【proteus仿真】基于 STM32 的林区环境监控系统设计

项目简介

本项目设计一套基于 STM32 单片机的林区环境监控系统,可实时采集林区内烟雾浓度、土壤湿度、光照强度三类环境参数,支持本地 OLED 屏幕显示、串口上报 PC 端;同时具备阈值判断,自动触发喷淋灭火、林区灌溉、智能照明,超限声光报警,还可通过按键修改阈值,实现林区火情预警、土壤灌溉、光照补光一体化监测控制,非常适合嵌入式毕设 / 课程设计。

硬件整体架构(Proteus 原理图)

主控芯片:STM32F103C8T6 采集部分(ADC 模拟采集)

  1. 烟雾传感器:监测林区烟雾,判断火灾风险,超阈值启动喷淋灭火
  2. 土壤湿度传感器:采集土壤含水率,干燥时开启灌溉系统
  3. 光敏电阻 LDR:检测环境光照,暗光自动开启智能照明

人机交互模块

  1. 0.96 寸 OLED 显示屏:实时刷新烟雾、土壤湿度、光照数值,显示预设阈值
  2. 独立按键:上调、下调、切换、设置 / 确认,用于切换参数、修改报警阈值
  3. 串口通信:虚拟终端实时打印环境数据与系统状态,方便上位机查看

执行与报警模块

  1. 继电器驱动:喷淋灭火、灌溉水泵、照明 LED,三极管驱动继电器
  2. 声光报警:蜂鸣器 + 红色 LED,当烟雾超标(火情)时声光告警

系统工作逻辑

  1. 系统上电,STM32 初始化 ADC、I2C (OLED)、串口、IO 口;
  2. ADC 循环读取 3 路模拟传感器电压,换算为烟雾浓度、土壤湿度、光照强度;
  3. OLED 刷新当前采集值,同时串口把数据发送到 Proteus 虚拟终端;
  4. 程序对比实测值和用户设定阈值:
    • 烟雾浓度>阈值 → 声光报警 + 喷淋灭火继电器吸合
    • 土壤湿度<阈值 → 灌溉水泵开启
    • 光照强度<阈值 → 智能照明 LED 点亮
  5. 按键可进入参数设置模式,修改三类传感器对应的报警阈值;
  6. 支持自动模式持续监测,环境恢复正常后,自动关闭执行机构。

Proteus 仿真效果

仿真运行后:

  • OLED 屏幕:实时显示烟雾:35 湿度:71 光照:35,同时显示对应阈值;
  • 虚拟终端持续打印环境数据、系统工作模式;
  • 修改传感器模拟值,可以看到继电器动作、蜂鸣器与报警 LED 触发;
  • 按键可切换参数,调整阈值,系统响应实时。

项目亮点

✅ 多通道 ADC 环境采集,林区场景针对性设计(防火 + 灌溉 + 光照监测) ✅ 本地 OLED 显示 + 串口双数据输出,方便调试与上位机扩展 ✅ 继电器外设驱动,真实模拟水泵、喷淋、照明负载 ✅ 按键阈值可调,人机交互友好,支持手动配置报警条件 ✅ Proteus 完整仿真工程,无需硬件即可验证全部逻辑,适合毕设快速验证 ✅ 可拓展:增加 ESP8266/ESP32,把数据上传云平台,实现远程林区监控

拓展方向

  1. 增加温湿度 DHT11 传感器,完善林区气象监测
  2. 接入北斗定位模块,标记火情发生位置
  3. 增加 WIFI 模块,实现手机 / 网页远程查看环境数据、远程控制执行设备
  4. 增加 SD 卡,环境数据本地存储,方便后期数据分析

通过网盘分享的文件:仿真文件获取.zip 链接: https://pan.baidu.com/s/1V5zzxbpHc_fRqfGIzSdLfg?pwd=6666 提取码: 6666

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