【摘 要】本系统主要是由STM32F103C8T6单片机、ESP8266无线通信模块，还有云平台的建立。以ESP8266无线模块的STA模式进行与云平台上传数据，在软件配置下post，get协议，完成上传数据和下发数据。在系统可以实现在检测环境数据可以实时上传云平台和下发数据，可以远程监控和控制。在硬件电路设计中，主要包括了STM32最小系统电路设计，ESP8266无线通信模块电路设计，usb烧录模块设计，EEPROM存储模块。在软件程序设计中，主要是对ESP8266的通信方式进行编写，还有云平台的搭建以及post,get协议的编写。通过完成协议的编写来达到最小系统与云平台的通信。本设计可以通过对周围植物环境的监测，以及可以实时监控，使农作物快速生长，在传感器方面，对环境有精确在小数点一位。
目录
一. 引言 1
(一) 本设计研究的背景及意义 1
(二) 智慧植物工厂系统在国外的发展背景 2
(三) 智慧植物工厂系统在国内的发展背景 3
(四) 本文的主要研究内容 4
二. 智慧植物工厂系统方案设计 5
三. 智慧植物工厂系统硬件设计 5
（一）STM32F103C8T6芯片简介 5
（二）ESP8266芯片介绍 6
（三）EEPROM电路设计 7
（四）温湿度传感器电路设计——DHT12 7
（五） led控制电路设计 9
（六）按键电路设计 9
（七）光照电路设计 9
（八）风扇通风电路设计 9
（九）水泵灌溉电路设计 10
四. 智慧植物工厂系统软件设计 11
（一）智慧植物工厂的主程序流程设计 11
（二）数据储存驱动子程序流程设计
（三）led驱动程序设计 12
（四）ESP8266wifi驱动程序设计
（六）中断程序设计 13
（七）温湿度传感器驱动程序设计
五、移动物联网平台 15
（一）移动平台 15
（二）产品创建 15
（三）产品概况 16
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（四）设备列表 16
（五）数据流模块 17
（六）应用管理 17
（七）人机交互页面 18
六．实物调试及结果分析 19
（一）连接方法 19
（二）测试结果 20
七．总结 22
八．参考文献 23
九．感谢 24
十、附录 25
（一）附录一 原理图 25
（二）附录二 源程序 26
引言
本设计研究的背景及意义
随着社会不断的发展和进步，科技也有了飞速的发展，物联网技术也得到了发展，我国是一个有着5000年农耕文明的大国，伴着时代的发展，物联网技术发达的今天，我国农业发展已经完成了从传统农耕朝向现代智慧农业进行了转变的进程。
在基于这种社会大环境的情况下，本设计开始针对智慧植物工厂进行了研究，本系统主要是由STM32F103C8T6单片机、ESP8266无线通信模块，还有云平台的建立。以ESP8266无线模块的STA模式进行与云平台上传数据，在软件配置下post，get协议，完成上传数据和下发数据。在系统可以实现在检测环境数据可以实时上传云平台和下发数据，可以远程监控和控制。在硬件电路设计中，主要包括了STM32最小系统电路设计，ESP8266无线通信模块电路设计，usb烧录模块设计，EEPROM存储模块。在软件程序设计中，主要是对ESP8266的通信方式进行编写，还有云平台的搭建以及post,get协议的编写。通过完成协议的编写来达到最小系统与云平台的通信。本设计可以通过对周围植物环境的监测，以及可以实时监控，使农作物快速生长，在传感器方面，对环境有精确在小数点一位。
本设计设计的这款智慧植物工厂主要是通过检测空气中的温湿度，然后通过外接条件可以观测，植物需要的适宜的环境，如有不适，通过风扇，led灯，水泵来模拟真实的场景。通过该设计，可以使使农作物生长更快，大大减轻农民负担，使农业更加智能化，科技化。是促进农产品有效管理，提高种植效率，提高农业发展的设计。
智慧植物工厂系统在国外的发展背景
1957年，丹麦在哥本哈根郊区建立了世界上第一个真正的工厂。目前，日本、荷兰、美国、以色列等国的工厂位居前列，韩国、新加坡和中国的工厂发展迅速。
日本是一个工厂比较发达的国家。现有200多家专业生产蔬菜和草莓单株的商品化工厂，正处于商品化、产业化阶段。日本更注重发展省力的小型温室机械和立体种植；二是更注重高附加值、紧凑、全过程精细控制的工业种植技术。
以色列不仅耕地非常有限，而且缺乏降雨。高效的灌溉系统是以色列植物工厂最突出的特点，微滴管灌溉提高了水分利用效率。无土栽培是以色列植物工厂的另一个特点，它采用水肥一体化、水循环利用等技术，实现高产稳产。
美国致力于航空农场等高层商业工厂的研发。美国的垂直空中植物工厂和太空植物工厂已经开始从设计变为现实，他们也是世界上最大的使用高压钠灯的药用大麻生产商。
荷兰等欧洲农业发达国家，利用植物工厂进入发展蔬菜和花卉产业的高速公路，开始活用全人工轻商品植物工厂。
（三）智慧植物工厂系统在国内的发展背景
我国作为一个农业大国，从石器时代就有了农业，在封建社会，我们有着男耕女织的小农经济，在日新月异的如今，农业依旧是中国的第一生产，农业在中国的经济中发挥着重要的作用，农业的发展更是和全面小康的目标息息相关。
在2009年到2018年，中国农业发展和世界第一大农业经济体地位不断加强这个数据显示，近十年来，中国农业总产值实现增长，2018年达到65815.73亿元，年均增长8.3%。2020年，COVID19的出现对农业的影响是这个影响最大的是农业运输链有关行业疫情造成各地交通严重堵塞，阻碍了农产品的运输和销售，造成滞销和价格下降，尤其是当季的水果和蔬菜。在需求这块，消费正在导致农业出现短期、窄幅平衡和部分结构性赤字。相关产品疫情关闭了部分出口渠道，将影响农业经济在出口需求方面的运行。
在我国，植物工厂的引进并不早，但植物工厂的建设和发展速度却是前所未有的。在台湾，大约有140家商业工厂在运作，以学习日本的经验。2016年6月，福建中科生物股份有限公司建立了第一家真正商用人工光的大型蔬菜工厂，建成了世界上最大的单株工厂。这座工厂的建成标志着我国工厂真正进入产业化阶段。金沙江智慧农业引进美国航空农场公司技术，京东集团与三菱化工控股集团合作，在中国都有工厂化产业。虽然我国植物工厂有蓬勃发展的趋势，但植物工厂在我国的发展还存在许多亟待解决的瓶颈。要实现长期稳定发展，建立我国具有自主知识产权的植物工厂化栽培技术体系和设施，还有许多核心科技问题有待进一步解决。此外，国内工厂要想获得可观的利润，还有很长的路要走。消费者方面，目前国内植物工厂生产的产品价格过高，有的甚至以克计，只适合种植一些高附加值的农作物。我们要从根本上突破成本约束，共同推进中国工厂的商业化。

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