【单片机毕业设计选题24069】-物联网节水灌溉系统设计

系统功能:

完成基于物联网的节水灌溉系统的电路图以及软件代码编写。要求系统可以通过传感器监测土壤的湿度和环境温湿度，如果土壤湿度低于限值和环境温湿度超过限值，则需开启继电器，打开电机水泵进行供水灌溉；当土壤湿度高于限值，则系统停止电机水泵运行。此外，进一步还可以通过小程序或者手机APP读取传感器发送的数据并能远程开启、关闭电机，实现灌溉系统的远程监测。

手机开启2.4G WiFi热点后再给系统上电

系统操作说明：

上电后OLED显示 "欢迎使用节水灌溉系统请稍后"，两秒后显示Connecting...表示

正在连接阿里云，正常连接阿里云后显示第一页面，如长时间显示Connecting...请

检查WiFi网络是否正确。

第一页面第一行显示系统状态信息，第二行显示温湿度值，第三行显示土壤湿度值，

第四行显示系统状态（手动或自动）。

短按B4按键切换到第二页面

短按B7按键切换系统状态

第二页面第一行显示温度阈值设定，第二行显示获取到的温度值，第三行显示设定的

温度值，第四行显示风扇状态（ON或OFF）

短按B4按键切换到第二页面

短按B5按键增加温度设定阈值

短按B6按键减少温度设定阈值

手动模式下短按B7按键开关风扇

第三页面第一行显示土壤阈值设定，第二行显示获取到的土壤湿度值，第三行显示

设定的土壤温度值，第四行显示水泵状态（ON或OFF）

短按B4按键切换到第一页面

短按B5按键增加土壤湿度设定阈值

短按B6按键减少土壤湿度设定阈值

手动模式下短按B7按键开关水泵

主要功能模块原理图:

电源时钟烧录接口:

单片机和按键输入电路:

传感器采集电路:

继电器输出电路：

资料获取地址

系统主要功能模块代码

初始化代码:

cpp 复制代码

  /* USER CODE BEGIN 1 */


  /* USER CODE END 1 */


  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/


  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */

  HAL_Init();


  /* USER CODE BEGIN Init */

    InitVar();


  /* USER CODE END Init */


  /* Configure the system clock */

  SystemClock_Config();


  /* USER CODE BEGIN SysInit */


  /* USER CODE END SysInit */


  /* Initialize all configured peripherals */

  MX_GPIO_Init();

  MX_USART1_UART_Init();

  MX_USART2_UART_Init();

  MX_ADC1_Init();

  /* USER CODE BEGIN 2 */

//uart2打开接收中断

    HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t*)&uart2RecBuff, 1);

    InitOled();

    InitOledDisp();

    ResetDHT11();

//初始化ESP8266

    ESP8266_Init();  

    HAL_Delay(100);

    OledFill(0x00);     //全屏熄灭   


  /* USER CODE END 2 */

ESP8266接入阿里云代码:

cpp 复制代码

//硬件复位ESP8266

    HAL_GPIO_WritePin(ESP8266RST_GPIO_Port, ESP8266RST_Pin, GPIO_PIN_RESET);

         HAL_Delay(250);

    HAL_GPIO_WritePin(ESP8266RST_GPIO_Port, ESP8266RST_Pin, GPIO_PIN_SET);

         HAL_Delay(500);

//关闭板载LED

    HAL_GPIO_WritePin(OnBoardLED_GPIO_Port, OnBoardLED_Pin, GPIO_PIN_SET);

         ESP8266_Clear();

//测试AT指令

         printf("AT Testing\r\n");

         while(ESP8266_SendCmd("AT\r\n", "OK", 200))

         {

                  HAL_Delay(1000);

         }

         HAL_GPIO_TogglePin(OnBoardLED_GPIO_Port, OnBoardLED_Pin); 

         HAL_Delay(500);

//设置为Station   

         printf("set CWMODE\r\n");

         while(ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=1\r\n", "OK", 200))

         {

                  HAL_Delay(1000);

         }

         HAL_GPIO_TogglePin(OnBoardLED_GPIO_Port, OnBoardLED_Pin); 

         HAL_Delay(500);

//上电不自动连接AP

         printf("set CWAUTOCONN\r\n");

         while(ESP8266_SendCmd("AT+CWAUTOCONN=0\r\n", "OK", 200))

         {

                  HAL_Delay(1000);

         }

         HAL_GPIO_TogglePin(OnBoardLED_GPIO_Port, OnBoardLED_Pin); 

         HAL_Delay(500);

//关闭回显

    printf("set ATE0\r\n");

    while(ESP8266_SendCmd("ATE0\r\n", "OK", 200))

    {

        HAL_Delay(1000);

    }

    HAL_GPIO_TogglePin(OnBoardLED_GPIO_Port, OnBoardLED_Pin);  

    HAL_Delay(500);

//配置WIFI

         printf("set Wifi\r\n");

         while(ESP8266_SendCmd("AT+CWJAP=\""WIFI_SSID"\",\""WIFI_PASSWD"\"\r\n", "OK", 500))

         {

                  HAL_Delay(1000);

    }      

         HAL_GPIO_TogglePin(OnBoardLED_GPIO_Port, OnBoardLED_Pin);

         HAL_Delay(500);

//MQTT USER CONFIG

    printf("mqtt config\r\n");

    while(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTUSERCFG=0,1,\""MQTT_CLIENT_ID"\",\""MQTT_USER_NAME"\",\""MQTT_PASSWD"\",0,0,\"\"\r\n", "OK", 500))

    {

        HAL_Delay(1000);

    }  

    HAL_GPIO_TogglePin(OnBoardLED_GPIO_Port, OnBoardLED_Pin);

    HAL_Delay(1000);

//MQTT连接服务器

    printf("mqtt broker\r\n");

    while(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTCONN=0,\""BROKER_ASDDRESS"\",1883,0\r\n", "OK", 500))

    {

        HAL_Delay(1000);

    }  

    HAL_GPIO_TogglePin(OnBoardLED_GPIO_Port, OnBoardLED_Pin);

HAL_Delay(500);

系统控制代码:

cpp 复制代码

//系统信息更新

void SystemControl(void)

{

    static uint8_t updateCnt = 0;

   

    updateCnt++;   

    if(updateCnt>=SYSTEM_UPDATE_INTER)

    {

        updateCnt = 0;

        Aliyun_SendData();

    }

//更新DHT11温湿度数据

    UpdateTempData();

//读取传感器值

    ReadSensorVal();

}

此设计提供的资料包含原理图PCB（包含PDF，AD，立创EDA三个版本），源代码，系统框图，主程序流程图，物料清单（包含使用到的器件手册），功能操作说明等。