摘 要本课题设计了一款植物养殖管理系统，它在工作过程中能够通过多种功能类型的传感器来实现对植物生长环境中的多项参数进行准确采集，通过温湿度传感器能够获取到植物生长环境中的温度和湿度参数，通过土壤含水量传感器能够获取到种植土壤中的含水量数值，通过光敏传感器能够获取到种植环境中的自然光线亮度，系统在获取到这些参数后能够通过对加湿器、灌溉器以及补光灯等模块的启闭，来实现对植物生长环境各项参数的稳定性进行控制，系统能够通过高清晰液晶屏将各项参数进行显示，管理员可以通过手机APP来对各项数据进行监控。这款植物养殖管理控制系统通过C语言构建驱动程序，通过STM32微处理器的驱动控制，实现对各个功能子程序的执行。这款系统在硬件层面以STM32微处理器作为核心控制部分，实现对各个功能模块的驱动控制。在调试运行环节，本课题在多个角度分别对硬件系统和程序代码进行了测试，检测过程中检测到一些不完善的工作表现，经过详细的排查对其进行定位并将其进行完善，最后使其可以稳定工作运行。
目录
一、 引言 1
（一） 植物养殖管理系统的发展背景 1
（二） 植物养殖管理系统的国内外发展现状 2
（三） 本文主要研究内容 2
二、 植物养殖管理系统的方案设计 3
（一） 方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 4
（三） DHT11传感器简介 5
（四） 光敏传感器简介 5
（五） 土壤含水量传感器简介 6
（六） LCD1602显示器简介 6
（七） ESP8266型WIFI模块简介 7
三、 系统硬件设计 8
（一） 植物养殖管理系统主控电路设计 8
（二） 温湿度检测电路设计 9
（三） 自然光线亮度检测电路设计 9
（四） 土壤含水量检测电路设计 10
（五） 液晶显示电路设计 11
（六） 手机APP通信电路设计 11
（七） 异常报警电路设计 12
（八） 水泵启闭驱动电路设计 13
（九） 补光灯驱动电路设计 13
（十） 加湿器启闭驱动电路设计 14 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: #351916072# 

四、 系统软件设计 15
（一） 植物养殖管理系统的主程序流程设计 15
（二） 温湿度检测子程序流程设计 16
（三） 自然光线亮度/土壤含水量采集子程序设计 17
（四） 手机APP通信子程序流程设计 17
（五） 液晶显示子程序设计 19
（六） 异常报警子程序设计 19
五、 实物安装与调试 21
（一） 实物制作 21
（二） 初始化状态 21
（三） 阈值设置功能 22
（四） 自动加湿功能 24
（五） 自动灌溉功能 25
（六） 自动补光灯功能 26
（七） 手机APP监控功能 27
六、总结与展望 29
参考文献 30
致 谢 31
附录一 原理图 32
附录二 PCB图 33
附录三 元件列表 34
附录四 程序 35
引言
植物养殖管理系统的发展背景
通过对市面上大量的成熟方案进行查阅可以发现，植物养殖管理控制系统尽管存有一段较长的发展时间，但是近几年才被人们所熟悉，这主要是因为用于构建植物养殖管理控制系统的重点元件在最近十年间得到突飞猛进的发展，特别是一些具备高速数据处理能力的微处理器技术得到推广，使工程师开始将目光对准这种高端微处理器，将它的大批量用于植物养殖管理控制系统的开发中，使得这类系统的各个使用性能取得很大程度的提升，而它的价格并没有被增加，这就可以使得这类产品的性价比参数做到很高，自然获取很多使用者的喜爱。植物养殖管理控制系统的每一项指标功能需经过软硬件两个层面的方案构建来完成，处理器存储容量、处理速度，软件算法智能度等一些原因，都是确定一款植物养殖管理控制系统指标优劣的关键的原因，在这类产品的完整发展历程中，研发者最关心的指标属于系统对数据的处理速度，最近几年伴随着一些优秀软件算法和高性能硬件芯片的出现，大量研发人员把它进行打包处理，生成可供移植的算法包，使得植物养殖管理控制系统设计人员可以轻松获得使用权限，这样就在一定程度上促进了植物养殖管理控制系统的快速发展。所谓的植物养殖管理控制系统是一种内部以微处理器芯片来当作主控核心的电子系统，经过长久的市场选择，使这种系统全面脱离了纯硬件方案架构，所被取代的是微处理器式，这两种方案在过去一段时间内曾经遍布这种产品的各级市场，尽管呈现出来的指标参数特征差异很大，然而在目标使用环境下，这两种方案所展现出来的适用性不太一样，在一些传统应用场合，对精度和功能多样性等一些方面没有较大要求，由于这样的原因用户更愿意采用价格低很多的传统型植物养殖管理控制系统产品，传统方案架构所呈现的指标功能早已可以完全符合这些用户的需求。而选用微型控制器进行主控的新型方案，尽管结合了软件代码等一些新兴设计元素，使得植物养殖管理控制系统的功效呈现出多样化，另外在精度方面能够做到更高位数，但是这些高性能指标必将带来的是更高的价格成本，从而在数字型植物养殖管理控制系统发展初期，它尚无法赢得用户的满意度，这种状况在接下来的几十年间才逐渐得到解决，伴随着各项电子技术的不断趋向完善，各类技术在各个领域取得推广，以此能够很大程度压缩成本，这样就使得数字型植物养殖管理控制系统取得大范围普及。经过多年的发展进步，对植物养殖管理控制系统的设计过程来说，可以说是一条困难重重的路，各个阶段的开发设计方案存在很明显的差距，发展到如今阶段，流行设计方案是使用三十二位微处理器来构建主控核心，这已经是现如今指标性能所属前端的典型代表了，本课题的提出一方面在于选用高性能微型控制器构建一款指标性能更高端的系统，另一方面在于明显减少相关产品的设计经费。在植物养殖管理控制系统市场的激烈厮杀中，一些中低端产品早已越来越未取得较大市场竞争力，这个级别的产品不但性能参数较低，并且该器件的每一项成本并没有随着性能指标被控制在很低水平，更为糟糕的是当今市场上大量中高端产品进入市面后，凭借着出色的使用性能和成本数据，代替中低端级别产品，这是市场竞争所带来的结果，在将来很长时间内，植物养殖管理控制系统的发展方向必将是朝着更高性能指标以及更低的设计经费方向所迈进。发展到如今这个阶段，植物养殖管理控制系统已经摆脱了硬件驱动电路的控制，市面上有很多方案可供研发人员设计系统架构，在主控微处理器方面有十六位的低功耗处理器，如TI公司研发的MSP430系列低功耗处理器，在三十二位高性能微处理器上，如SST推出的STM32系列芯片，数百款类型能够满足各类使用场合的期望，在实现手持化、便携化、多功能化等方面，可以凭借着这些芯片容易达到，这是植物养殖管理控制系统发展到如今阶段所处的现状。
植物养殖管理系统的国内外发展现状
刘沧德2018年提出了一款基于STM32微处理器的智能植物养殖管理系统并加以实现，该设计师在传统植物养殖管理的基础上，提出了一款全数字化的管理方案，使得土壤湿度检测、自动翻土、自动灌溉以及自动施肥这些工作全部由机器去自动完成，在工过程中最大程度的摆脱了传统人工管理模式的弊端，使得植物养殖效率大大提升。

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