一.硬件方案
本设计以STM32单片机作为主控芯片，实现对农作物大棚环境的温度、湿度、光强度和土壤湿度进行监测，并根据具体情况进行相应的补水和补光。
主要由STM32F103C8T6单片机最小系统+wifi模块+温湿度模块+1602液晶显示模块+光敏模块+土壤湿度检测模块+继电器模块+水泵电路+补光电路+按键电路+蜂鸣器报警+电源电路组成；如图：



二.设计功能
（1）采用LCD1602显示屏进行显示，实时显示测量到的土壤湿度，空气温湿度，光照值。
（2）可使用Wifi模块实时将采集到的数据传递给手机app。手机app可设置浇水和光照阀值，低于阀值自动浇水和补光；同时也可通过手机app发送指令，直接进行补光和浇水。
（3）当任何一检测值低于阈值，蜂鸣器自动报警。
（4）可通过按键控制浇水补光；

三.设计原理图
原理图主要采用AD软件进行设计,如图：



四.软件设计
（1）程序流程图



（2）主程序源码

1. int main(void)
   
2. {
   
3.         u16 adcx;
   
4. //        float temp;
   
5.         delay_init();                     //延时函数初始化         
   
6.         uart_init(115200);                 //串口初始化为115200
   
7.   TIM3_Int_Init(4999,5999);//50ms           
   
8.          Adc_Init();                                  //ADC初始化            
   
9.         Beep_Init();
   
10.         Relay_Init();
    
11.         Led_Init();
    
12.         key_Init();
    
13.         Lcd_Init();                  //初始化lcd屏幕
    
14.         delay_ms(20);
    
15.         Lcd_Puts(0,0,"Crop shed design");        //初始化显示         
    
16.         delay_ms(1000);
    
17.          delay_ms(1000);
    
18.          delay_ms(1000);
    
19.          delay_ms(1000);
    
20.          delay_ms(1000);
    
21.         while(1)
    
22.         {
    
23.                 if(ReadDhtFlag==1)//定时读取温湿度标志
    
24.                 {                        
    
25.                         
    
26.                         sprintf(tab,"Temp:%02d DH:%02d",(u16)DHT11.Tem_H,(u16)DHT11.Hum_H);
    
27.                         Lcd_Puts(0,0,(unsigned char *)tab);        //初始化显示
    
28. 
    
29.                 }               
    
30. 
    
31.                 if(readFlag == 1)// 定时读取标志
    
32.                 {
    
33.                         readFlag = 0;        
    
34.                         soil =99 - (unsigned int)adcx*99/4096;// 浓度按照100算*100                                                        
    
35.                         sprintf(tab,"soil:%02d",(unsigned int)soil);
    
36.                         Lcd_Puts(0,1,(unsigned char *)tab);        //显示
    
37.         
    
38.                 }
    
39. 
    
40.                 if(readDhtFlag == 1)// 定时读取标志
    
41.                 {
    
42.                         readDhtFlag = 0;        
    
43.                         ligh_max = adcx*50.1/255;
    
44.                         if(ligh_max>460)
    
45.                                 ligh_max=460;
    
46.                         ligh =475-ligh_max;// 浓度按照100算*100                        
    
47.                         sprintf(tab,"ligh:%03d",(unsigned int)ligh);
    
48.                         Lcd_Puts(8,1,(unsigned char *)tab);        //显示
    
49.         
    
50.                 }
    
51. 
    
52.                 if(Key3==0)
    
53.                 {
    
54.                         delay_ms(10);
    
55.                         if(Key3==0)
    
56.                         {
    
57.                                 HAS_Flag = !HAS_Flag;
    
58.                                 Led=Led_before;
    
59.                                 Relay=Relay_before;                                       
    
60.                                 while(!Key3);  
    
61.                         }
    
62.                 }        
    
63.                         
    
64.                 if(DHT11.Tem_H>TEMP_Alarm||DHT11.Hum_H>HUMI_Alarm||soil>soilmax_Alarm||ligh>ligh_max_Alarm)
    
65.                 {
    
66.                         Beep=1;               
    
67.                 }
    
68.                 else
    
69.                 {
    
70.                         Beep=0;
    
71.                 }
    
72.         
    
73.                 if(HAS_Flag==1)
    
74.                 {
    
75.                         sprintf(tab,"M:%01d",(u8)HAS_Flag);
    
76.                         Lcd_Puts(13,0,(unsigned char *)tab);        //初始化显示                        
    
77.                                 if(Key2==0)
    
78.                                 {
    
79.                                         delay_ms(10);
    
80.                                         if(Key2==0)
    
81.                                         {
    
82.                                                 Relay =!Relay;        
    
83.                                                 while(!Key2);  
    
84.                                         }
    
85.                                 }               
    
86.                                 if(Key1==0)
    
87.                                 {
    
88.                                         delay_ms(10);
    
89.                                         if(Key1==0)
    
90.                                         {
    
91.                                                 Led =!Led;        
    
92.                                                 while(!Key1);  
    
93.                                         }
    
94.                                 }                        
    
95.                 }
    
96.                 else
    
97.                 {
    
98.                         sprintf(tab,"M:%01d",(u8)HAS_Flag);
    
99.                         Lcd_Puts(13,0,(unsigned char *)tab);        //初始化显示                        
    
100.                                 if(soil<soil_Alarm)
     
101.                                 {
     
102.                                         Relay =1;               
     
103.                                 }
     
104.                                 else
     
105.                                 {
     
106.                                         Relay =0;                        
     
107.                                 }               
     
108.                                 if(ligh<ligh_min_Alarm)
     
109.                                 {
     
110.                                         Led =1;               
     
111.                                 }
     
112.                                 else
     
113.                                 {
     
114.                                         Led =0;                        
     
115.                                 }               
     
116.                                 Led_before=Led;
     
117.                                 Relay_before=Relay;                                
     
118.                 }        
     
119.         }                                                                                            
     
120. }
     

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