方式获取土壤湿度、环境温湿度数据，人工根据经验开启浇水、降温、加湿设备，存在人力成本高、监测时效性差、调控响应滞后等突出问题。市面上部分简易环境监测设备仅能完成数据采集，缺少自动调控功能；具备控制能力的设备普遍控制模式单一，缺少手动干预通道，阈值参数难以现场灵活修改，人机交互体验较差。随着嵌入式芯片、传感器技术快速普及，STM32 单片机具备成本适中、运算性能稳定、外设资源丰富等优势，适合作为小型智能管控终端的主控核心。本课题针对小型温室、室内盆栽培育场景的环境管控需求，设计一套融合环境感知、数据显示、双模式控制、声光预警的智能调控装置，实现土壤湿度、温湿度自动监测与设备联动控制，兼顾自动化运行与人工手动调试需求，有效弥补传统养护方式的短板，具备良好实际应用价值。

摘要

本文设计一套基于 STM32 单片机的植物生长环境智能监测与调控系统。系统采用 YL-69 土壤湿度传感器、DHT11 温湿度传感器采集环境数据，通过 OLED 显示屏实时展示监测参数。系统支持自动、手动、阈值设置三种工作模式，自动模式下根据预设阈值控制水泵、风扇、加湿片启停，并触发声光报警；手动模式支持人工自由控制各路执行设备；阈值模式可现场修改各项环境控制阈值。系统通过独立按键完成模式切换与参数调整，依靠继电器驱动各类执行器件，实现土壤浇灌、环境降温和空气加湿闭环控制。测试结果表明，装置能够稳定采集环境参数，控制逻辑运行可靠，可应用于小型温室、室内绿植培育等场景，满足小型种植环境智能化管控需求。

总体方案

主控单元：STM32F103C8T6 单片机

作为整套系统的核心控制器，负责接收传感器采集信号、处理环境数据、扫描按键输入、驱动 OLED 屏幕刷新、输出电平信号控制继电器与蜂鸣器。该芯片外设接口充足，程序开发资料完善，能够满足多路传感器与外设协同工作需求，适配本科嵌入式开发学习与课题实现。
土壤湿度采集模块：YL-69 土壤湿度传感器

用于实时采集土壤湿度模拟量信号，将土壤干湿程度转化为电压信号传输至单片机 ADC 引脚，实现土壤墒情检测，为自动浇灌控制提供数据依据。
环境温湿度采集模块：DHT11 数字温湿度传感器

采集环境空气温度与湿度数字信号，采用单总线通信方式与单片机通信，用于环境温湿度监测，支撑风扇降温、加湿片加湿控制逻辑。
显示模块：OLED 显示屏

与单片机采用 IIC 通信，实时刷新展示土壤湿度、环境温度、环境湿度数据以及当前系统工作模式，提供直观人机数据可视化界面。
人机交互单元：4 路独立按键

四路按键分别承担模式切换、选项切换、数值增加、数值减少功能，实现模式切换、设备手动操控、阈值参数自定义设置。
执行驱动单元：三路继电器模块

继电器 1 驱动浇水水泵，继电器 2 驱动散热风扇，继电器 3 驱动加湿片，单片机输出高低电平控制继电器通断，实现各类设备电源控制。
声光报警单元：蜂鸣器

达到设定异常阈值时触发鸣叫报警，提醒环境参数超出合理范围，实现预警功能。
供电硬件：直流稳压电源

为主控芯片、传感器、继电器、外设提供稳定直流工作电压，保障整套硬件系统持续稳定运行。

核心功能

环境数据采集处理功能

由 STM32 单片机完成传感器数据读取与运算处理，持续采集 YL-69 土壤湿度数据、DHT11 环境温湿度数据，对原始采集信号进行滤波处理，降低数据波动带来的误差，为整套控制系统提供原始环境参数。
实时数据 OLED 显示功能

OLED 屏幕持续刷新系统运行信息，实时展示土壤湿度数值、环境温度、环境湿度参数，同时显示当前所处工作模式，便于操作人员直观查看现场环境状态。
多模式切换功能

通过第一个独立按键循环切换三种工作模式：自动运行模式、手动控制模式、阈值设置模式，满足自动化运行、人工调试、参数自定义三类使用场景。
手动模式设备操控功能

系统切换至手动模式时，第二个按键用于选中水泵、风扇、加湿片、声光报警器其中一路设备，第三个按键控制选中设备开启与关闭，方便调试设备、临时人工干预环境状态。
阈值参数设置功能

系统进入阈值设置模式后，第二个按键切换待调整的阈值项目，第三个按键实现阈值数值增加，第四个按键实现阈值数值减小，支持现场自定义土壤湿度、温度、湿度控制阈值。
自动模式土壤湿度浇灌与报警控制功能

自动模式下持续对比土壤湿度实测值与设定阈值；土壤湿度低于阈值时，启动水泵浇水，蜂鸣器声光报警；土壤湿度高于阈值，关闭水泵、停止报警，完成土壤湿度闭环调控。
自动模式温度调控功能

实时比对环境温度与设定阈值，温度高于阈值时，闭合继电器启动风扇开展降温；温度低于阈值，断开继电器关闭风扇，实现环境温度自动管控。
自动模式空气湿度调控功能

持续监测环境湿度，湿度低于设定阈值时，启动加湿片进行空气加湿；湿度高于阈值，则关闭加湿片，维持空气湿度稳定。

技术路线

硬件开发平台：STM32F103C8T6 最小系统板

课题硬件运行载体，搭建嵌入式硬件电路，实现传感器、按键、显示屏、继电器外设硬件连接。
编程语言：C 语言

嵌入式底层程序开发语言，用于编写单片机传感器读取、按键扫描、屏幕驱动、控制逻辑、外设驱动全部业务代码。
开发软件：Keil MDK5

STM32 程序编译、代码调试、程序下载工具，完成工程创建、代码编写、编译调试、固件烧录。
电路设计工具：Altium Designer

绘制系统硬件原理图，完成硬件电路方案验证，辅助硬件接线方案设计。
通信协议：IIC 协议、单总线协议、ADC 模拟采集

IIC 协议驱动 OLED 显示屏；单总线协议读取 DHT11 温湿度数据；ADC 模数转换采集 YL-69 土壤湿度模拟信号。
外设驱动库：STM32 标准外设库

提供单片机底层寄存器封装函数，简化 GPIO、ADC、定时器等外设驱动开发，降低嵌入式开发难度。
仿真调试工具：ST-Link 下载器

实现程序下载与在线断点调试，排查代码逻辑错误，验证硬件外设通信稳定性。
测试工具：万用表、直流稳压电源

硬件电路调试、电压信号测量，为硬件联调、系统整体功能测试提供支撑。
文档绘图工具：Visio

绘制系统总体架构框图、硬件电路框图、程序流程图，用于毕业设计论文配图。

项目演示

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关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。