基于物联网的自动灌溉系统的设计与实现-设计说明书
电子校园网 编号：
CJ-32-2022-013-LW
设计摘要：
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+
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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
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
农业是人类生存和发展的基础产业之一，而灌溉是农业生产中至关重要的环节。传统的手动灌溉方式存在着工作效率低下、浪费水资源、人力成本高等问题，因此需要引入自动化技术来改进灌溉系统。
随着物联网技术的不断发展和普及，将其应用于农业领域的自动灌溉系统具有重要的实际意义。首先，自动灌溉系统能够实时监测环境参数，如温度、湿度和土壤湿度，从而精确控制灌溉设备的开关，避免了过度灌溉或不足灌溉的问题，提高了农作物的生长效率。其次，自动灌溉系统能够根据不同作物的需求进行个性化的灌溉，为农民提供了便利，提高了农作物的产量和质量。此外，自动灌溉系统的应用还能够减少人力成本，降低了农业生产的经济压力。
因此，设计一种基于物联网技术的自动灌溉系统具有重要的实际意义。该系统能够提高农作物的生长效率，减少浪费，降低人力成本，为农业生产提供了便利和效益。此外，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借鉴意义，推动了物联网技术在农业领域的应用和发展。
1.1 国内外研究现状
国内外对于基于物联网技术的自动灌溉系统的研究已经取得了一定的进展。以下是国内外研究现状的简要概述：
国内研究现状：针对自动灌溉系统的硬件设计方面，国内研究者多采用单片机作为主控制器，结合各种传感器实现对环境参数的监测和控制。同时，还有一些研究关注使用无线通信模块实现数据传输和远程控制的功能。在软件设计方面，国内研究者通过编写相应的算法和逻辑，实现了自动控制和数据处理的功能。一些研究还关注通过数据分析和决策支持系统来优化灌溉策略，提高农作物的生长效率。
国外研究现状：在硬件设计方面，国外研究者也多采用微控制器作为主控制器，并结合各种传感器实现环境参数的监测和控制。此外，一些研究还关注使用新型的传感器技术，如光谱传感器和气象站，来提高灌溉系统的精确度和可靠性。在软件设计方面，国外研究者注重通过机器学习和人工智能技术来优化灌溉策略。他们通过建立模型和算法，实现对环境参数的智能分析和预测，从而实现更加精确和高效的灌溉控制。
综上所述，国内外对于基于物联网技术的自动灌溉系统的研究已经取得了一定的成果。国内研究主要关注硬件设计和基本功能的实现，而国外研究则更加注重软件设计和智能化控制的应用。未来的研究可以进一步探索如何将新兴技术如人工智能和大数据分析应用于自动灌溉系统，提高其精确度和效率。
1.3 课题主要内容
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；
