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20 个相关毕业设计备选题目

1. 基于 STM32 的智能大棚环境监测与自动控制系统设计
2. 基于 STM32 的农田多参数环境调控装置设计与实现
3. 基于 STM32 的温室多传感器采集与智能管控系统设计
4. 基于 STM32 的农业大棚阈值式自动灌溉通风控制系统
5. 基于 STM32 的室内种植环境监测与继电器驱动控制系统
6. 基于 STM32 的多维度农业环境数据采集与调控平台设计
7. 基于 STM32 的手动自动双模式农业温室智能控制装置
8. 基于 STM32 的土壤与空气综合环境智能管理系统设计
9. 基于 STM32 的大棚环境阈值配置与声光报警系统实现
10. 基于 STM32 的温室补光加湿浇水排风一体化控制系统
11. 基于 STM32 的农业环境 OLED 实时显示与按键控制系统
12. 基于 STM32 的 SGP30 与多传感器温室智能调控系统
13. 基于 STM32 的土壤 pH 异常监测蜂鸣报警控制系统设计
14. 基于 STM32 的模式可切换农业种植智能控制终端设计
15. 基于 STM32 的大棚环境阈值自定义智能执行系统实现
16. 基于 STM32 的嵌入式农业环境感知与自动执行装置设计
17. 基于 STM32 的温室环境手动干预与自动管控系统开发
18. 基于 STM32 的种植环境温湿度光照二氧化碳监测控制系统
19. 基于 STM32 的嵌入式智能园艺环境调控系统设计与实现
20. 基于 STM32 的农业大棚多设备联动智能控制系统开发

项目研究背景

现代农业生产模式正逐步向着智能化、精细化的方向转型，传统人工管理的大棚种植方式大多依靠人工定时巡检、手动操作灌溉与通风设备，环境数据依靠人工记录采集，管理效率低下，人工成本较高。传统管控方式无法实时获取空气温湿度、土壤湿度、光照、二氧化碳以及土壤 pH 等多项环境指标，管理人员难以精准把控大棚内部的生长环境，设备启停时机依靠经验判断，容易出现浇水过量、光照不足、温湿度失衡等问题，影响作物生长。市面上部分农业控制设备功能固化，阈值无法自定义修改，缺少手动干预模式，设备调试与后期维护操作繁琐。随着嵌入式技术与物联网感知技术不断成熟，以 STM32 单片机为核心的嵌入式控制系统能够低成本完成多传感器数据采集与外设驱动控制。本课题设计一套集环境监测、阈值配置、自动调控、手动控制于一体的智能大棚控制系统，实现大棚环境参数实时采集展示与设备智能联动，弥补传统种植管理方式智能化不足的短板，满足中小型种植场景低成本智能化改造的实际需求，具备良好的实用价值与落地应用意义。

摘要

本文设计了一套以 STM32 单片机为核心的智能大棚环境监测与自动控制系统。系统搭载 DHT11、YL‑69、GL5506、SGP30 以及土壤 pH 传感器完成大棚空气与土壤多维度环境数据采集，通过 OLED 液晶屏实时展示各项环境参数。系统支持自动模式、手动模式、阈值设置模式三种工作状态，利用独立按键完成模式切换、设备选择与阈值增减配置。在自动模式下，系统对比实时采集数据与用户设定阈值，驱动继电器控制风扇、加湿模块、水泵、补光灯、排风设备完成环境调控；当土壤 pH 值超出合理区间时触发蜂鸣器报警。测试结果表明，该系统数据采集稳定可靠，控制逻辑完整，操作便捷，能够实现大棚种植环境的智能化管控，适用于小型温室种植场景，具备较好的实际使用价值。

总体方案

1. STM32F103C8T6 单片机主控模块：作为整个系统的运算与控制核心，负责读取各传感器采集的数据、处理按键输入逻辑、驱动 OLED 屏幕刷新数据、输出电平信号控制继电器与蜂鸣器；该型号单片机外设资源丰富、功耗低、开发资料完善，适合本科嵌入式项目开发，承担整个系统的调度处理工作。
2. DHT11 温湿度传感器：用于采集大棚内部环境温度与空气湿度，采用单总线通信方式，接线简单，成本低廉，满足农业环境基础温湿度采集需求。
3. YL‑69 土壤湿度传感器：采集土壤含水量模拟量数据，将土壤干湿状态转换为电信号交由单片机处理，用于判断是否启动水泵浇水。
4. GL5506 光敏传感器：感知环境光照强度，输出模拟电压信号，用于系统判断是否开启补光设备。
5. SGP30 二氧化碳传感器：采集大棚内部二氧化碳浓度，通过 I2C 协议传输数据，为排风通风控制提供数据依据。
6. 土壤 pH 传感器：采集土壤酸碱度数值，数据传输至主控单元，用于异常状态的报警判定。
7. OLED 液晶显示屏：实时刷新展示空气温湿度、土壤湿度、光照、二氧化碳浓度、土壤 pH 全部环境参数，实现可视化数据展示，方便用户直观查看环境状态。
8. 独立按键模块（4 个物理按键）：第一个按键完成三种工作模式切换；第二个按键用于设备选项或者阈值选项切换；第三个按键负责设备启停或者阈值数值增加；第四个按键实现阈值数值减少，完成人机交互操作。
9. 四路继电器控制模块：分别驱动降温风扇、加湿设备、浇水水泵、排风风扇、补光灯光负载，单片机输出高低电平控制继电器通断，实现电气设备启停控制。
10. 蜂鸣器报警模块：当检测土壤 pH 值超过设定上下限阈值时，接收主控信号发出声光提示，提醒管理人员土壤环境异常。
11. 直流稳压供电电源：为单片机、传感器、继电器模块提供稳定工作电压，保障整套硬件系统稳定持续运行。

核心功能

基础功能

1. 多传感器环境数据采集功能：系统通过外接的各类传感器周期性采集空气温湿度、土壤湿度、光照强度、二氧化碳浓度、土壤 pH 值数据，将物理环境信号转换为单片机能识别的电信号，完成原始环境数据获取，为后续控制逻辑提供数据源，实现大棚环境状态的实时感知。
2. OLED 屏幕数据可视化显示功能：单片机处理完成采集的数据后，驱动 OLED 屏幕分页展示全部六项环境参数，用户无需借助上位机即可直观查看实时环境数值，完成本地数据可视化展示。
3. 按键人机交互功能：四个独立按键作为系统的输入终端，接收操作人员的指令输入，实现模式切换、选项切换、数值增减、设备开关等人为干预操作，搭建简易的人机交互渠道。

核心功能

1. 三种工作模式切换控制功能：通过第一个按键循环切换自动模式、手动模式、阈值设置模式；不同模式下系统执行对应的控制逻辑，满足自动管理与人工调试两种使用需求。
2. 阈值自定义配置功能：在阈值设置模式下，第二个按键切换需要修改的环境阈值项，第三个按键增加阈值数值，第四个按键降低阈值数值，用户可以根据不同作物的生长需求自定义各项环境判定标准，保存当前设置的阈值参数作为自动控制的判断依据。
3. 自动模式智能联动调控功能：系统持续对比实时采集数据与预设阈值；温度超标启动风扇降温，湿度过低启动加湿设备；土壤湿度异常控制水泵启停；光照不足开启补光灯；二氧化碳浓度过高启动排风风扇；依靠预设规则实现大棚设备全自动控制，无需人工持续操作。
4. 手动模式设备独立控制功能：手动模式下操作人员可以通过第二个按键选中目标受控设备，第三个按键控制选中设备开启或者关闭，方便管理人员在特殊工况下人工干预大棚设备，便于设备调试与应急管控。

辅助功能

1. 土壤 pH 异常报警提示功能：系统实时判断土壤 pH 采集值，当数值高于设定上限或者低于设定下限，主控单元驱动蜂鸣器发出报警提示，提醒工作人员及时处理土壤酸碱异常问题。

技术路线

1. C 语言：作为嵌入式程序开发编程语言，完成单片机传感器读取、按键逻辑判断、屏幕显示、继电器控制等业务逻辑代码编写，是本系统程序开发的核心编程语言。
2. STM32CubeMX 配置工具：用于可视化配置单片机 IO 端口、通信外设、时钟资源，自动生成工程初始化代码，简化底层硬件驱动配置流程，降低嵌入式开发难度。
3. Keil MDK5 开发环境：项目代码编写、编译、调试与程序烧录的集成开发工具，用于将编写完成的程序编译生成固件并下载至 STM32 单片机当中。
4. I2C、单总线、ADC 模拟采集驱动库：开发对应的底层驱动程序，分别实现 OLED 屏幕、SGP30、DHT11 以及各类模拟量传感器的数据读写操作。
5. Proteus 仿真软件（可选）：前期用于硬件电路原理仿真验证，提前排查硬件逻辑问题，辅助硬件方案验证。
6. ST‑Link 下载器：硬件程序烧录与在线调试工具，用于将编译完成的程序固件下载到单片机，支持在线调试排查程序 BUG。
7. 串口调试助手：辅助开发调试工具，通过串口打印传感器原始数据，方便开发阶段校验数据采集是否准确，定位程序逻辑错误。
8. Altium Designer（可选）：用于绘制系统硬件原理图，完成硬件电路设计，为实物硬件制作提供图纸依据。

项目演示

关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。

项目案例

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