设计摘要：

本设计基于STM32微控制器，开发了一套智能化的蔬菜大棚灌溉系统，旨在通过集成多种传感器和控制模块，实现对蔬菜生长环境的精准监测和自动化管理。系统主要功能包括土壤湿度检测、自动灌溉控制、环境温度监测、光照调节以及远程监控等。

系统通过三个土壤湿度传感器实时采集土壤湿度数据，当检测到两个以上传感器显示湿度不达标时，系统智能地控制水泵启动，进行灌溉，直至土壤湿度达到设定的高位阈值后停止。此外，系统还配备了温度传感器，用于监测环境温度。当温度超过设定的高温阈值且土壤湿度未达到高位阈值时，系统会自动启动水泵进行降温处理。光敏电阻则用于实时监测环境光照强度，当光照过低时，系统会自动打开LED照明灯进行补光，以确保蔬菜的正常生长，此外当温度低于阈值，进行加热。

为了方便用户实时了解系统状态，本设计采用了OLED液晶显示屏，用于显示土壤湿度、温度、光照强度以及系统运行状态等信息。用户还可以通过按键手动触发浇水操作或设置系统参数，如低位和高位阈值。当土壤湿度低于设定的低位阈值或温度超出设定范围时，系统会启动蜂鸣器和报警指示灯进行报警，以提醒用户及时采取措施。

为了进一步提升系统的便捷性和可操作性，本设计引入了WIFI模块，实现了与手机APP的连接。用户可以通过手机APP实时查看各项环境数据，并进行远程监控和参数调整。这种远程监控功能不仅提高了系统的灵活性和可操作性，还为用户提供了更加便捷的管理方式。

综上所述，本设计通过集成多种传感器和控制模块，构建了一个功能全面、性能可靠的蔬菜大棚灌溉系统。该系统不仅能够实时监测和调节蔬菜生长环境，还能通过WIFI模块实现远程监控和控制，为蔬菜种植提供了智能化、自动化的解决方案。

关键字： STM32，蔬菜大棚，灌溉系统，土壤湿度传感器，温度传感器，光敏电阻，OLED显示屏，WIFI模块，远程监控

字数：12000+

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 晶振电路和复位电路

3.3 液晶屏显示模块

3.4 土壤湿度传感器（Molsture）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

4.5处理函数程序流程设计

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

5.2 大棚蔬菜环境系统实物测试

5.3 设置阈值测试

5.4WIFI测试

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

6.2上电显示测试

6.3按键调节阈值测试

6.4设置温度阈值测试

结  论

参考文献

致  谢

1　引 言

1.1 选题背景及实际意义

随着现代农业的快速发展，传统蔬菜种植模式中依赖人工经验的灌溉方式已难以满足高效、精准的生产需求。当前，许多地区的蔬菜大棚仍采用定时灌溉或凭肉眼观察土壤干湿程度进行浇水的方式，这种模式不仅容易导致水资源浪费，还可能因灌溉不当引发作物生长不良、病虫害滋生等问题。同时，环境因素如温度、光照的剧烈变化也会直接影响作物生长，而传统管理方式对这些因素的调控往往滞后且精度不足，制约了蔬菜产量和品质的提升。此外，随着劳动力成本上升和农村青壮年劳动力流失，传统依赖人工的大棚管理模式面临着可持续性挑战，亟需通过智能化技术实现生产过程的自动化与精准化。

在此背景下，基于STM32的蔬菜大棚灌溉系统设计具有重要的现实意义和应用价值。该系统通过集成多种传感器与智能控制逻辑，能够实时监测土壤湿度、环境温度和光照等关键参数，摆脱了对人工判断的依赖，实现了灌溉、温控、补光等操作的自动化。从资源利用角度看，系统依据土壤湿度阈值和多数传感器反馈进行精准灌溉，可显著减少水资源消耗，符合农业可持续发展理念；从作物生长角度，通过实时调控温湿度和光照条件，能够为蔬菜提供稳定适宜的生长环境，有效提高作物产量和品质；从管理效率角度，系统支持手机APP远程监控与参数调整，结合本地OLED显示和报警功能，大幅降低了人工管理成本，提升了大棚管理的便捷性与及时性。此外，该设计基于STM32微控制器构建，硬件成本较低且易于推广，为中小规模种植户提供了经济可行的智能化解决方案，有助于推动传统农业向精准农业、智慧农业转型，对促进农业现代化进程具有积极作用。

1.2 国内外研究现状

在农业智能化发展的大背景下，国内外针对智能灌溉系统的研究已取得显著进展，形成了各具特色的技术路径与应用模式。

国外对智能灌溉技术的研究起步较早，技术体系相对成熟。欧美等发达国家凭借在传感器技术、物联网通信和自动化控制领域的优势，构建了较为完善的精准灌溉系统。例如，美国学者较早将土壤墒情传感器与滴灌技术结合，通过实时监测土壤水分数据实现变量灌溉，相关系统已在大规模农场中得到应用，节水效率可达30%以上。以色列作为水资源匮乏的国家，在智能灌溉领域表现突出，其开发的基于土壤湿度、气象数据融合分析的决策系统，能够根据作物生长模型动态调整灌溉策略，在沙漠农业中实现了高效用水。同时，国外在远程控制方面应用广泛，许多系统通过4G/5G网络实现数据传输与远程操作，部分高端产品还集成了AI算法，可基于历史数据预测作物需水量，进一步提升了灌溉的精准性。不过，国外系统普遍存在成本较高、对本地化作物适应性不足等问题，难以直接应用于发展中国家的中小规模种植场景。

国内对智能灌溉系统的研究虽起步较晚，但近年来发展迅速，呈现出本土化、低成本、多功能融合的特点。随着乡村振兴战略的推进，国内科研机构和企业围绕适合我国农业生产模式的智能灌溉技术展开了大量研究。在传感器应用方面，国内学者开发了基于电阻式、电容式的土壤湿度传感器，降低了硬件成本，同时通过多传感器数据融合技术提高了检测精度。在控制核心方面，以STM32、Arduino等低成本微控制器为核心的控制系统成为研究热点，这类系统集成了温湿度监测、灌溉控制、数据显示等功能，满足了中小大棚的基本需求。通信技术方面，国内系统多采用WiFi、蓝牙等近距离通信方式，结合手机APP实现数据查看与远程控制，部分地区还试点了基于LoRa的低功耗广域网技术，适应了大棚分散分布的特点。此外，国内研究注重实用性，将灌溉控制与环境调控（如温度、光照）相结合，形成了一体化的大棚管理系统，如部分设计通过温度传感器联动灌溉设备，实现了降温与补水的协同控制。但相比国外，国内系统在算法优化、长期稳定性和规模化应用方面仍有差距，传感器精度易受土壤盐分、有机质影响，数据传输的抗干扰能力也有待提升。

总体而言，国内外研究均朝着精准化、智能化方向发展，国外侧重技术先进性与规模化应用，国内则注重成本控制与本土化适配，而基于STM32的蔬菜大棚灌溉系统设计，正是在吸收国内外技术经验的基础上，致力于平衡性能与成本，为中小种植户提供切实可行的智能化解决方案。