**单片机设计介绍，基于STM32云平台的智能温室大棚电路设计完整电路方案

  基于STM32云平台的智能温室大棚电路设计完整电路方案概要如下：

一、项目背景与目标

本项目旨在设计一款基于STM32微控制器和云平台的智能温室大棚电路系统，实现温室大棚环境的远程监控和智能化管理。系统能够实时采集温室内的温度、湿度、光照强度等环境参数，并通过云平台进行远程监控和数据分析。同时，系统还能根据作物生长的需要，自动调节温室内的环境参数，如温度、湿度、光照等，以优化作物生长环境，提高产量和质量。

二、系统组成

STM32微控制器：作为系统的核心控制单元，负责接收传感器数据、处理控制逻辑以及输出控制信号。 传感器模块：包括温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器等，用于实时采集温室内的环境参数。 执行机构：包括加热设备、加湿设备、通风设备、LED补光灯等，用于根据控制信号调节温室内的环境参数。 LCD显示屏：用于实时显示温室内的环境参数以及控制状态，方便用户了解系统状态。 无线通信模块：采用WiFi或4G等无线通信技术，实现STM32微控制器与云平台之间的数据交互。 云平台：提供远程监控和数据存储功能，用户可以通过手机APP或网页端远程查看温室内的环境参数，并进行参数设置和远程控制。 三、电路设计

传感器电路设计：根据所选传感器类型，设计相应的电路接口，确保传感器能够稳定、准确地采集环境参数，并将数据传输给STM32微控制器。 执行机构电路设计：根据所选执行机构类型，设计相应的驱动电路和控制电路，确保STM32微控制器能够控制执行机构的运行，以调节温室内的环境参数。 电源电路设计：设计稳定的电源电路，为STM32微控制器、传感器和执行机构提供所需的电源。 无线通信电路设计：设计无线通信电路，实现STM32微控制器与云平台之间的数据交互。 四、软件设计

STM32微控制器程序设计：编写STM32微控制器的程序，实现传感器数据的读取、处理和控制信号的输出。同时，程序还负责与云平台的数据交互和LCD显示屏的更新。 云平台软件开发：开发云平台软件，实现远程监控和数据存储功能。用户可以通过手机APP或网页端远程查看温室内的环境参数，并进行参数设置和远程控制。 五、系统测试与优化

系统测试：在实验室环境下对系统进行测试，验证系统的功能性和性能表现。 优化调整：根据测试结果对系统进行优化调整，包括调整传感器位置、优化控制算法等，以提高系统的准确性和稳定性。 六、应用与扩展

应用场景：该系统可广泛应用于各种温室大棚中，用于实现温室环境的远程监控和智能化管理。 扩展功能：可根据实际需求添加更多传感器和执行机构，实现更多功能，如土壤湿度监测、CO2浓度监测、自动喷灌等。同时，还可与其他智能农业设备进行联动，实现更加智能化、自动化的农业管理。

个人毕业设计，参考正点原子教程，使用机智云平台完成本项目，由于机智云平台更新，正点原子移植教程已经不再适用于机智云平台生成代码，经过几天时间的努力，完成了最新版机智云平台代码的移植。

该项目使用STM32F103C8T6为控制器，通过ESP8266模块连接机智云平台，使用DHT11采集温湿度，通过0.96OLED显示温湿度数据和期望温湿度数据，采用光敏模块，利用STM32的ADC采集光照强度，通过电磁继电器控制加湿器和排风扇的工作状态。有三个按键：分别对应温湿度期望值的增加，温湿度期望值的减少，对温度或者湿度的期望值进行增减的状态键。同时有对应指示灯指示不同的状态。系统启动后进入自动状态，根据预设期望温湿度和实际温湿度进行比较对加湿器和排风扇的开关进行控制。同时0.96OLED显示期望温湿度和实际温湿度和光照强度，手机端使用机智云官方APP，从上到下依次为状态转换，风扇，加湿器，还有温湿度和光照强度显示。按下状态键，打开手动模式可以使用手机控制风扇和加湿器工作。

设计思路 文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现 本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。 ————————————————

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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目 录

摘 要 I Abstract II 引 言 1 1 控制系统设计 2 1.1 主控系统方案设计 2 1.2 传感器方案设计 3 1.3 系统工作原理 5 2 硬件设计 6 2.1 主电路 6 2.1.1 单片机的选择 6 2.2 驱动电路 8 2.2.1 比较器的介绍 8 2.3放大电路 8 2.4最小系统 11 3 软件设计 13 3.1编程语言的选择 13 4 系统调试 16 4.1 系统硬件调试 16 4.2 系统软件调试 16 结 论 17 参考文献 18 附录1 总体原理图设计 20 附录2 源程序清单 21 致 谢 25