基于STM32的智慧农业系统设计
基于stm32的农作物环境检测系统设计与实现开题报告
基于stm32的农作物环境检测系统设计与实现开题报告开题报告：基于STM32的农作物环境检测系统设计与实现一、研究背景与意义农业是国民经济的重要组成部分，而农作物的生长环境对其产量和质量有着重要影响。
传统的农作物环境监测方式主要依赖人工观察和经验判断，效率低下且存在主观性。
随着物联网和嵌入式技术的发展，基于STM32的农作物环境检测系统能够实时感知和监测农作物生长环境参数，为农民提供科学的决策依据，促进农业的可持续发展。
二、研究目标和内容本研究旨在设计与实现一种基于STM32的农作物环境检测系统，具体包括以下内容：1. 系统硬件设计：选择适合的传感器和执行器，设计硬件电路，搭建STM32开发板。
2. 系统软件设计：编写嵌入式程序，实现数据采集、处理和存储等功能。
3. 系统通信设计：采用无线通信技术，将数据传输到上位机或云平台进行远程监控和控制。
4. 系统界面设计：设计用户友好的界面，实现数据可视化和操作交互功能。
三、研究方法和技术路线1. 系统硬件设计：根据农作物环境监测需求，选择适合的传感器，如温湿度传感器、光照传感器等，并设计相应的电路连接和供电方案。
搭建基于STM32的开发板，实现传感器与控制器的连接和通信。
2. 系统软件设计：使用嵌入式开发工具，编写C语言程序，实现数据采集、处理和存储等功能。
结合传感器的特性，设计合理的数据处理算法，提高系统的准确性和稳定性。
3. 系统通信设计：选择合适的无线通信模块，如Wi-Fi、蓝牙或LoRa等，实现与上位机或云平台的数据传输。
设计通信协议，确保数据的可靠传输和安全性。
4. 系统界面设计：利用图形界面设计工具，设计用户友好的界面，实现数据的可视化展示和操作交互功能。
考虑到农民操作的便利性，界面设计应简洁明了。
四、预期成果和创新点1. 设计与实现一种基于STM32的农作物环境检测系统，能够实时感知和监测农作物生长环境参数。
2. 提供科学的决策依据，帮助农民进行合理的农业管理，提高农作物产量和质量。
基于STM32的智慧农业大棚系统设计
STM32单片机
STM32单片机是一种先进的32位微控制器，被广泛应用于各种嵌入式系统中。 它具有高性能、低功耗、易于开发和维护等特点，适用于各种环境下的高效数 据处理和控制任务。在温室大棚控制系统中，STM32单片机可以作为主控制器， 负责采集和处理各种传感器数据，根据预设算法实现对环境因素的调控。
（2）传感器和执行器的选型和接口设计：根据大棚环境因素的监测和控制需 求，选择适当的传感器和执行器型号，并设计相应的接口电路。
（3）数据传输模块的设计：根据实际需要，可以采用有线或无线方式进行数 据传输。如有线传输可选用RS485或CAN总线等方式；如无线传输可选用 Zigbee、NB-IoT或LoRa等技术。
总结本次演示所述，基于STM32的智能农业大棚系统设计具有以下优点：
1、使用STM32作为核心控制器，数据处理能力强，适用于各种复杂的控制场 景；
2、系统结构完整，包括数据采集、处理、控制和反馈等环节，能够实现对大 棚环境的实时监测与控制；
3、电源模块稳定可靠，可适应 各种环境下的电源供给需求。
引言：
随着科技的不断发展，智能化技术逐渐应用于各个领域，其中智慧农业也是其 中的一个重要方向。智慧农业是指通过物联网、传感器、云计算、大数据等先 进技术，实现农业生产的智能化、精细化、高效化和可视化。智慧农业大棚系 统作为智慧农业的一个重要组成部分，可以对大棚内的环境因素进行实时监测 和控制，提高农作物的产量和质量，
系统设计
1、硬件设计
基于STM32温室大棚控制系统的主要硬件包括STM32单片机、各类传感器（如 温度、湿度、光照强度等）、执行器（如通风机、遮阳帘、加湿器等）和人机 界面等。传感器和执行器与STM32单片机之间通过串口或I2C通信进行数据传 输和控制操作。同时，为了方便用户的使用，系统还设计了友好型的人机界面， 用于实时显示传感器数据和执行器状态，以及远程控制温室大棚的环境因素。
基于STM32单片机的新农业智能控制系统设计
基于STM32单片机的新农业智能控制系统设计作者：邹双鸾张梦瑶陈晓登李桂梅来源：《电脑知识与技术》2023年第32期关键词：温湿度传感器；光照传感器；云平台；智能控制：远程监控：Lora中图分类号：TP391 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2023）32-0110-05农业是我国的传统产业，也是国家支柱产业之一。
相关研究表明：我国农业劳动力成本日趋增高，农业劳动力老龄化与短缺问题逐渐凸显，农业智能化的需求日益增加。
而农作物的产量与温度、湿度、光照强度、CO₂浓度息息相关。
为能够根据农作物不同生长周期所需的环境进行智能调整，满足其合适的生长环境，提高农作物产量和农业管理的效率，笔者设计了新农业智能控制系统。
1 硬件设计本控制系统由单片机模块、空气温度监测模块、土壤湿度监测模块、光照强度监测模块、CO₂监测模块、通信模块、驱动模块和显示与控制模块共8个模块组成，其系统框图如图1所示。
1.1 单片机模块单片机选用STM32F103，STM32F103微控制器具有高性能、丰富的外设和接口、灵活的存储容量选择、低功耗特性以及安全功能等特点。
功能较为完善，可以满足此次设计需要。
1.2 空气温度监测模块DS18B20 是一种“单总线”接口的温度传感器。
DS18B20通过测量温度对其内部器件电阻值，从而实现温度的检测。
DS18B20内置有一个温度感应器和一个处理模块，当温度发生变化时，感应器的电阻值也会发生变化，这个变化被传递给处理模块，经过一系列运算之后最终以数字信号的形式输出。
整个过程由芯片内部自动完成，当系统需要获取传感器的数据时，需要从信号引脚DQ输入特定的指令，传感器会对指令进行解析，并向DQ引脚输出相应的温度数值。
1.3 土壤湿度监测模块采用YL-69土壤湿度传感器，其原理为湿敏电容，当环境的湿度发生改变时，会使得湿敏电容存在环境中的介质发生改变，导致湿敏电容中的电容数值产生变化，电容的数值正比于湿度值。
基于STM32的智能农业大棚系统设计
2021年2月Feb.2021第45卷第1期Vol.45,No.1热带农业工程TROPICAL AGRICULTURAL ENCINEERING基于STM32的智能农业大棚系统设计①张明月②贺福强③李思佳何昊（贵州大学机械工程学院贵州贵阳550025）摘要随着物联网技术的飞速发展，智能农业基地温室大棚成为了新的研究热点。
通过分析当地农业大棚的现状及存在的问题，解决农业大棚存在的监测数据准确率低、包容性差、人工任务繁重复杂等问题，提出在将智能传感器、单片机、ZigBee 组网等应用到农作物种植上，选用STM32单片机控制板作为采集终端，外加各类传感器实时采集农作物环境信息，通过ZigBee 组网将环境以及农作物参数实时传递。
结合科学种植经验方法，通过远程控制操作，设置适宜农作物生长的环境参数，实现对农作物各类数据的高效识别、管理，以适应时代的发展，提高农业生产效率。
关键词STM32；ZigBee ；远程控制；Android中图分类号TP273；S625Intelligent Agricultural Greenhouse System Based on STM32ZHANG MingyueHE FuqiangLI SijiaHE Hao(School of Mechanical Engineering,Guizhou University,Guiyang,Guizhou 550025)Abstract In recent years,with the rapid development of Internet of things technology,the greenhouse of in ‐telligent agricultural base has become a new research hotspot.By analyzing the current situation and exist ‐ing problems of local agricultural greenhouse in order to solve the problems of low accuracy of monitoring data,poor tolerance and heavy and complex manual tasks.The intelligent sensor,single chip microcomputer and ZigBee network are applied to crop planting in the environment of agricultural base.STM32single chip microcomputer control board is selected as the acquisition terminal,and various sensors are added to collect real-time crop environmental information.Through ZigBee network,the environment and crop parameters are transmitted in real bined with scientific planting experiences and methods,the environmental parameters suitable for crop growth can be realized through remote control operation,and the efficient iden ‐tification and management of all kinds of crop data can be realized so as to adapt to the development of the times and improve the efficiency of agricultural production.Keywords STM32;ZigBee ;remote control ;Android随着社会的飞速发展，人民生活水平的不断提升，人们对蔬菜质量要求也越来越高。
基于STM32F407的智慧农业系统的设计
基于STM32F407的智慧农业系统的设计摘要：目前中国农业产业生产分散，农户个体生产规模较小，现代农业经济组织发展滞后。
传统农业进行人工管理，缺乏有效的技术手段采集农作物生长环境参数，耗费人力和时间，出错率比较高；现代农业中传感数据相对单一，对获取数据还需进行手工统计和分析。
本项目旨在建设一款智慧农业系统以解决以人为因素的原因，农业产量不能达到理想最大值，甚至可能由于认为原因导致各项农作物减产等问题。
同时，也是以完善推进全国农村经营管理系统、建立完全无人化、自动化、实时化、智能化的智慧农业系统为发展目标创造、发展、更新我们的技术。
关键词：智慧农业、STM32F407、温度测试、湿度测试、降温系统、门禁系统引言：现如今科技日新月异，农业的发展也将慢慢适配先进的科技。
现如今大多数农业农作仍是人为操作，在炎热的夏天，农名在田地里工作十分的辛苦，还需要担心有贼人偷盗农作物，非常的不方便。
因为人为因素的原因，农业产量不能达到理想最大值，甚至可能因为认为原因导致各项农作物减产。
为此我希望设计一款智慧农业系统以解决以上问题。
我国政府部门高度重视现代农业的发展，按照《全国农业农村信息化发展“十三五”规划》要求，今后5年，农业农村信息化总体水平将从现在的35%提高到50%，基本完成农业农村信息化从起步阶段向快速推进阶段的过渡。
具体指标包括：农业生产信息化整体水平翻两番，达到12%；农业经营信息化整体水平翻两番，达到24%；农业管理信息化整体水平达到60%；农业服务信息化整体水平达到50%以上等。
在温室大棚中的应用:大棚温控技术的应用、田间种植信息化建设应用、农业用水灌溉应用。
原理探究：基于STM32F407的智慧农业系统是通过门禁刷卡来限制人的出入，火焰传感器检测到有火源会触发蜂鸣器报警，温度传感器检测室内温度过高会触发继电器工作带动风扇降温，光敏传感器检测室内光照强度，检测到光照过暗触发继电器工作点亮灯带来补充光照，土壤湿度检测到土壤湿度过低会触发继电器带动电机抽水自动灌溉，室内温度会在LCD显示器上显示，水箱的水温有水温检测器，我们设定一个值，一旦水温超过这个值，指示灯会变色并且蜂鸣器报警提示，以便防止水箱里的灌溉资源因温度过高而流失养分，装置带有雨水检测和太阳能充电。
基于STM32的农业大棚环境的智能测控系统设计
• 151•基于STM32的农业大棚环境的智能测控系统设计韩方浩 王 哲0 引言我国人口众多，而耕地较少，发展设施农业是解决众多人口吃饭问题的主要途径[1]。
而农业大棚作为一种行之有效的解决途径得到了广泛的发展[2]。
它对外界环境的依赖性低，能有效的营造一个作物生长的生态小环境，在一定程度上帮助解决农产品日益增长的需求问题。
传统的农业大棚，农户往往通过悬挂温度计、湿度计、光照计等传感器，利用自身的种植经验进行加热、喷水、补光等工作，耗费人力物力与时间，且精度难以控制[3]。
因此，开发一套适用于农业大棚的低成本、高性能的环境测控系统具有重要的意义。
1 农业大棚环境因素分析类似于外界环境中植物的生长过程，在农业大棚中，农作物的生长主要依赖于光合作用。
根据生物课程中光合作用的基本原理，总结出影响光合作用的主要环境因素包括空气温度、空气湿度、光照强度、CO2浓度以及土壤湿度等。
这些因素对作物的生长影响最为显著。
空气的温度是作物能够生长发育的主要环境因素之一，包括作物的发芽、根系营养的吸收、光合作用、蒸腾作用以及吸收作用等在内的生理活动均受温度的直接影响。
当作物生长温度适宜的环境时，生长的速度最快，否则其新陈代谢将变得失常，生长速度变缓。
一般来说，作物日间适宜的温度为23℃~30℃，夜间适宜的温度为10℃~18℃。
空气湿度是指农业大棚内部的相对空气湿度，它是作物生长作为敏感的因素之一。
温度适宜的条件下，作物的蒸腾作用将适宜减少，光合作用增加，生长速度加快。
当空气湿度较小时，作为吸收水分受到影响。
而空气湿度较大时，则会导致作物茎叶的快速生长，影响作物的产量，也会伴随有病虫害的发生。
一般来说，农业大棚内的湿度应保持在50%~80%之间最为合适。
光照是作物光合作用必不可少的条件之一，是其能量的来源，与作物产量息息相关。
合理的控制光照时间和强度能有效促进作物生长。
一般来说，农业大棚内的光照应保持在作物的光照补偿点和光照饱和点之间，且有足够的光照时间。
基于stm32的农业大棚毕业设计
基于stm32的农业大棚毕业设计农业大棚是一种环控设施，用于提供适宜的生长条件，从而改善农作物的生长和产量。
在毕业设计中，我选择了基于STM32的农业大棚控制系统作为课题。
首先，我将使用STM32微控制器作为主要控制单元。
STM32系列是一种针对嵌入式应用设计的32位ARM Cortex-M微控制器，具有高性能、低功耗和丰富的外设接口。
它的优势在于高度集成的特性，可用于实现多种控制和通信功能。
其次，我将设计和实现一套完整的农业大棚环境监测系统。
该系统将包括温度、湿度、光照等环境参数的检测和监控。
利用STM32的模拟转换接口和外部传感器，可以实时获取和处理环境参数数据。
同时，我还将使用相应的传感器来监测土壤湿度、二氧化碳浓度等其他重要指标，以提供全面的环境监测能力。
在控制方面，我将利用STM32的PWM输出等功能来实现对灯光和喷灌系统的控制。
通过设定适当的时间和强度，可以调控光照和水分供应，提供最佳的生长条件。
此外，我还将根据不同的作物需求，编写相应的控制算法，以自动调整环境参数，实现智能化的生长管理。
最后，我将通过STM32的串口通信功能，与PC或手机等外部设备进行数据传输和远程控制。
这样，用户可以通过上位机软件或手机App实时监测和控制农业大棚的各项参数。
同时，我也会开发一个用户友好的界面，方便用户查看历史数据和生成报表，从而更好地进行决策和管理。
在毕业设计过程中，我将充分利用STM32的强大功能和丰富的资源，设计和实现一套高效可靠的农业大棚控制系统。
通过合理的环境监测和控制，希望能够提高农作物的产量和质量，为现代农业发展贡献一份力量。
毕业设计基于单片机stm32的牛羊智能养殖系统设计
毕业设计基于单片机stm32的牛羊智能养殖系统设计下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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智能应用0 引言近年来，越来越多的智能化系统应用于日常生活。
农业智能化就是新兴的产业，如何有效提高农作物的培育效率，高效利用作物的生长期，温室环境检测与调节成为最关键的一环。
市面上目前出现了许多可以帮助提升植物培育效率的智能机器，但大多没有将环境监测、自动处理、及时报警和远程控制等诸多关键性要素完美的结合到一起，只能实现简单的功能，因此设计一款将单片机技术、传感器技术和远程控制技术相结合的智能化农业系统尤为重要，该系统可以实现农作物生长环境参数采集及实时显示，能够及时报警并进行自动处理相结合，还可以进行工作人员信息安全管理和远程调节，在很大程度上解放了人工，实现了数据监测，提高生产效率。
1 系统方案设计本系统采用嵌入式芯片STM32F103ZET6为核心，系统整体框架结构如图1所示。
主要包括信息安全系统，环境检测与调节系统，报警系统、Wifi远程控制系统和电源系统。
图中指纹识别模块和GSM模块构成信息安全系统；温湿度和光照采集模块，调节装置（排风、加热电阻、水泵）构成环境检测与调节系统；ISD1760语音模块和GSM模块构成报警系统；Wifi和上位机构成远程控制系统。
各模块与嵌入式芯片通过程序编写来实现通信，远程控制通过无线传感网络采用效率更高的ZigBee拓扑网络进行通信，协作完成智慧农业系统的所用功能。
2 硬件电路设计■2.1 信息安全系统本部分由R305指纹识别模块和GSM模块构成，工作人员通过指纹识别系统实现员工考勤，管理员可以预先录入所有工作人员的信息并进行存储，同时如要启动智能农业系统或进入数据中心也需要指纹验证，如果指纹匹配多次出错GSM将会报告给管理员，并判别是否为意外操作以便及时采取措施。
■2.2 大棚内环境检测与调节系统本部分由DHT11模块、GY-30模块，调节装置（排风、加热电阻、水泵等）组成。
检测的土壤温湿度值和环境光照强度数值被传送到控制器进行处理，可根据农作物种类的不同，设定生长环境的温湿度和光照阈值，当采集的数值不在预先设定的范围内，调节装置根据不同的超限情况进行相应的处理，如通过排风装置进行降温，通过加热电阻提高环境温度，借助水泵实现土壤灌溉，直至温湿度重新回到设定范围之内，调节装置关闭，当大棚内的系统指标超限时可通过GSM短信通知完成提醒功能。
■2.3 报警系统本部分由ISD1760语音播报模块和GSM模块组成。
ISD1760语音播报模块集成度高，具有高性能的录放功能，可实现多段录音，其采样率在一定范围内可以调节，芯片自带数据存储功能，能实现较好的音质和断电存储。
当采集的温湿度和光照强度数值不在预先设定的范围内语音报警装置启动，提醒工作人员，同时GSM模块给预先设置电话号码发送通知短信。
设计中GSM网络使用的是GA6通信模块，该模块即支持短信操作，也支持电话功能、彩信功能，它支持四个通信频段，工作性能稳定，信号质量好，性唐红霞，李怀亮（绥化学院电气工程学院，黑龙江绥化，152000）基金项目：绥化市科技计划项目（SHKJ2016-052），黑龙江省教育厅基本科研业务费项目（2016-KYYWF-0934）。
摘要：为了提高农业的智能化水平，设计一款可远程控制的智慧农业系统。
以STM32为控制核心，以温湿度、光强数据采集模块，调节装置、LCD液晶显示为基础，辅以GSM通信模块，指纹检测和语音报警等模块，实现对温室大棚内环境的检测调节以及工作人员信息的智能化管理，系统可将检测的各种数据信息分别显示在上位机页面和系统终端，可以通过GSM通信模块向管理员发送通知，可以通过Wifi使用上位机实现对智慧农业大棚的远程操控。
关键词：安全监测；GSM通信；远程操控www�ele169�com | 2526 | 电子制作 2019年09月启动后首先进行程序的初始化，加载各种传感器和硬件设备，开启Web 服务器和应用程序，判定系统初始化是否完成，如果完成则显示启动成功，开始调用温湿度函数和光强检测函数，信息安全系统开启指纹读取程序，否则重新加载；所用硬件和程序启动后，还需判断是否有Web 服务器请求或者远程访问请求，如果存在请求，则此时远端的上位机页面可以显示实时信息，并可以通过页面设置完成远程的智能化操控。
■3.2 硬件与网页交互的实现系统软件在Linux 系统下完成，通过shell 命令完成web 前端设计及后端搭建；搭建过程主要使用Python 语言和Django 框架；在页面设计上使用Python 结合了Html、CSS 等语言实现数据库与网页间的动态连接；系统的登录帐号密码以及查询历史记录会保存在sqlite 数据库中。
在终端登录客户端，将想要完成的动作传递给服务器，服务器端根据接收到的信息完成指定动作，如工作人员可以通过账号密码登录网页，实时查看系统数据，还可以发出调节动作指令，完成远程控制。
Django 框架的运行过程如图3所示，管理员在浏览器中访问URL 后判断协议类型，根据http 请求获得转换后的IP 地址，经过网络传输到达Web 服务器，之后会调用程序，最后通过Web 发送到浏览器。
■3.3 Wifi 的远程控制本系统使用Wifi 作为桥梁，无线传感网络采用效率更高的ZigBee 拓扑网络进行通信，实现上位机对大棚内环境调节装置的远程操控，提升农业系统的智能化和工作效率。
设计中采用计算机作为上位机，管理员登陆客户端，网页页面显示大棚内图像信息和（温度，湿度，光强等）各种信号变化的实时数据，管理员可以根据实际需求通过计算机直接发出调节指令，控制下位机单片机完成对应的控制动作，调整大棚内环境的指数，达到远程操控的目的，让智慧农业更加智能化、人性化。
在使用Wifi 的远程控制中，主要分为以下几个步骤：首www�ele169�com | 27智能应用先进行无线路由器设置，登陆管理界面，找到虚拟服务器；然后打开CMD 命令提示行，输入目标客户端的IP 地址，并对上位机的进行配置，本设计中主要包括Wifi 参数设置、指令设置、自定义动作设置、传感器设置等，这样就可以通过上位机实现对大棚内装置的控制，并能接收回传的视频。
这里Wifi 的远程控制需要开两个端口，一个为视频端口，另一个为控制端口，通过添加端口转发规则，确定转发的目标客户端的IP。
无线路由器，连通了外网和大棚内的路由，使得可以在外网通过计算机控制大棚内的调节装置，实现Wifi 的远程控制。
4 特色与创新（1）本系统结合指纹识别技术提高了系统信息安全性，且人性化易于操作，工作人员通过指纹识别系统实现员工考勤，管理员可通过预先录入指定的用户的指纹作为开启智慧农业系统的登录口令，而未录入指纹其他人则不能进入系统。
同时如要启动智能农业系统或进入数据中心也需要指纹验证，如果指纹匹配多次出错GSM 将会报告给管理员，并判别是否为意外操作以便及时采取措施。
（2）语音播报报警和GSM 短信通知报警并用，当大棚内环境参数与设定的参数阈值不在同一范围内时，大棚内的智慧系统会发出语音播报提醒现场的工作人员开启调节装置，同时通过GSM 短信通知管理员进行备案记录，为农作物的生长提供智能化保障。
（3）通过Wifi 的远程控制，使上位机计算机与下位机单片机相互联系，上位机的使用可以通过下位机反馈的实时数据来及时的提醒工作人员和管理员，使工作人员及时发现周围环境的变化，做出相应的措施。
上位机人性化的界面，能给用户提供方便而且舒心体验。
5 结论本设计对智慧农业系统应具备的功能进行了研究，该嵌入式系统使用STM32芯片，借助各种传感器对农业大棚内的环境进行数据采集，通过与系统预设的阈值比较，完成自动调节和远程控制调节功能，同时可以进行语音报警提示和GSM 信息报警。
远程控制主要在上位机中进行网页设计，通过Wifi 将上位机和下位机连通，完成信息交互，大棚内的实时监测数据和视频画面可以显示在网页终端，三维视觉感逼真。
整个系统对软硬件的控制性相对传统操作实效性更高、动作精确、执行更高效，未来随着人工智能的发展，智慧农业会更好的推广价值。
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此控制器可以作为智能控制算法研究基础。
参考文献＊ [1]周韬，张显库.一种正弦函数修饰的航向保持策略[J].船海工程，2018增刊1:212-214＊ [2]李荣辉，曹俊海，李铁山.波浪作用下船舶航向自抗扰控制设计及参数匹配[J].控制理论与应用，2018.35（11）：1601-1609＊ [3] 贾欣乐,杨盐生.船舶运动数学模型-机理建模及辨识建模.大连：大连海事大学出版社，1999＊ [4]杨承恩,贾欣乐,毕英君.船舶舵阻横摇及其鲁棒控制[M].大连：大连海事大学出版社，2001＊ [5]周蓉，船舶航向自适应PID 控制器的设计与应用[D].大连：大连海事大学.2010.7＊ [6]杨文辉，船舶航向智能控制研究[D].广州：华南理工大学,2010.4＊ [7]贾欣乐，张显库.船舶运动智能控制与H ∞鲁棒控制[M].大连：大连海事大学出版社，2002（上接第21页）。