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编号：
CJ-32-2022-013
设计简介：
本设计是基于物联网的自动灌溉系统，主要实现以下功能：
1，OLED显示温湿度和土壤温湿度；
2，可通过继电器实现自动灌溉和自动加热的功能；
3，通过lora构建自组网，进行主从机间的数据传输，再通过WiFi传到云平台；
4，可通过按键设置温湿度阈值；
标签：STM32、lora、WIFI、DHT11温湿度、土壤湿度
题目扩展：基于lora的智能大棚系统、基于物联网的蔬菜灌溉系统
基于物联网的自动灌溉系统的设计与实现：中控部分、输入部分和输出部分。下面分别对这三部分进行概述：
中控部分
概述：中控部分是自动灌溉系统的核心，采用STM32单片机作为主控制器。它负责接收来自输入部分的数据，进行内部处理，并根据处理结果控制输出部分。
简要描述：
- 数据处理：STM32单片机接收来自多个传感器的数据，包括温湿度、土壤湿度和土壤温度等，进行实时处理。
- 逻辑判断：根据预设的阈值，判断是否需要启动灌溉或加热系统。
- 控制输出：根据处理结果，控制上水继电器和加热继电器的闭合或断开，以及通过LORA模块与从机进行数据通信。
输入部分
从机输入：
- DHT11温湿度检测模块：用于实时监测当前环境的温湿度，为灌溉决策提供依据。
- 土壤湿度检测模块：检测土壤湿度，判断是否需要灌溉。
- 土壤温度检测模块：检测土壤温度，判断是否需要加热。
- 供电电路：为从机部分的所有模块提供稳定的电源。
主机输入：
- 独立按键：用于用户交互，包括设置切换界面、设置阈值和连网等操作。
- LORA模块：接收从机发送的数据，实现主从机之间的数据通信。
- 供电电路：为主机部分的所有模块提供稳定的电源。
输出部分
从机输出：
- 上水继电器和加热继电器：根据土壤湿度和温度的判断结果，控制灌溉和加热系统的启动或停止。
- LORA模块：将检测到的数据发送给主机，实现数据的上传。
主机输出：
- OLED显示屏：实时显示检测到的温湿度、土壤温湿度和设置的阈值，提供直观的界面展示。
- WIFI模块：将检测到的数据发送给移动端，同时接收来自移动端的设置指令，实现远程监控和设置。
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
首先将电路焊接在集成板上，共有以下部分，第一部分是电源模块，将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排针焊接好后，将OLED12864显示屏插入排针。第三部分是单片机模块，本次课题使用的是STM32F103C8T6单片机。第四部分是独立按键模块。第五部分为温湿度传感器，第六部分为继电器，第七部分土壤湿度传感器，第八部分是温度传感器，第九部分是Lora模块、第十部分是WIFI模块。下图5-1为焊接完整实物图：
图5-1电路焊接总图
5.2 自动灌溉系统实物测试
如图5-2所示，下图为上电后，此时显示屏显示自动灌溉系统的基本情况。
图5-2自动灌溉系统实物图
5.3 设置阈值测试
如图5-3所示，此设计中通过按键设置阈值。
图5-3设置阈值实物图
5.4继电器测试
如图5-4所示，系统自动打开继电器进行灌溉。
图5-4 继电器工作实物图
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
如图5-5所示，仿真部分包含STM32F103C8T6最小系统板、OLED12864显示屏、DHT11温湿度传感器、独立按键、温度传感器、继电器。
图5-5 自动灌溉系统仿真图
6.2按键设置阈值测试
如图5-6所示，此设计中通过按键设置阈值。
图5-7 按键设置阈值仿真图
6.3温度检测测试
如图5-8所示，设置土壤温度温度为11摄氏度。
图5-8设置温度仿真图
设计说明书部分资料如下
计摘要：
本论文基于物联网技术设计了一种自动灌溉系统，旨在提高农作物的生长效率并减少人力成本。该系统采用STM32微控制器作为主控制器，通过串口连接DHT11温湿度传感器和土壤湿度传感器，实时获取环境的温湿度和土壤湿度信息。同时，通过继电器实现自动灌溉和自动加热的功能。为了实现主从机间的数据传输，选用了lora通信模块构建自组网，将数据传输到云平台则使用WiFi模块。
在软件设计方面，通过编写相应的算法和逻辑，实现了自动灌溉和自动加热的功能，并通过按键设置温湿度阈值。实验结果表明，该系统能够准确地监测温湿度和土壤湿度，并根据设定的阈值自动控制灌溉设备的开关。同时，系统能够通过lora通信模块实现主从机间的数据传输，并通过WiFi模块将数据传输到云平台。该系统具有实用性和可行性，能够有效提高农作物的生长效率，减少了人力成本。
本论文的创新点在于将物联网技术应用于自动灌溉系统中，通过实时监测环境参数并自动控制灌溉设备，实现了对农作物的精确灌溉。与传统的手动灌溉方式相比，该系统能够提高工作效率，减少浪费，并且能够根据不同作物的需求进行个性化的灌溉。此外，通过使用lora通信模块构建自组网，实现了主从机间的数据传输，提高了系统的稳定性和可靠性。
总之，本论文设计的物联网自动灌溉系统具有广泛的应用前景，在农业领域能够为农民提供便利，提高农作物的产量和质量。同时，该系统的设计思路和技术手段也对其他领域的智能化设备设计具有一定的借鉴意义。
关键词：联网技术、自动灌溉系统、STM32微控制器、DHT11温湿度传感器、土壤湿度传感器
字数：10000+
目录：
摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温湿度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STM32F103C8T6单片机
3.2.2复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 DHT11传感器检测温湿度模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 自动灌溉系统实物测试
5.3 设置阈值测试
5.4继电器测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2按键设置阈值测试
6.3温度检测测试
结 论
参考文献
致 谢
