随着人类文明与科技的不断进步，在今天科技发展如此迅速的时代，越来越多的传统行业被人工智能取代，例如现在很多的蔬菜大棚养殖方式都比较的落后，他们的主要使用人力来养殖蔬菜水果等农作物，而且定期需要请专业人士来制定养殖方案，来进行技术指导，但是人力毕竟是有限的，只靠人工的方式来进行养殖，成本是很大的，而且效率并不是很高，毕竟人不是万能的，总是会出现失误，这时候很容易造成财产的损失，但是随着人口的不断增加，蔬菜水果的需求也会不断增加，基于市场的需求，本论文设计了一种可以对植物生长环境进行监控的智能系统。关于本设计的硬件组成部分，主要使用的控制芯片为ARM家族的STM32F103RET6芯片，该芯片不仅价格便宜，而且性能也足够使用，另外再加上土壤湿度传感器来检测土壤的湿度，光照度传感器来检测蔬菜大棚内的光照度，温度传感器用来检测蔬菜大棚内的温度数据，OLED显示模块可以将所有测得环境数据显示出来，蜂鸣器电路可以进行警报，继电器可以控制外设进行环境调节，还有电源模块进行各部分传感器的供电，蓝牙模块可以将测得数据上传至手机中，当测得湿度太低，单片机会控制继电器模块控制水泵通电浇水，当测得温度太高，单片机会控制继电器模块打开风扇进行降温，同时蜂鸣器也会发出警报。经过不断的改进设计，不断的调试，以上功能基本全部实现，可以对蔬菜生长的环境进行监测，而且所需的成本也非常低价，性能稳定，可以极大地方便果农种植蔬菜，它也可以通过手机APP观察蔬菜种植环境情况，其性价比高，设备维护也很方便，是将来智能化蔬菜大棚的首选设备。
目 录
一、绪论 1
（一）本课题的研究背景和意义 1
（二）国内外状况 1
（三）智能蔬菜大棚环境监测系统的总体设计框图 2
（四）智能花盆的主控制模块 3
（五)设计智能蔬菜大棚的主要工作 4
二、硬件电路设计 4
（一）光照度检测模块 4
（二） 温度检测模块 6
（三） 土壤湿度检测模块 8
（四）OLED显示模块 9
（五）蜂鸣器报警电路 10
三、软件系统设计 11
（一）智能蔬菜大棚养殖环境监测系统主程序流程设计 11
（二）初始化程序流程设计 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072* 
11
（三）数据检测子程序设计 12
（四）显示程序设计 13
（五）蓝牙通信子程序设计 14
四、 系统调试与实现 15
（一）硬件电路调试 15
（二）制作此系统时遇到的问题和相应解决办法 16
（三）蔬菜养殖环境监控系统的实现 16
五、 总结 18
致谢 18
参考文献 19
附录 19
一、绪论
（一）本课题的研究背景和意义
伴随着人类人口的不断增多，技术发展如此迅速的时代，越来越多的传统行业被人工智能取代，例如现在很多的蔬菜大棚养殖方式都比较的落后，他们的主要使用人力来养殖蔬菜水果等农作物，而且定期需要请专业人士来制定养殖方案，来进行技术指导，但是人力毕竟是有限的，只靠人工的方式来进行养殖，成本是很大的，而且效率并不是很高，毕竟人不是万能的，总是会出现失误，这时候很容易造成财产的损失，人类数量不断增多，粮食也注定需求量会变得非常巨大，蔬菜是很大的市场需求，本设计使用各种传感器加上STM32控制器设计了一款控制监测植物生长环境的系统，它能够根据植物的需求控制生长环境，保证了蔬菜的产量问题。
（二）国内外状况
1.国内外的总体发展情况
国外很多国家的无土养殖只能养殖技术都非常先进，因为使用科学的方法才能带来更高的收益，目前来讲国内使用最多的是大棚养殖技术，国外以以色列为标志的使用的无土养殖技术，目前全球使用智能养殖水果蔬菜的国家还是很少，因为这是一个需要时间来证明的问题，而且我相信智能养殖技术的发展非常迅猛，只要市场有需求，还能大幅度提高经济。
2.国外发展
目前，美国和中国都在学习以色列的种植技术，以色列这个国家，常年干旱缺水，国内沙漠面积非常大，但就是这样一个在沙漠中的国家，他的农业成绩却非常突出，中东国家的蔬菜基本都是以色列供应，这一切的功劳都是因为以色列采用了非常多的高科技技术，如先进的育种技术，高超的节水技术，世界领先的温室技术等等，很多功能都依靠人工智能来完成，所以目前世界农业技术中，以色列的技术已经成为领导者。
智能设备的好处就在于可以使用互联网技术进行远程操控，从而控制植物的生长环境，了解植物的生长情况，而且植物生长环境可以做到智能控制，智能调节，一套流程都由智能设备来完成，使用非常的方便。
3.国内发展
国外的发展始终超越着国内的速度，主要是我国的计算机领域比国外慢了好多年，但是从近些年的发展速度来看，我们的发展速度已经相当快乐，相信过不了多久，我们的技术会超过国外。国内现在比较流行的是无公害蔬菜种植技术。
（三）智能蔬菜大棚环境监测系统的总体设计框图
如图11所示，智能蔬菜大棚环境监测系统使用的主控制器为STM32F103RET6微控制器，环境数据采集时会需要用到光照度传感器，温度传感器，湿度传感器，报警电路使用蜂鸣器，控制电路使用继电器来完成，STM32微控制器会接受来自传感器的数据，并进行数据处理判断，测量出来的数据显示到OLED显示屏上，也会通过蓝牙模块发送到手机里面。当主控制器接收到的数据超过阈值，主控制器就会让蜂鸣器发出警报，并控制继电器做出相应的反应，从而实现相应的功能，做到真正的智能控制，做到主位一体控制。


图11 蔬菜养殖环境系统设计框图
（四）智能花盆的主控制模块
如图12所示,在本设计中使用的主控制器为ARM公司的STM32F103系列单片机，使用ARM构架，是一个三十二位的处理芯片，速度为72M，振荡器为内部震荡，连接性多样，可以使用Lin，SPI,USB等等，输入输出接口多达51个，程序存储容量最高64kb，存储器类型为Flash，工作电压23.6V，工作温度40到85摄氏度，优点是价格便宜，数据处理性能理想，使用寿命长等。


图12 STM32F103RET6微控制器
（五)设计智能蔬菜大棚的主要工作
首先是设计智能蔬菜大棚的硬件部分，先从硬件电路的设计开始，设计一块以STM32为核心的硬件电路板，先使用力创EDA进行原理图部分的设计，主要包括最小系统板，OLED显示电路，温度采集电路，湿度采集电路，报警电路，光照度采集电路，蓝牙数据传输电路设计，然后使用AD进行PCB布线，最后打板，板子打完后进行焊接，最后进行软件设计，本软件设计使用keil5。
二、硬件电路设计
（一）光照度检测模块
本智能蔬菜大棚环境监测设计所使用的光照度检测模快型号为BH1750，它是一种十六位串行输出模式的光照度传感器，主要测量环境光照度，通信协议使用I2C通信协议，该光照度传感器的光谱测量分辨率高，测量范围也广，特点是频谱反应接近于人眼水平，在电流非常低时有关断功能，光源依赖性非常小，红外线影像也小，测量偏差也小。BH1750内部图如图21所示：

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