基于STM32的农业大棚温湿度采集控制系统的设计

5132毕业设计2024-07-25 18:47

目录

1、设计要求

2、系统功能

3、演示视频和实物

4、系统设计框图

5、软件设计流程图

6、原理图

7、主程序

8、总结

🤞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智能教室。

++设备的详细功能见网盘中的文章《8、基于STM32的大棚温湿度》：++

链接：https://pan.baidu.com/s/1uWSZX2zbZwy9sYwwnvyktQ?pwd=5132

提取码：5132

农业大棚是设施农业的重要组成部分，大棚测控系统是实现大棚自动化、科学化的基本保证。通过对监测数据的分析，结合作物生长规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。计算机应用技术的发展，也使得用计算机控制的方面也涉及到各个领域，其中在大棚内用单片机控制温度、湿度是应用于实践的主要方面之一。

1、设计要求

本设计选用STM32F103C8T6芯片为核心，通过DHT11检测模块、光敏传感器、土壤湿度传感器输出模块、按键模块和显示模块等，完成一种大棚温湿度监控系统的设计。通过编写相应的程序实现按键控制温湿度的设定，DHT11温湿度传感器检测温湿度的变化并在OLED模块显示测量温湿度数据和设置参数值，最后通过STM32单片机控制风扇和发热片输出实现温湿度的调节。

3、演示视频和实物

D27-基于STM32的大棚温湿度监控系统设计

4、系统设计框图

5、软件设计流程图

大棚温湿度监测系统设计的主程序主要是对相关硬件环境初始化，只有在系统硬件环境初始化成功后，系统才能够正常的工作。初始化过程涵盖了多个方面主要包括外部中断初始化、采集模块初始化、输入模块初始化、输出模块初始化和显示模块初始化，程序完成初始化后，单片机采集到原始ADC数据后，将原始ADC数据经过比例运算得到当前的真实值；然后将当前真实值显示在OLED屏幕上；显示完成后单片机会将当前真实值与设置的阈值进行比较，如果超出了当前设置的阈值，单片机将控制执行对应的输出设备。

6、原理图

7、主程序

下面这个主程序，主要是设计的逻辑控制。

#include "stm32f10x.h" // 有问题和需求的，可以联系VX：lwfw123456789
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Key.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"
#include "led.h"
#include "Buzzer.h"
#include "MyRTC.h"
#include "dht11.h"
#include "AD.h"

uint8_t KeyNum;        //存储按键值
uint8_t RxData;        //蓝牙接收到的数据
u8 temp, humi;
uint32_t bufe[5];
uint16_t AD0, AD1, AD2, AD3;       //存储ADC的值
u8 state1 = 1;          //设备开关
u8 state2 = 0;         //模式选择
u8 state3 = 0;         //阈值切换
u8 state4 = 0;         //阈值切换
u8 state5 = 0;         //阈值切换

u8 t = 0;              //温湿度读取值的间隔
short temperature;     //存储DS18B20的温度值
u8 flag1;              //清屏用到的标志，为了使OLED_Clear();执行一次
u8 flag2;              //menu1()中为了使显示的提示信息执行一次
u8 flag3;  
u8 flag4;  
u8 flag5;  
u8 flag6;  
u8 wenyu = 23, shiyu = 65, guangyu = 50, tuyu = 50;


void ctrlue()
{
	if(state1==0&&state3 == 0 )	
	{
	  if(bufe[1]>shiyu)  //湿度大于设定阈值开风扇
		 {		      
			 LED4=0;
		 }else
		 {
			 LED4=1;
		 }
		 if(bufe[0]<wenyu )   //温度小于阈值开加热，关闭粉丝
		 {
			  LED3=1; 
		   LED4=0;
		 }else
		 {
			  LED3=0; 
		 	  LED4=1;
		 }    
	}    
}

void shoudong()
{
if(state1==0&&state3 == 1 )	
{
 if (KeyNum == 4)          //一键控制多媒体   PB10
    {
        delay_ms(20);
        if (KeyNum == 4)
        {
            state4++;
            if (state4 > 1)
            {
                state4 = 0;
            }
        }
    }
		
    if (state4 == 0)
    {
        LED3 = 1;           //开启指示灯      
    }
    if (state4 == 1)
    {
        LED3 = 0;            //关闭设备指示灯      
    }
		

		if (KeyNum == 5)          //一键控制多媒体   PB10
    {
        delay_ms(20);
        if (KeyNum == 5)
        {
            state5++;
            if (state5 > 1)
            {
                state5 = 0;
            }
        }
    }
    if (state5 == 0)
    {
        LED4 = 1;           //开启指示灯      
    }
    if (state5 == 1)
    {
        LED4 = 0;            //关闭设备指示灯
    }
}
	
}

void menu0()       //显示题目
{
	 if (flag3 == 0) 
            {
                OLED_ShowString(1, 1, "XX/XX");        //第一行显示时间
                OLED_ShowString(1, 12, "XX:XX");
                flag3 = 1;
            }
   
    //    OLED_ShowNum(1, 6, MyRTC_Time[0], 4);    //年
    OLED_ShowNum(1, 1, MyRTC_Time[1], 2);   //月
    OLED_ShowNum(1, 4, MyRTC_Time[2], 2);   //日
    OLED_ShowNum(1, 12, MyRTC_Time[3], 2);    //时
    OLED_ShowNum(1, 15, MyRTC_Time[4], 2);    //分
//      OLED_ShowNum(2, 12, MyRTC_Time[5], 2);   //秒
    OLED_ShowChinese(3, 3, 73);    //显示题目
    OLED_ShowChinese(3, 4, 74);
    OLED_ShowChinese(3, 5, 75);
    OLED_ShowChinese(3, 6, 76);

    OLED_ShowChinese(4, 1, 77);    //显示题目
    OLED_ShowChinese(4, 2, 78);
    OLED_ShowChinese(4, 3, 79);
    OLED_ShowChinese(4, 4, 80);
    OLED_ShowChinese(4, 5, 81);
    OLED_ShowChinese(4, 6, 84);
    OLED_ShowChinese(4, 7, 85);

}

void menu1()          //核心页面，用来显示传感器参数和逻辑判断
{
	if (flag4 == 0) 
            {
                OLED_ShowString(1, 1, "XX/XX");        //第一行显示时间
                OLED_ShowString(1, 12, "XX:XX");
                flag4 = 1;
            }
//    OLED_ShowNum(1, 6, MyRTC_Time[0], 4);    //年
    OLED_ShowNum(1, 1, MyRTC_Time[1], 2);   //月
    OLED_ShowNum(1, 4, MyRTC_Time[2], 2);   //日
    OLED_ShowNum(1, 12, MyRTC_Time[3], 2);    //时
    OLED_ShowNum(1, 15, MyRTC_Time[4], 2);    //分
//      OLED_ShowNum(2, 12, MyRTC_Time[5], 2);   //秒
    if (flag2 == 0)      //里面的代码执行一次
    {
        flag2 = 1;

        OLED_ShowChinese(2, 1, 2); //温湿度
        OLED_ShowChinese(2, 2, 4);
        OLED_ShowString(2, 5, ":");
        OLED_ShowChinese(2, 5, 3);
        OLED_ShowChinese(2, 6, 4);
        OLED_ShowString(2, 13, ":");

        OLED_ShowChinese(3, 1, 51); //土壤湿度
        OLED_ShowChinese(3, 2, 52);
        OLED_ShowChinese(3, 3, 37);
        OLED_ShowChinese(3, 4, 38);
        OLED_ShowString(3, 9, ":");


        OLED_ShowChinese(4, 1, 16); //光照强度
        OLED_ShowChinese(4, 2, 17);
        OLED_ShowChinese(4, 3, 37);
        OLED_ShowChinese(4, 4, 38);
        OLED_ShowString(4, 9, ":");
    }

//******************************传感器数据采集****************************************************//
    if (t % 10 == 0)
    {
        DHT11_Read_Data(&temp, &humi);  //读取温湿度并显示在OLED上
        bufe[0] = temp;
        bufe[1] = humi;
        OLED_ShowNum(2, 6, bufe[0], 2);
        OLED_ShowString(2, 8, "%");
        OLED_ShowNum(2, 14, bufe[1], 2);
        OLED_ShowString(2, 16, "%");
    }
    t++;

    AD0 = AD_GetValue(ADC_Channel_0);    //土壤湿度传感器
    if (AD0 > 4000)AD0 = 4000;
    bufe[2] = (u8)(AD0 / 40);
    OLED_ShowNum(3, 10, bufe[2], 2);
    OLED_ShowString(3, 12, "%");

    AD1 = AD_GetValue(ADC_Channel_1);    //光照强度传感器
    if (AD1 > 4000)AD1 = 4000;
    bufe[3] = (u8)(100-AD1 / 40);
    OLED_ShowNum(4, 10, bufe[3], 2);
    OLED_ShowString(4, 12, "%");



//******************************设备开关****************************************************//
    if (KeyNum == 1)          //一键控制多媒体   PB10
    {
			 state4=0;state5=0;
        delay_ms(20);
        if (KeyNum == 1)
        {
            state1++;
            if (state1 > 1)
            {
                state1 = 0;
            }
        }
    }
    if (state1 == 0)
    {
        LED2 = 0;           //开启指示灯 
      
    }
    if (state1 == 1)
    {
        LED2 = 1;            //关闭设备指示灯	
		  
        Buzzer_OFF();		
        LED3 = 1;
			  LED4 = 1;					
    }
//**************************************模式切换*****************************************************//
    if (KeyNum == 3 & state1 == 0) //一键控制自动或者手动   PB11
    {
			 flag6 = 0; flag5 = 0;state4=0;state5=0;
        delay_ms(20);
        if (KeyNum == 3)
        {
            state3++;
            if (state3 > 1)
            {
                state3 = 0;
            }
        }
    }
    if (state3 == 0 )
    {
        ctrlue();   // 开
        OLED_ShowChinese(4, 8, 30);
			 if (flag5 == 0) 
            {
                LED3 = 1;
			  LED4 = 1;
                flag5 = 1;
            }

    }
    if (state3 == 1 )
    {
        shoudong();   // 开
        OLED_ShowChinese(4, 8, 29);
			 if (flag6 == 0) //目的就是使OLED_Clear();执行一次
            {
               LED3 = 1;
			  LED4 = 1;
                flag6 = 1;
            }
    }
}

	
	
void menu2()       //阈值控制
{
    OLED_ShowChinese(1, 3, 86);
    OLED_ShowChinese(1, 4, 87);
    OLED_ShowChinese(1, 5, 88);
    OLED_ShowChinese(1, 6, 89);

    OLED_ShowChinese(2, 1, 2); //温湿度
    OLED_ShowChinese(2, 2, 4);
    OLED_ShowString(2, 5, ":");
    OLED_ShowChinese(2, 5, 3);
    OLED_ShowChinese(2, 6, 4);
    OLED_ShowString(2, 13, ":");


    OLED_ShowChinese(3, 1, 51); //土壤湿度
    OLED_ShowChinese(3, 2, 52);
    OLED_ShowChinese(3, 3, 37);
    OLED_ShowChinese(3, 4, 38);
    OLED_ShowString(3, 9, ":");


    OLED_ShowChinese(4, 1, 16); //光照强度
    OLED_ShowChinese(4, 2, 17);
    OLED_ShowChinese(4, 3, 37);
    OLED_ShowChinese(4, 4, 38);
    OLED_ShowString(4, 9, ":");

    if (KeyNum == 3)          //
    {
        delay_ms(20);
        if (KeyNum == 3)
        {
            state3++;
            if (state3 > 4)
            {
                state3 = 0;
            }
        }
    }
    if (state3 == 0)
    {
        if (KeyNum == 4)   wenyu++;
        if (KeyNum == 5)  wenyu--;
    }
    OLED_ShowNum(2, 6, wenyu, 2);
    if (state3 == 1)
    {
        if (KeyNum == 4)   shiyu++;
        if (KeyNum == 5)  shiyu--;
    }
    OLED_ShowNum(2, 14, shiyu, 2);
    if (state3 == 2)
    {
        if (KeyNum == 4)   tuyu++;
        if (KeyNum == 5)  tuyu--;
    }
    OLED_ShowNum(3, 10, tuyu, 2);
    if (state3 == 3)
    {
        if (KeyNum == 4)   guangyu++;
        if (KeyNum == 5)  guangyu--;
    }
    OLED_ShowNum(4, 10, guangyu, 2);
}
int main(void)     //主函数
{
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);   // 设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级
    delay_init();      //延时函数初始化
    SystemInit();

    Key_Init();      //按键初始化
    LED_Init();
    OLED_Init();
    Buzzer_Init();
    Serial_Init();   //串口1初始化
    MyRTC_Init();
    DHT11_Init();
    AD_Init();



    while (1)
    {
        MyRTC_ReadTime();    //读取时间（每一个页面都有时间显示）


        KeyNum = Key_GetNum();               //按键检查

//*********************页面切换*****************************************************

        if (KeyNum == 2)    //页面切换PB1
        {
            flag1 = 0;
					   flag3 = 0;
					 flag4 = 0;
            delay_ms(20);
            if (KeyNum == 2)
            {
                state2++;

                if (state2 > 2)    //3个页面
                {
                    state2 = 0;
                }
            }
        }
        if (state2 == 0)           //初始页面   显示题目"智能大棚温湿度采集"
        {
            if (flag1 == 0) //目的就是使OLED_Clear();执行一次
            {
                OLED_Clear();
                flag1 = 1;
            }
            menu0();
        }
        else if (state2 == 1)      //第一页面
        {
            if (flag1 == 0)
            {
                OLED_Clear();
                flag1 = 1;
            }
            menu1();
        }
        else if (state2 == 2)        //等二页面    阈值控制
        {
            flag2 = 0;
            if (flag1 == 0)
            {
                OLED_Clear();
                flag1 = 1;
                flag2 = 1;
            }
            menu2();
        }
    }
}

8、总结

基于STM32的温湿度监控系统是将STM32单片机作为主控制器的，外接OLED显示模块、DHT11数字温湿度传感器、按键电路和输出模块，共同构成了大棚温湿度监控系统的硬件。

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