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【单片机毕业设计推荐】基于 STM32 单片机的智能大棚环境监测与自动控制系统设计基于 STM32 单片机的农作物环境参数采集与智能调控装置设计（011706）

news 2026/8/10 18:06:55

文章目录

20 个相关毕业设计备选题目
项目研究背景
摘要
总体方案
核心功能
- 基础功能
- 核心功能
- 辅助功能
技术路线
项目演示
关于我们
- 项目案例
- 源码获取

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20 个相关毕业设计备选题目

基于 STM32 单片机的智能大棚环境监测与自动控制系统设计
基于 STM32 单片机的农作物环境参数采集与智能调控装置设计
基于 STM32 单片机的温室多传感器环境监测及设备控制系统设计
基于 STM32 单片机的农田土壤与环境智能管控系统设计
基于 STM32 单片机的室内种植环境自动调节装置设计与实现
基于 STM32 单片机的多参数农业环境监测与报警系统设计
基于 STM32 单片机的大棚水肥光温一体化智能控制器设计
基于 STM32 单片机的园艺种植环境智能监测控制系统设计
基于 STM32 单片机的环境阈值可调式农业智能调控系统设计
基于 STM32 单片机的手动自动双模式种植环境管控装置设计
基于 STM32 单片机的 OLED 显示农业环境采集控制系统设计
基于 STM32 单片机的温室声光报警与环境智能调节系统设计
基于 STM32 单片机的多传感器园艺环境参数监控设备设计
基于 STM32 单片机的盆栽种植环境智能监测与控制系统设计
基于 STM32 单片机的农业现场环境感知与继电器驱动控制系统设计
基于 STM32 单片机的阈值自定义温室环境智能处理系统设计
基于 STM32 单片机的种植环境实时显示与自动执行装置设计
基于 STM32 单片机的设施农业环境感知与多设备联动控制系统设计
基于 STM32 单片机的小型农业环境监测及手动干预控制系统设计
基于 STM32 单片机的大棚土壤温光多维度智能调控系统设计

项目研究背景

设施农业是现代农业发展的重要方向，温室大棚种植模式被广泛应用于果蔬、花卉栽培领域，环境条件直接决定作物生长质量与产量。现阶段，很多中小型种植场景依旧依靠人工完成环境巡检与设备操作，工作人员需要定时观测土壤湿度、环境温湿度与光照情况，手动启停水泵、风扇、补光等设备，人工巡检存在响应滞后、判断主观性强、人力成本较高等问题。部分现有简易监测设备仅完成数据采集展示，缺少设备自动调控能力，无法根据环境阈值自动完成浇水、降温、加湿、补光操作，同时缺少手动、自动模式切换以及阈值自定义设置功能，报警提示机制不完善，设备实用性受限。随着嵌入式物联网技术快速发展，STM32 单片机具备运算稳定、外设资源丰富、成本可控的优势，为小型农业智能管控设备提供可行实现路径。本课题基于嵌入式技术搭建多传感器环境监测控制系统，实现环境数据采集、OLED 显示、手动自动模式切换、阈值配置、设备联动控制与报警提示，弥补传统人工管理模式的短板，满足小型温室、盆栽种植场景智能化管控的实际需求。

摘要

针对传统温室种植环境管理依赖人工操作，环境参数响应不及时，管控自动化程度较低的问题，本文设计一套基于 STM32 单片机的智能环境监测与调控系统。系统采用 YL‑69 土壤湿度、DHT11 温湿度、GL5506 光敏传感器完成环境数据采集，通过 OLED 屏幕实时展示土壤湿度、温湿度以及光照强度数据。系统支持自动模式、手动模式、阈值设置模式，自动模式下依据预设阈值，驱动水泵、风扇、加湿、灯光完成环境调节，异常状态触发蜂鸣器报警；手动模式下通过按键完成设备开关控制；阈值模式下可修改各项环境判定阈值。经功能调试，系统能够完成环境感知、数据显示、模式切换、设备联动控制以及报警提示，满足小型种植场景环境智能管控需求。

总体方案

STM32F103C8T6 单片机主控板：作为整个系统的核心处理单元，负责接收各传感器采集信号，完成数据解析运算，处理按键输入指令，输出控制信号驱动继电器与蜂鸣器，驱动 OLED 屏幕显示数据。选型理由：该型号单片机外设接口充足，运算性能满足本课题数据采集与逻辑控制需求，资料丰富，适合本科嵌入式开发，运行场景为温室、室内种植环境。
YL‑69 土壤湿度传感器模块：采集土壤湿度模拟量数据，将土壤干湿程度转换为单片机能识别的电信号。选型理由：模块接线简单，成本低，适合土壤湿度检测场景，满足本课题土壤湿度监测需求。
DHT11 温湿度传感器模块：采集环境温度、环境湿度数字信号，传输至主控芯片。选型理由：数字输出，无需复杂模数转换，能够满足温室环境常规温湿度采集精度需求。
GL5506 光敏电阻光照传感器模块：将光照强度转换为电平信号，实现环境光照检测。选型理由：模块成熟稳定，适配室内大棚光照采集场景，便于单片机读取光照信息。
OLED 显示模块：用于实时显示土壤湿度、环境温湿度、光照强度数据以及模式状态。选型理由：功耗低，显示清晰，适配嵌入式设备数据可视化输出。
独立按键模块（4 路按键）：实现模式切换、设备选中、开关设备、阈值增减操作。选型理由：硬件结构简单，程序逻辑容易实现，完成人机交互输入。
继电器模块（3 路继电器）：分别控制水泵、风扇、加湿设备、灯光设备的通断。选型理由：单片机 IO 口无法直接驱动大功率外设，继电器实现强弱电隔离，完成执行设备驱动。
蜂鸣器模块：当环境参数超出阈值时完成报警提示。选型理由：硬件简单，实现声光提醒功能。
PC 计算机：作为开发调试硬件，用于 Keil 工程代码编写、程序编译、下载调试。选型理由：嵌入式开发必备调试环境，完成固件开发烧录。

整体硬件架构逻辑：各类传感器采集环境参数传输给 STM32 主控，按键接收用户操作指令，主控完成逻辑运算后，一方面将数据输出至 OLED 屏幕显示，另一方面控制继电器驱动水泵、风扇、加湿、灯光外设，异常情况驱动蜂鸣器报警。

核心功能

基础功能

环境参数采集功能
实现效果：系统上电后持续采集土壤湿度、环境温湿度、光照强度数据。
操作逻辑：主控循环读取 YL‑69、DHT11、GL5506 传感器输出信号，完成信号解析转换。
用户使用场景：设备运行全过程自动采集环境信息，无需人工干预。
核心作用：为后续显示、阈值判断、自动调控提供原始环境数据。
实现目标：实时获取种植环境的多维度环境状态。
OLED 实时数据显示功能
实现效果：OLED 屏幕刷新展示土壤湿度、环境温湿度、光照强度实时数值，同步显示当前工作模式。
操作逻辑：单片机处理传感器数据后，调用屏幕驱动函数刷新界面内容。
用户使用场景：操作人员直接查看屏幕掌握现场环境状态。
核心作用：实现环境数据可视化，直观展示系统运行状态。
实现目标：清晰展示采集得到的全部环境参数。

核心功能

多模式切换功能
实现效果：通过第一个按键循环切换自动模式、手动模式、阈值设置模式。
操作逻辑：每按下一次按键，系统切换一种工作模式，屏幕同步更新模式标识。
用户使用场景：根据实际种植需求选择对应的工作模式。
核心作用：区分系统运行逻辑，适配自动管控、人工干预、参数配置不同使用场景。
实现目标：三种工作模式可自由切换，模式状态可识别。
手动模式设备控制功能
实现效果：手动模式下，第二个按键切换选中设备，第三个按键对选中设备执行开启、关闭操作，可控制水泵、风扇、加湿、灯光、报警。
操作逻辑：按键 2 循环遍历受控设备，按键 3 切换当前选中设备的工作状态。
用户使用场景：用户需要人为干预，手动开启或者关闭各类执行设备。
核心作用：脱离自动逻辑，提供人工手动干预通道。
实现目标：全部受控设备支持手动开启关闭。
阈值参数设置功能
实现效果：阈值设置模式下，第二个按键切换待修改阈值项，按键三实现阈值数值增加，按键四实现阈值数值减少。
操作逻辑：选中对应阈值后，通过按键调整阈值大小，修改后的参数用于自动模式判断条件。
用户使用场景：根据不同作物生长需求，自定义各项环境判定阈值。
核心作用：适配不同作物的生长环境要求，提升系统通用性。
实现目标：土壤湿度、温度、湿度、光照阈值均可修改。
自动模式设备联动控制与报警功能
实现效果：系统依据采集环境参数和用户设定阈值自动控制外设，参数异常时蜂鸣器报警。
操作逻辑：土壤湿度低于阈值，继电器 1 闭合启动水泵浇水，蜂鸣器报警；土壤湿度高于阈值，水泵关闭，报警停止。温度高于阈值，继电器 2 闭合启动风扇降温；温度低于阈值，风扇关闭。环境湿度低于阈值，继电器 3 闭合开启加湿；湿度高于阈值停止加湿。光照强度低于阈值开启灯光补光；光照高于阈值关闭灯光。
用户使用场景：系统全自动运行，无需人员值守，完成环境自动调节。
核心作用：实现种植环境无人值守智能调控。
实现目标：环境参数偏离阈值时自动启停对应设备，异常触发报警。

辅助功能

蜂鸣器报警提示功能
实现效果：土壤湿度过低触发蜂鸣器报警提醒工作人员。
操作逻辑：自动模式检测土壤湿度低于阈值，蜂鸣器发出声响，湿度恢复正常后停止报警。
用户使用场景：环境出现缺水等异常情况，对现场人员进行提示。
核心作用：异常状态声光提醒。
实现目标：特定异常条件触发报警，条件恢复后报警解除。

技术路线

C 语言：本课题单片机固件开发编程语言，编写传感器读取、按键处理、屏幕显示、继电器控制业务逻辑代码，完成系统全部业务功能实现。
Keil MDK5：STM32 单片机集成开发工具，用于 C 语言代码编写、编译、语法检查，生成 hex 固件文件，为单片机提供可执行程序。
STM32 标准库：单片机底层驱动库，提供 GPIO、ADC、定时器等外设接口函数，简化传感器、按键、OLED 硬件驱动开发工作。
OLED 驱动程序：实现 IIC 接口 OLED 屏幕的初始化、字符数字显示，完成环境数据界面输出。
DHT11、YL‑69、GL5506 传感器驱动代码：实现各类传感器时序读取，完成环境物理量转换。
ST‑Link 下载器：程序下载调试工具，将编译完成的固件烧录至 STM32 主控板，在线调试程序运行状态。
STM32F103C8T6 单片机：嵌入式硬件运行平台，承载全部业务逻辑，完成传感器数据接收、按键处理、外设驱动输出。
Multisim / Altium Designer：辅助设计软件，用于前期硬件电路原理图查看与简单仿真，辅助验证硬件接线逻辑。
串口调试助手：辅助调试工具，可输出采集的环境参数，用于验证传感器采集数据是否正常。
实物硬件平台：系统实际运行测试环境，组装全部传感器、按键、继电器、执行设备，完成整机功能测试验证。

项目演示

关于我们

博主本身从事开发软件开发和硬件开发、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。