基于STM32的种植室温湿度检测及控制的系统设计

黎显 鲁攀 陈孟原 吕海岗

【摘  要】中国是一个人口大国，粮食生产一直使我们的重中之重，农业科学家们无时无刻不在研究如何让农作物生长更健康，产量更高。近年来，随着科技的快速发展，非常多的农业智能产品诞生。网络技术与农业种植技术也在相互融合并产生绚丽的火花。本团队旨在开发一款基于STM32F103C8T6单片机系统，采用WIFI模块实现设备端至手机端的数据传输，用户可以APP界面内查看所检测到当前室内的温度和湿度数值，并通过WIFI模块控制种室内的温度调节器和湿度调节器的开关机工作状态，并能够实时监测和反馈这两个设备的工作状态。该系统可以让用户距离种植室很远的地方依然可以接收到种植园信息。

【关键词】STM32单片机;Android应用;温湿度检测;WIFI模块

1、设计背景和目的

在农业生产中不断的增强科学技术的引入则可以加快我们在农业现代化道路上的行走速度。研究表明，农作物产量与生长环境有着和强的关联性，如果想让农作物健康成长就必须为其提高适宜的生长环境。该设计的将网络技术与农业种植技术合理结合，可以实时精确的监测和调节种植室内农作物的生长的温湿度环境，保证农作物可以健康的成长的同时，有可以大大降低种植农作物对人力的消耗，为人们创造更高的效益。

2、硬件系统介绍

系统的元件件组成：STM32F103C8T6单片机最小系统板+eps8266-01wifi模块+发光二极管+DHT11温度湿度传感器，如图1系统原理图所示。STM32F103C8T6控制板作为控制中枢可以对系统产生的数据进行运算处理。ESP8266无线网络模块可以让用户的Android设备通过互联网进行远程信息传输。DHT11是一款经过校准的温湿度传感器，他的温度误差为+-2℃，湿度检测误差为+-5%RH，温度量程范围为0～50℃，量程湿度范围20-90%RH。温度调节器和湿度调节器可以调节室内的温湿度。

图1 系统原理图

系统启动以后，DHT11温湿度模块可检测到当前种植室内的温度和湿度数值并传输给STM32F103C8T6单片机，单片机在将该数据传输给ESP8266-01模块，该模块可以改温湿度信息传递给手机端。用户可在APP界面查看接收到的温湿度信息，当室内温度和湿度的数值不是农作物生长所要求的最适宜温度时，用户可以控制系统中的温度调节器和湿度调节器对种植室温湿度进行调节控制。

3、软件系统介绍

首先，用户需要在自己的Android设备上安装该产品配套的APP应用。打开APP应用可以看到如图2所示的操作页面。在IP地址一览中输入已经设置好的地址，并输入正确端口值即可连接进入系统。在界面所示的温度和湿度的显示位置出会显示出来种植室内的温湿度状况。如果此时室内温度低于农作物的最适宜生长温度或湿度，我们就可以点击APP界面内的左边温控按钮来控制温度调节设备对室内进行加热或加温，或者点击右边湿控按钮启动湿度调节器调节室内湿度。当室内温度加热到合适温度和湿度时，在APP应用界面中控制关闭设备即可。这样就实现对种植室的湿度和温度的远程监测和控制，使得农业种植的更加简易化。

图2  APP操纵页面

4、结语

该系统的优势如下：

（1）能够实时监测种植室内的温度和湿度，并实时通过WIFI上传到手机APP上显示，方便用户的监测和控制

（2）主控采用STM32F103，具有成本低、节约安装空间、低耗能等众多优点。

（3）通过WIFI 模块与手机通信，通过手机上的两个按键，遥控操作单片机系统上的两个设备（如加温开，加温关、加湿开，加湿开），并实现反馈开关的运行、停止状态到手机上进行显示）。

农业现代化是我国一直都在走的路，未来随着5G网络技术的高速发展，越来越多的农业种植辅助系统将会诞生，期待我国的农业技术可以更快更好的发展下去。

参考文献：

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（作者单位：河南理工大學 机械与动力工程学院）