本课题设计的养殖环境监控系统使用的主控芯片是STM32F103C8T6，传感器包含红外热释电模块HC-SR501，温湿度检测传感器，光照度传感器BH1750,OLED显示模块,调节电路，蜂鸣器报警电路，电源电路。通过温湿度传感器DHT11对养殖环境的温湿度数据检测，再利用微控制器去判断检测的数据和阈值之间的大小，然后将利用判断的结果来控制输出其他指令。单片机将会发出指令驱动继电器或者MOS管，进而对整个养殖环境进行加湿，加温，除湿，降温，报警等相关操作，而光照度传感器配合红外热释电传感器可以组建成安防系统，光照度判断当前是白天还是黑夜，红外热释电判断有无人员，白天有人靠近不会发出警报，夜晚有人靠近，就会发出警报，达到检测与调节于一体的效果。实现了对养殖环境监控、调节与安防。
目 录
引言 1
（一）本课题的研究背景和意义 1
（二）主要研究目标 1
一、硬件电路设计 1
（一）整体设计原理 1
（二）核心元器件 2
（三）主要功能模块 3
1.温湿度检测电路 3
2.人体检测电路 4
3.光照强度检测电路 4
4.OLED显示电路 5
5.蜂鸣器报警电路 6
二、软件系统设计 6
（一）养殖环境监测系统主程序流程设计 6
（二）温湿度检测子程序设计 7
（三）光照强度检测子程序设计 8
（四）人体检测子程序设计 9
（五）OLED显示子程序设计 10
三、实物制作与功能调试 11
（一）实物制作 11
（二）功能调试 12
总结 14
致谢 15
参考文献 16
附录一 原理图 17
附录二 元器件清单 18
附录三 主程序 19
附录四 实物正面图 22
附录四 实物反面图 23
引言
（一）本课题的研究背景和意义
近些年，国家越来越重视农业发展，农业的大力发展与科技的交融，就出现了很多的科学技术的相关产物，农业 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: #351916072# 
促进科技发展，科技带动农业发展，那么农作物要想有好的收成，在以前人们看来是靠天的，老天天气好，今年就会有一个好收成，天气不好的话，收成骤降，依靠农业为生的农民只能祈求老天有一个好天气，那么现在随着科学的进步，包含农业学知识的普及，我们明白了植物生长的几大要素，然后科学养殖，能够大大提高产量和成活率，通过植物生长因素控制和基因培育，就可以达到择优去劣，让农作物带着指定的基因生长。
除了了解农作物生长所需要的的一些要素，但是也只能通过人力，简单的调控一些比较简单的，比如浇水施肥，这些都是自古以来农民们为了高收成努力劳作的内容，那么还是要看天气，天干天涝，可以浇水引洪，那么农作物的温度，光照，农民无法调节，而这样的情况下，就无法做到农作物最大化的生长，那么随着科技的进步，越来越多的智能化设备步入农业领域，大型的收割机，代替人力采摘大量的农作物，还有开垦田地，以前使用耕牛，现在使用机械化设备，也许牛和人在工作量达到一定的时候，会觉得很累，需要休息，但是机械化的设备，不光效率比人力和牛力要高，还不会累，只需要加燃料，这样能够大大减少工时，降低不少成本，能利润最大化。
针对这种养殖环境监测的情况，本论文研究并设计制作了智能化养殖环境监控系统，本系统能够实时监控光照，温湿度等农作物生长的相关因素，然后根据监测的数据，来调控适合农作物生长的因素，而且这种电子类的自动化设备，往往功率不大，可以24小时工作，能够代理人工完成农作物的实时监测，大大保证农作物生长环境。使用方便，后期维护也比较简单，适合推广。
（二）主要研究目标
本设计的主要工作是通过方案制定，功能设计，器件选型，设计制作，调试排故来完成整个养殖环境监控系统的设计制作，该设计拟有以下功能：
（1）该系统可实现光照强度、人体、温湿度的检测；
（2）该系统采用OLED 屏幕显示当前数据
（3）该系统采用STM32单片机处理；
（4）该系统报警电路是蜂鸣器提醒；
一、硬件电路设计
（一）整体设计原理
养殖环境监控系统是由传感器检测输入电路，微控制器逻辑判断电路，OLED显示输出电路组成，传感器的作用，就是获取设备想要的各项数据，通过校验整合后，输送到单片机，单片机想要运行，需要外围电路的支持，需要晶振复位等外围电路的保驾护航，那么单片机接收到传感器输送的数据后，通过逻辑判断来确定下一步的操作，完成检测，判断，调节显示的效果。养殖环境监测总体设计框图如图11所示。


图11 养殖环境监测总体设计框图
（二）核心元器件
最小系统电路包括用于数据逻辑判断的主芯片，用于给主芯片提供震荡源的两路晶振电路，给单片机提供复位的复位电路，给单片机提供软件启动位置选择的BOOT选择电路，该芯片一共有48个引脚，除了复位，晶振，BOOT选择以外，还有很多的IIC,IIS,SPI,CAN,232,485等通信接口，最多的是GPIO口，用于控制输入输出的，可以设置推挽输出，可以设置开漏输出，用于驱动外设，比如传感器，屏幕，LED等外设。如下图12所示：


图12 STM32F103C8T6微控制器
（三）主要功能模块
1.温湿度检测电路
该系统的温湿度传感单元选用的是DHT11，它采用单总线的通信协议，只需要一根信号线就可以与单片机进行数据交互了，响应迅速，测量精度比较高，占用资源少，一共有四个引脚，第一脚是电源脚，连接3.3V电源，第二脚是数据脚，一共发送出40位数据，分别是湿度整数信息，湿度小数信息，温度整数信息，湿度整数信息，校验位信息。一次性通过一根信号线输出给主控芯片。如图13所示。


图13 温湿度传感器原理图
2.人体检测电路
红外热释电是感应有没有人员存在的传感器，它可以将探头前方110度范围内的人员电荷改变检测到，如果有人经过，人身上的生物电会引起电荷变换，这时候后的电荷变换还不能够被当做电信号使用，还需要用到场效应管，因为场效应管的共漏特性，使得其可以阻抗变换，完成电压信号的输出。传感器可以通过两个可调电位器来调节检测灵敏度和时间间隔的。灵敏度和延时调节也能根据不能场景设置，响应迅速，原理图如图14所示。


图14人体检测模块

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