基于STM32的種植室溫濕度檢測及控制的系統設計

黎顯 魯攀 陳孟原 呂海崗

【摘? 要】中國是一個人口大國，糧食生產一直使我們的重中之重，農業科學家們無時無刻不在研究如何讓農作物生長更健康，產量更高。近年來，隨著科技的快速發展，非常多的農業智能產品誕生。網絡技術與農業種植技術也在相互融合并產生絢麗的火花。本團隊旨在開發一款基于STM32F103C8T6單片機系統，采用WIFI模塊實現設備端至手機端的數據傳輸，用戶可以APP界面內查看所檢測到當前室內的溫度和濕度數值，并通過WIFI模塊控制種室內的溫度調節器和濕度調節器的開關機工作狀態，并能夠實時監測和反饋這兩個設備的工作狀態。該系統可以讓用戶距離種植室很遠的地方依然可以接收到種植園信息。

【關鍵詞】STM32單片機;Android應用;溫濕度檢測;WIFI模塊

1、設計背景和目的

在農業生產中不斷的增強科學技術的引入則可以加快我們在農業現代化道路上的行走速度。研究表明，農作物產量與生長環境有著和強的關聯性，如果想讓農作物健康成長就必須為其提高適宜的生長環境。該設計的將網絡技術與農業種植技術合理結合，可以實時精確的監測和調節種植室內農作物的生長的溫濕度環境，保證農作物可以健康的成長的同時，有可以大大降低種植農作物對人力的消耗，為人們創造更高的效益。

2、硬件系統介紹

系統的元件件組成：STM32F103C8T6單片機最小系統板+eps8266-01wifi模塊+發光二極管+DHT11溫度濕度傳感器，如圖1系統原理圖所示。STM32F103C8T6控制板作為控制中樞可以對系統產生的數據進行運算處理。ESP8266無線網絡模塊可以讓用戶的Android設備通過互聯網進行遠程信息傳輸。DHT11是一款經過校準的溫濕度傳感器，他的溫度誤差為+-2℃，濕度檢測誤差為+-5%RH，溫度量程范圍為0～50℃，量程濕度范圍20-90%RH。溫度調節器和濕度調節器可以調節室內的溫濕度。

圖1 系統原理圖

系統啟動以后，DHT11溫濕度模塊可檢測到當前種植室內的溫度和濕度數值并傳輸給STM32F103C8T6單片機，單片機在將該數據傳輸給ESP8266-01模塊，該模塊可以改溫濕度信息傳遞給手機端。用戶可在APP界面查看接收到的溫濕度信息，當室內溫度和濕度的數值不是農作物生長所要求的最適宜溫度時，用戶可以控制系統中的溫度調節器和濕度調節器對種植室溫濕度進行調節控制。

3、軟件系統介紹

首先，用戶需要在自己的Android設備上安裝該產品配套的APP應用。打開APP應用可以看到如圖2所示的操作頁面。在IP地址一覽中輸入已經設置好的地址，并輸入正確端口值即可連接進入系統。在界面所示的溫度和濕度的顯示位置出會顯示出來種植室內的溫濕度狀況。如果此時室內溫度低于農作物的最適宜生長溫度或濕度，我們就可以點擊APP界面內的左邊溫控按鈕來控制溫度調節設備對室內進行加熱或加溫，或者點擊右邊濕控按鈕啟動濕度調節器調節室內濕度。當室內溫度加熱到合適溫度和濕度時，在APP應用界面中控制關閉設備即可。這樣就實現對種植室的濕度和溫度的遠程監測和控制，使得農業種植的更加簡易化。

圖2? APP操縱頁面

4、結語

該系統的優勢如下：

（1）能夠實時監測種植室內的溫度和濕度，并實時通過WIFI上傳到手機APP上顯示，方便用戶的監測和控制

（2）主控采用STM32F103，具有成本低、節約安裝空間、低耗能等眾多優點。

（3）通過WIFI 模塊與手機通信，通過手機上的兩個按鍵，遙控操作單片機系統上的兩個設備（如加溫開，加溫關、加濕開，加濕開），并實現反饋開關的運行、停止狀態到手機上進行顯示）。

農業現代化是我國一直都在走的路，未來隨著5G網絡技術的高速發展，越來越多的農業種植輔助系統將會誕生，期待我國的農業技術可以更快更好的發展下去。

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（作者單位：河南理工大學 機械與動力工程學院）