基于STM32开发的智能花园灌溉系统

原创 已于 2024-11-18 19:43:29 修改 · 4k 阅读 · 63 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
文章标签：

#stm32 #嵌入式硬件 #单片机

于 2024-08-23 16:57:48 首次发布

目录

  1. 引言
  2. 环境准备工作
    • 硬件准备
    • 软件安装与配置
  3. 系统设计
    • 系统架构
    • 硬件连接
  4. 代码实现
    • 系统初始化
    • 土壤湿度监测与处理
    • 灌溉控制与状态指示
    • Wi-Fi通信与远程监控
  5. 应用场景
    • 家庭花园智能灌溉
    • 农业田地的智能灌溉管理
  6. 常见问题及解决方案
    • 常见问题
    • 解决方案
  7. 结论

1. 引言

随着智能家居技术的发展，智能花园灌溉系统逐渐成为家庭园艺和农业生产中提高水资源利用效率的重要工具。该系统通过集成土壤湿度传感器、雨滴传感器、Wi-Fi模块等硬件，实时监测土壤湿度和天气情况，并根据植物的需求自动调节灌溉时间和水量。此外，系统支持远程监控和控制，用户可以通过手机或电脑随时管理灌溉系统。本文将介绍如何使用STM32微控制器设计和实现一个智能花园灌溉系统。

2. 环境准备工作

硬件准备

  • STM32开发板（例如STM32F103C8T6）
  • 土壤湿度传感器（用于检测土壤湿度）
  • 雨滴传感器（用于检测天气情况）
  • 水泵或电磁阀（用于控制灌溉系统）
  • MOSFET或继电器模块（用于控制水泵或电磁阀）
  • OLED显示屏（用于显示系统状态）
  • Wi-Fi模块（例如ESP8266，用于远程控制）
  • 面包板和连接线
  • USB下载线

软件安装与配置

  • Keil uVision：用于编写、编译和调试代码。
  • STM32CubeMX：用于配置STM32微控制器的引脚和外设。
  • ST-Link Utility：用于将编译好的代码下载到STM32开发板中。

步骤：

  1. 下载并安装Keil uVision。
  2. 下载并安装STM32CubeMX。
  3. 下载并安装ST-Link Utility。

3. 系统设计

系统架构

智能花园灌溉系统由STM32微控制器作为核心控制单元，通过土壤湿度传感器和雨滴传感器实时监测土壤和天气情况，并根据预设的参数自动启动或停止灌溉系统。OLED显示屏用于显示当前的土壤湿度和系统状态，Wi-Fi模块用于远程监控和控制灌溉系统。

硬件连接

  1. 土壤湿度传感器连接：将土壤湿度传感器的VCC引脚连接到STM32的3.3V引脚，GND引脚连接到GND，数据引脚连接到STM32的ADC引脚（例如PA0）。用于检测土壤湿度。
  2. 雨滴传感器连接：将雨滴传感器的VCC引脚连接到STM32的3.3V引脚，GND引脚连接到GND，数据引脚连接到STM32的GPIO引脚（例如PA1）。用于检测是否下雨。
  3. 水泵或电磁阀连接：将水泵或电磁阀的控制引脚连接到STM32的GPIO引脚（例如PA2），通过继电器或MOSFET进行控制。
  4. OLED显示屏连接：将OLED显示屏的VCC引脚连接到STM32的3.3V引脚，GND引脚连接到GND，SCL和SDA引脚连接到STM32的I2C引脚（例如PB6、PB7）。用于显示系统状态。
  5. Wi-Fi模块连接：将Wi-Fi模块的TX、RX引脚分别连接到STM32的USART引脚（例如PA9、PA10），VCC引脚连接到STM32的3.3V引脚，GND引脚连接到GND。用于远程控制和数据传输。

4. 代码实现

系统初始化

#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "soil_moisture_sensor.h"
#include "rain_sensor.h"
#include "oled.h"
#include "wifi.h"
#include "pump_control.h"

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);
static void MX_I2C1_Init(void);
static void MX_ADC_Init(void);

int main(void) {
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  MX_I2C1_Init();
  MX_ADC_Init();

  SoilMoistureSensor_Init();
  RainSensor_Init();
  OLED_Init();
  WiFi_Init();
  PumpControl_Init();

  while (1) {
    // 系统循环处理
  }
}

void SystemClock_Config(void) {
  // 配置系统时钟
}

static void MX_GPIO_Init(void) {
  // 初始化GPIO
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

static void MX_USART1_UART_Init(void) {
  // 初始化USART1用于Wi-Fi通信
  huart1.Instance = USART1;
  huart1.Init.BaudRate = 115200;
  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK) {
    Error_Handler();
  }
}

static void MX_I2C1_Init(void) {
  // 初始化I2C1用于OLED显示屏通信
  hi2c1.Instance = I2C1;
  hi2c1.Init.ClockSpeed = 100000;
  hi2c1.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;
  hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;
  hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
  hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
  hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;
  hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
  hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
  if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK) {
    Error_Handler();
  }
}

static void MX_ADC_Init(void) {
  // 初始化ADC用于土壤湿度传感器数据采集
  ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

  hadc1.Instance = ADC1;
  hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
  hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
  hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
  hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
  hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
  hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
  if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK) {
    Error_Handler();
  }

  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
  sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
  sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_55CYCLES_5;
  if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK) {
    Error_Handler();
  }
}

土壤湿度监测与处理

#include "soil_moisture_sensor.h"

void SoilMoistureSensor_Init(void) {
  // 初始化土壤湿度传感器
}

float SoilMoistureSensor_Read(void) {
  // 读取土壤湿度数据
  return 30.0; // 示例数据，实际情况根据传感器返回的湿度值
}

灌溉控制与状态指示

#include "pump_control.h"
#include "rain_sensor.h"

void PumpControl_Init(void) {
  // 初始化水泵或电磁阀控制模块
}

void PumpControl_Start(void) {
  // 启动灌溉系统
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
}

void PumpControl_Stop(void) {
  // 停止灌溉系统
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
}

void RainSensor_Init(void) {
  // 初始化雨滴传感器
}

bool RainSensor_Read(void) {
  // 检测是否下雨
  return HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_SET;
}

Wi-Fi通信与远程监控

#include "wifi.h"

void WiFi_Init(void) {
  // 初始化Wi-Fi模块
}

bool WiFi_IsConnected(void) {
  // 检查Wi-Fi是否已连接
  return true; // 示例中假设已连接
}

void WiFi_SendStatus(float soilMoisture, bool isRaining) {
  // 发送灌溉系统状态和土壤湿度数据到服务器或远程设备
  char dataStr[64];
  sprintf(dataStr, "Soil Moisture: %.2f%%, Raining: %s",
          soilMoisture, isRaining ? "Yes" : "No");
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)dataStr, strlen(dataStr), HAL_MAX_DELAY);
}

主程序循环处理

在main函数的while循环中，系统将不断监测土壤湿度和天气情况，并根据这些信息自动控制灌溉系统的启动与停止。

while (1) {
  // 读取土壤湿度和天气情况
  float soilMoisture = SoilMoistureSensor_Read();
  bool isRaining = RainSensor_Read();
  
  // 根据土壤湿度和天气情况进行处理
  if (soilMoisture < 40.0 && !isRaining) { // 设定一个湿度阈值
    PumpControl_Start(); // 启动灌溉
  } else {
    PumpControl_Stop(); // 停止灌溉
  }

  // 更新Wi-Fi状态并发送灌溉系统状态
  if (WiFi_IsConnected()) {
    WiFi_SendStatus(soilMoisture, isRaining);
  }

  HAL_Delay(100); // 添加短暂延时
}

文章内容资料
包括stm32的项目合集【源码+开发文档】
都在文章内绑定资源

问题讨论，stm32的资料领取可以私信

5. 应用场景

家庭花园智能灌溉

本系统适用于家庭花园，通过智能灌溉系统自动调节灌溉时间和水量，确保花园中的植物能够获得适宜的水分。用户可以通过Wi-Fi远程监控土壤湿度和天气情况，随时调整灌溉策略，提高水资源利用效率。

农业田地的智能灌溉管理

本系统也适用于农业田地，通过智能灌溉系统集中管理多个田地的灌溉需求。系统可以根据不同作物的需水量和实际土壤湿度，自动调整灌溉时间和水量，帮助农民实现精准灌溉，降低灌溉成本，提高农作物产量。

6. 常见问题及解决方案

常见问题

  1. 土壤湿度传感器读数异常：可能是传感器老化或安装不当。

    • 解决方案：检查传感器的安装位置，确保其与土壤充分接触。必要时更换传感器。

  2. Wi-Fi连接不稳定：可能是网络信号弱或Wi-Fi模块配置不当。

    • 解决方案：检查Wi-Fi模块的配置，确保网络环境良好。必要时更换信号更强的路由器或使用信号放大器。

  3. 水泵无法正常启动：可能是驱动电路问题或水泵故障。

    • 解决方案：检查驱动电路的连接，确保其正常工作。必要时更换水泵或电磁阀。

解决方案

  1. 传感器校准与维护：定期检查土壤湿度传感器和雨滴传感器的状态，确保数据的准确性。必要时进行校准和更换。

  2. 系统监控与维护：定期测试水泵、Wi-Fi模块的工作状态，确保系统能够在环境条件发生变化时及时响应，并保持灌溉系统的正常运行。

  3. Wi-Fi网络优化：根据实际情况优化Wi-Fi网络配置，确保系统能够稳定、快速地传输数据，避免网络延迟和信号中断。

7. 结论

本文详细介绍了如何使用STM32微控制器及相关硬件和软件，开发一个智能花园灌溉系统。通过土壤湿度和天气情况的监测，系统能够自动调节灌溉时间和水量，提高水资源利用效率。用户还可以通过Wi-Fi远程监控和控制灌溉系统，适应不同的应用场景。该系统的设计和实现为家庭园艺和农业生产的智能灌溉提供了一个有效的解决方案，适用于各种规模的花园和田地。

基于STM32设计的智慧浇花系统(华为云IOT)
06-12 1万+
主控MCU选择STM32F103芯片，通过土壤湿度传感器、环境温湿度传感器，检测整个周边环境信息，再通过ESP8266 WIFI传递到物联网平台。程序里可以预设湿度阀值，当检测到土壤湿度低于阀值就自动浇花。在手机APP上可以实现远程控制水泵浇花，本地在搭载一个TFT小尺寸显示屏，可以实时显示测量检测的数据，在办公室里也可以通过TFT彩屏显示屏解周围环境的信息。......
基于STM32+华为云设计的智慧农业灌溉系统(2023升级版)(158)
热门推荐
10-23 1万+
本项目设计一种基于STM32的智慧农业监测系统。该系统能够检测空气温度、湿度、光强度和土壤湿度等关键指标，并自动调节浇水量，实现作物生长环境的精细化管理。同时，本项目还支持本地LCD屏幕数据显示和通过ESP8266上传数据到华为云物联网平台，同时搭建流媒体服务器实现摄像头远程监控。最重要的是，本项目将利用Qt开发Android手机APP，使用户可以远程查看监测情况，了解农作物生成情况。
基于STM32的智能农业灌溉系统
stm32d1219的博客
11-23 1242
智能农业灌溉系统通过STM32微控制器结合土壤湿度传感器、温湿度传感器、水泵控制模块及通信模块，实现自动化灌溉和远程监控功能。该系统能够根据土壤湿度和环境条件智能控制灌溉过程，提高水资源利用效率，同时减少人工操作。本设计基于STM32实现了一个智能农业灌溉系统，集成了数据采集、智能分析、自动控制和远程通信功能。系统通过土壤湿度传感器和温湿度传感器采集环境数据，结合预设阈值自动启动或停止灌溉设备。通过实时监控和智能化控制，该系统可以显著提高灌溉效率，减少水资源浪费，并优化作物的生长条件。
基于STM32的智能浇花系统
最新发布
weixin_70864935的博客
10-11 464
本课题“基于STM32的智能浇花系统”正是针对上述痛点，融合传感器技术、自动控制与无线通信技术，设计并实现了一套集环境监测、智能决策与远程交互于一体的智能园艺解决方案。系统以高性能、低功耗的STM32微控制器为核心，通过温湿度传感器（DHT11）、土壤湿度传感器及光照强度传感器实时采集植物生长环境的关键参数；当土壤湿度低于用户设定阈值时，系统自动启动微型水泵进行精准灌溉；当光照强度不足时，自动开启LED补光灯，保障植物光合作用需求。用户可通过物理按键在本地调整各项阈值参数，同时系统配备OLED显示屏
基于STM32F103的智能浇花系统
12-13
功能：实现智能浇花 所用硬件：YL69温湿度传感器 STM32F103开发板 直流电机（L298N驱动） 帮助大家了解ADC转换的原理，定时器如何产生占空比，改变电机转速，为做智能小车打下基础。
STM32智能农业灌溉系统教程
stm32d1219的博客
07-10 2157
本教程详细介绍了如何在STM32嵌入式系统中实现智能农业灌溉系统，从硬件选择、软件实现到系统配置和应用场景都进行了全面的阐述。
基于STM32单片机的智能浇水系统.pdf
09-14
该系统是基于当下人们生活节奏快，无暇顾及家中花草的情况下设计出来的一个基于单片机STM32F103C86T为核心的智能浇水系统。该系统通过检测土壤湿度值的大小，进而判断是否需要浇水。当土壤湿度值（ADC）小于200时，单片机控制水泵，进行浇水。而除此之外，该系统还设置了，当湿度值（ADC）大于200但时间超过三天之后，单片机也会控制水泵进行浇水。该系统有损耗低、能够智能控制土壤湿度的优点。
基于STM32开发的智能灌溉系统
stm32d1219的博客
08-08 2286
本文介绍了如何使用STM32微控制器和多种传感器实现一个智能灌溉系统，从硬件准备、环境配置到代码实现，详细介绍了每一步的操作步骤。智能灌溉系统通过STM32微控制器连接土壤湿度传感器、温湿度传感器、水泵驱动模块和电磁阀，实时监测土壤和环境条件，并根据预设条件自动控制灌溉。智能灌溉系统通过监测土壤湿度和环境条件，自动控制水泵和阀门，实现精确灌溉，从而提高水资源利用效率。本系统可以应用于农业灌溉，通过监测土壤湿度和环境条件，自动控制灌溉设备，实现精确灌溉，提高水资源利用效率。⬇帮大家整理了单片机的资料。
物联网毕设 -- 智能浇灌系统（STM32+云平台+APP）
herui的博客
04-01 5284
硬件端通过温湿度传感器、光照强度传感器、土壤湿度传感器、按键和ESP8266-01s等设备获取环境数据并进行相应操作，通过WiFi联网方式与APP端进行数据交互。APP端通过MQTT协议采集底层设备数据并在界面上展示，提供手动和自动模式控制补光灯和水泵的开关。关注微信公众号--星之援工作室 发送关键字（项目清单）可获取项目清单资料➡️🫡🫡🫡🫡🫡🫡🫡🫡➡️⚠️⚠️（本文章仅提供思路和实现方法，并不包含代码，需要代码的同学请自行联系博主）
基于STM32的智能花园灌溉系统设计
stm32d1219的博客
12-27 1303
基于STM32的智能花园灌溉系统利用土壤湿度传感器和自动控制机制，根据土壤的湿度变化自动调节灌溉，节约水资源，同时提高植物的生长效果。本文将设计并实现基于STM32单片机的智能花园灌溉系统，结合湿度传感器、继电器控制、水泵等硬件，构建一个能够自动调节水量并实时显示系统状态的花园灌溉系统。通过模拟信号读取传感器的数据，STM32单片机将数据转换为实际湿度值，并与设定的湿度阈值进行比较，判断是否需要开启水泵进行灌溉。软件通过定时器定时读取湿度传感器数据，判断是否需要进行灌溉，并通过继电器控制水泵的工作。
基于STM32的智能灌溉系统设计
stm32d1219的博客
11-01 1673
引言智能农业是现代农业发展的趋势之一，而智能灌溉系统作为其中的重要组成部分，能够根据土壤湿度、天气状况等自动调节灌溉水量，提高用水效率并减少人工操作。本文基于STM32微控制器设计了一个智能灌溉系统，通过传感器监测土壤湿度、温度、天气等参数，自动控制水泵和阀门的开启与关闭，确保植物能够得到合适的水分供给。环境准备1. 硬件设备STM32F103C8T6 开发板（或其他 STM32 系列）：用于控制和处理灌溉系统中的传感器和执行装置。土壤湿度传感器：用于监测土壤湿度，判断是否需要灌溉。
基于STM32的智能浇花系统(带ucosiii操作系统)
12-27
这个系统是带操作系统的，更利于新学者对ucosiii中任务信号量的理解
SmartWaterSystem:基于STM32F103单片机的智能灌溉系统
04-22
#智能灌溉系统 引脚说明 PA8-氧气泵 PA9-水泵 PD8-总排水阀 PD10-水培植物 PD12-土培植物 PD14-污水阀 PB12-最高液位检测 PB14-最低液位检测
基于STM32F407VGT6的智能浇花系统
06-01
没有使用上位机，没有语音，只使用到了舵机进行模拟门阀的开关
基于stm32的自动浇灌系统.zip
05-11
自动浇灌系统是基于STM32F767和EMWIN的图形界面+STM32F103的控制器、其中控制器利用机智云平台和RfeeRTOS实现与手机的交互。带有DHT11、土壤传感器、气体传感器、光照传感器、WIFI等模块。
基于STM32的智能灌溉系统的设计.pdf
06-12
基于STM32的智能灌溉系统的设计.pdf基于STM32的智能灌溉系统的设计.pdf基于STM32的智能灌溉系统的设计.pdf基于STM32的智能灌溉系统的设计.pdf基于STM32的智能灌溉系统的设计.pdf基于STM32的智能灌溉系统的设计.pdf基于STM32的智能灌溉系统的设计.pdf基于STM32的智能灌溉系统的设计.pdf
基于STM32的花园远程智能灌溉监控系统.rar
09-29
标题中的“基于STM32的花园远程智能灌溉监控系统”是一个综合性的项目，涉及了嵌入式系统、物联网技术以及自动控制等多个领域的知识点。在这个项目中，STM32是一款广泛应用的微控制器，由意法半导体...
基于STM32F103C8T6的智能加水（灌溉，浇花，农业）系统 （keil编译+C语言标准库）
weixin_52757723的博客
07-12 5408
本系统适用于智能浇花、智能灌溉、智能加水、智慧农业、智慧养殖场等多个场景下适用。主要采用了超声波传感器来测量剩余水量的水位，并将所测得的水位距离显示在OLED屏上。同时根据实验所需，设定一定的阈值，当测量到水位过低时，此时会驱动水泵工作进行加水功能直到水位达到设定的阈值才停止加水，同时在加水的过程中也不断显示实时的水位距离。
基于STM32家庭阳台花园灌溉装置
04-01
<think>嗯，用户想设计一个基于STM32的家庭阳台花园自动灌溉系统。我需要先理清楚他们可能的需求和系统的基本组成部分。根据提供的引用资料，系统需要用到土壤湿度传感器、微控制器STM32，可能还需要其他传感器比如温度和光照。首先，硬件部分应该包括传感器模块、控制模块和执行机构，比如水泵或电磁阀。 接下来，软件部分需要处理数据采集、逻辑判断和自动控制。用户提到的引用[2]中提到现有系统的问题，比如持续补水而不是按需，或者依赖外部水龙头。所以这个设计需要解决这些问题，实现自适应浇水。可能需要设置不同植物的湿度阈值，或者根据环境数据动态调整。 然后，系统架构方面，主控选STM32F系列比较合适，比如F103或F407，因为引用[1]和[3]都用了STM32，特别是F407在生态系统中应用过。传感器部分除了土壤湿度，可能还要考虑环境温湿度，光照强度，这样可以根据综合数据调整灌溉策略，比如避免在高温时浇水蒸发过快。 通信模块方面，用户可能需要远程监控，比如通过WiFi或蓝牙，这样用户可以在手机上查看数据。引用[3]提到了WiFi和摄像头技术，所以可以考虑集成ESP8266模块实现联网。 电源管理也很重要，特别是阳台可能没有方便的电源，所以低功耗设计是关键。可能需要太阳能板搭配锂电池，确保系统长时间运行。 软件设计方面，主程序流程应该是初始化后进入循环，采集数据，判断是否需要浇水，控制执行机构，同时处理通信和数据记录。引用[1]中的自动浇花系统使用了传感器和控制设备，所以软件需要实时读取传感器数据，并根据设定阈值触发水泵。 用户可能还需要考虑不同植物的需求，所以系统应支持多区域控制，每个区域有独立的传感器和执行器。比如，引用[2]提到智能花盆能自适应不同植物，这可能意味着每个花盆有独立的控制单元，或者主控制器能分区管理。 此外，异常处理比如传感器故障、水泵堵塞等情况需要设计警报机制，比如蜂鸣器或发送通知到手机。引用[3]中的系统有实时监控，所以加入这些功能会提升可靠性。 最后，测试和优化部分，用户需要实际调试阈值，校准传感器，确保在不同环境下稳定工作。引用[1]和[3]都强调了软硬件的结合，所以调试阶段要兼顾两者。 可能用户没提到的需求包括系统的扩展性，比如未来添加更多传感器或功能，或者用户界面的友好性，比如通过手机APP设置参数。这些都可以作为优化方向。 总的来说，设计这样一个系统需要综合考虑硬件选型、传感器精度、控制逻辑、用户交互和电源管理，确保在阳台上可靠、自动地灌溉不同植物，同时方便用户监控和调整。</think>### 基于STM32的家庭阳台花园自动灌溉系统设计与实现 #### 一、系统需求分析 1. **核心功能** - 实时监测土壤湿度、环境温湿度、光照强度[^2][^3] - 根据植物类型设定差异化灌溉阈值（例如：多肉植物需低湿度触发，绿植需中高湿度触发） - 支持手动/自动模式切换，可通过手机APP远程控制[^3] - 低功耗设计，适应阳台无固定电源场景 2. **硬件架构设计** | 模块 | 选型示例 | 功能说明 | |---------------|-------------------------|------------------------------| | 主控芯片 | STM32F103C8T6/F407VGT6 | 负责数据处理与控制逻辑[^1] | | 土壤湿度传感器| FC-28 | 检测土壤含水量（量程0-100%） | | 环境传感器 | DHT11/DHT22 | 采集空气温湿度 | | 光照传感器 | BH1750 | 监测光照强度（0-65535 lx） | | 执行机构 | 微型蠕动泵/电磁阀 | 控制水流开关 | | 通信模块 | ESP8266/蓝牙HC-05 | 实现WiFi/蓝牙远程通信 | | 电源模块 | 18650锂电池+太阳能板 | 提供可持续电力供应 | #### 二、软件设计实现 1. **主程序流程图** ```mermaid graph TD A[系统初始化] --> B[传感器数据采集] B --> C{湿度低于阈值?} C -- 是 --> D[启动水泵] C -- 否 --> E[进入低功耗模式] D --> F[延时灌溉] F --> G[关闭水泵] G --> B ``` 2. **关键算法** - **自适应灌溉算法** $$ Q = k_1 \cdot (H_{set} - H_{current}) + k_2 \cdot \frac{dH}{dt} $$ 其中$H_{set}$为设定湿度，$H_{current}$为当前湿度，$k_1$、$k_2$为调节系数 - **多传感器数据融合** 通过卡尔曼滤波消除传感器噪声： $$ \hat{x}_k = \hat{x}_{k-1} + K_k(z_k - H\hat{x}_{k-1}) $$ #### 三、实现步骤 1. **硬件搭建** - 将STM32与传感器模块通过I2C/ADC接口连接 - 水泵驱动电路设计（需使用MOS管或继电器模块） - 3D打印防水传感器外壳 2. **软件开发（Keil MDK环境）** ```c // 示例：土壤湿度读取代码 uint16_t Read_SoilMoisture(void) { ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0}; sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0; HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig); HAL_ADC_Start(&hadc1); HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 100); return HAL_ADC_GetValue(&hadc1); } ``` 3. **系统调试** - 使用串口调试工具校准传感器 - 通过示波器验证PWM水泵控制信号 - 实际环境测试（建议设置干/湿阈值对比组） #### 四、创新优化方向 1. **智能学习功能** 记录植物生长状态与灌溉数据，通过机器学习优化灌溉策略 2. **水资源循环利用** 增加雨水收集装置，结合湿度数据智能切换水源 3. **扩展功能模块** - 自动追光系统（搭配舵机旋转花盆） - 营养液自动配比添加 - 植物生长状态摄像头监控
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值