基于STM32单片机的土壤湿度监测装置设计

基于STM32单片机的作物生长环境监控系统设计利用传感技术对作物生长环境进行监测已经成为农业信息化的重要内容。

文章以STM32单片机作为控制器，结合温湿度、光照传感器、土壤水分传感器、网络摄像机等实现对农作物生长环境信息的快速采集、存储、数据上传、分析等功能，为农户及农技人员掌握作物生长情况并进行生产决策提提供科学依据。

标签：STM32；传感器；网络传输随着科学技术的发展，高新技术与农业相结合已然成为中国农业发展的一种趋势。

利用信息技术对农田作物生长信息进行实时监测，农作物的生长信息可为农业结构调整和农事活动提供科学的指导，依据采集的数据制定农田生产计划，已经成为农业部门指导生产的重要方法。

当前，对作物生长环境进行监控的方法有很多，但大多为示范类项目，存在后期维护困难，价额昂贵等缺点。

本文设计一种基于STM32的作物生长环境监控系统，以农田作物为研究对象，依据不同的环境及种植的作物基础上，安装采集设备，可实现土壤水分、空气温湿度和光照的检测及数据实时上传，用户可实时了解作物生长环境和生长情况、土壤墒情信息等，为作物植保等提供数据支撑。

1 系统设计基于STM32的农田信息采集系统主要实现农田作物生长信息的监测，将生长环境数据进行远程实时在线监测、存储、显示等功能。

存储的数据可进行分析用户提供近期或者历年的农田墒情情况，为后期的种植提供科学的数据支撑。

系统整体设计：基于STM32的农田信息采集系统主要由农田墒情采集模块、网络数据传输模块、供电系统、SD卡存储模块、液晶显示模块与上位机实时监测模块五部分组成，主要功能如图1所示。

农田信息采集系统实时将土壤湿度、空气温度、湿度信号、光照强度信号经传感器采集到STM32，采集回的数据与时间存储到SD卡，在OLED液晶屏进行实时显示；串口转网络模块与主板上的RS458相连接，STM32控制芯片将传感器采集的数据进行处理，然后通过串口转网络模块内部的TCP/IP协议接入Internet网络，传输到指定的服务器，在上位机上进行显示及存储。

基于单片机的土壤温湿度检测计设计设计土壤温湿度检测是农业生产中常见的一个问题，可以帮助农民掌握土壤中的环境条件，从而更好地管理农作物的生长环境，提高农作物产量。

本文将基于单片机设计一个土壤温湿度检测计，在介绍设计方案之前，我们先来了解一下土壤温湿度检测的原理和要解决的问题。

1.土壤温湿度检测原理土壤温湿度检测的原理主要是利用温湿度传感器测量土壤温湿度的值。

温湿度传感器通常是通过变化的电阻来测量温湿度的。

当温湿度发生变化时，传感器内部的电阻也会发生相应的变化。

通过连接到单片机的模拟输入引脚，可以将传感器的输出电压转化为数字信号，从而获取温湿度的数值。

2.设计方案基于以上原理，我们可以设计一个基于单片机的土壤温湿度检测计。

设计主要包括以下几个部分：2.1 单片机选择：单片机是控制整个系统的核心部件。

在选择单片机时，首先要考虑单片机的性能和资源是否足够满足我们的需求。

同时，还要考虑单片机的价格和易用性。

常用的单片机有STM32系列和Arduino等。

我们可以根据具体需求选择适合的单片机。

2.2传感器选择：温湿度传感器是关键的部件。

我们可以选择适用于土壤温湿度检测的传感器，如DHT11或DHT22、传感器的选择要考虑到准确性、精度和稳定性等因素。

2.3电路设计：电路设计是整个系统的基础。

首先需要根据所选择的单片机和传感器，设计合适的电路连接，包括连接单片机的引脚、传感器的引脚和其他组件的引脚。

其次，还要设计相应的电源电路，以提供所需的电压和电流。

2.4 程序设计：程序设计是实现功能的关键。

通过编程，我们可以将传感器的输出信号转换为温湿度数值，并将其显示在LCD屏幕上。

在程序设计时，我们可以使用相应的编程语言，如C语言或Python等，根据单片机型号和开发环境选择合适的编译器和开发工具。

3.功能扩展除了基本的土壤温湿度检测功能，我们还可以对设计进行功能扩展，提供更多的便利和实用性：3.1数据存储：设计一个存储功能，可以将土壤温湿度数值存储到存储器中，以便后期分析和比较。

基于STM32单片机的新农业智能控制系统设计作者：邹双鸾张梦瑶陈晓登李桂梅来源：《电脑知识与技术》2023年第32期关键词：温湿度传感器；光照传感器；云平台；智能控制：远程监控：Lora中图分类号：TP391 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2023）32-0110-05农业是我国的传统产业，也是国家支柱产业之一。

相关研究表明：我国农业劳动力成本日趋增高，农业劳动力老龄化与短缺问题逐渐凸显，农业智能化的需求日益增加。

而农作物的产量与温度、湿度、光照强度、CO₂浓度息息相关。

为能够根据农作物不同生长周期所需的环境进行智能调整，满足其合适的生长环境，提高农作物产量和农业管理的效率，笔者设计了新农业智能控制系统。

1 硬件设计本控制系统由单片机模块、空气温度监测模块、土壤湿度监测模块、光照强度监测模块、CO₂监测模块、通信模块、驱动模块和显示与控制模块共8个模块组成，其系统框图如图1所示。

1.1 单片机模块单片机选用STM32F103，STM32F103微控制器具有高性能、丰富的外设和接口、灵活的存储容量选择、低功耗特性以及安全功能等特点。

功能较为完善，可以满足此次设计需要。

1.2 空气温度监测模块DS18B20 是一种“单总线”接口的温度传感器。

DS18B20通过测量温度对其内部器件电阻值，从而实现温度的检测。

DS18B20内置有一个温度感应器和一个处理模块，当温度发生变化时，感应器的电阻值也会发生变化，这个变化被传递给处理模块，经过一系列运算之后最终以数字信号的形式输出。

整个过程由芯片内部自动完成，当系统需要获取传感器的数据时，需要从信号引脚DQ输入特定的指令，传感器会对指令进行解析，并向DQ引脚输出相应的温度数值。

1.3 土壤湿度监测模块采用YL-69土壤湿度传感器，其原理为湿敏电容，当环境的湿度发生改变时，会使得湿敏电容存在环境中的介质发生改变，导致湿敏电容中的电容数值产生变化，电容的数值正比于湿度值。

智能制造数码世界 P.288基于STM32的自动浇水装置左炳辉 青岛理工大学信息与控制工程学院摘要 ：本文以STM32单片机为核心，结合土壤湿度检测模块、5V继电器模块、DS18B20测温模块、LCD12864液晶显示屏及电磁阀等装置，通过土壤湿度传感器检测土壤的实时湿度，当湿度低于设定值时，继电器将自动吸合。

此装置实现了在无人干预下“定时、定量”的浇水，避免了植物因土壤过于干旱而枯萎，实现了盆栽养殖智能化。

关键词：STM32 土壤湿度检测模块 5V继电器模块 LCD12864液晶显示屏引言随着人们生活质量的提高，越来越多的人喜欢在自家养一些植物，以此来提高生活乐趣。

但当今社会，人们始终过着“快生活”——出差、加班到深夜……忙碌的生活使养花爱好者没有时间精心打理自己的植物。

为使养花爱好者们不用花费太多时间仍能很好地养殖自己喜爱的植物，本文以STM32单片机为核心，制作出一种自动浇水装置，实现了在无人干预下“定时、定量”地给植物浇水，为花草爱好者带来福音。

1 系统分析1.1系统总体布局本系统通过使用土壤湿度检测模块和DS18B20测温模块实现对信号的采集，所采集的信号经过AD转换后传入到单片机的处理单元。

当温度适宜时，单片机指定管脚置为高电平，管脚输出电压经三极管S8050由3.3V转为5V，此时继电器开始工作。

当土壤湿度低于所设定的最低限度时，继电器吸合，电磁阀供电导通，盛水器皿中的水开始往花盆里流淌；当土壤湿度检测模块检测到的湿度值达到最大允许湿度后，继电器断开，电磁阀关闭，完成浇水动作。

1.2 系统组成为满足系统总体设计的需求，实现更加人性化的系统构造，本系统共由六大主要模块组成，分别为：土壤湿度检测模块、5V继电器模块、DS18B20测温模块、220V交流电磁阀、LCD12864液晶显示屏和4*4矩键模块。

2 硬件设计2.1 土壤湿度检测模块本装置采用土壤湿度检测模块，该模块主要作为传感器使用。

基于STM32的微型植物工厂温湿度监测系统设计摘要：随着人口的增长和城市化进程的加速，食品安全和生态环境问题日益凸显。

微型植物工厂作为一种高效、节能、环保的现代农业模式，正逐渐受到广泛关注。

本文主要针对微型植物工厂的温湿度监测进行研究，设计了一种基于STM32微控制器的温湿度监测系统。

系统采用DHT11传感器进行温湿度的采集，通过STM32微控制器对数据进行处理和控制，并将数据实时显示在液晶屏上。

实验结果表明，本设计的温湿度监测系统具有较高的精度和稳定性，为微型植物工厂的高效管理提供了有力保障。

关键词：STM32；微型植物工厂；温湿度监测；系统设计1 主要贡献和结构本文主要介绍了一种基于STM32微控制器的温湿度监测系统设计。

本文的主要贡献如下：（1）提出了一种基于STM32微控制器的温湿度监测系统设计方案，系统采用DHT11传感器进行温湿度的采集，通过STM32微控制器对数据进行处理和控制，并将数据实时显示在液晶屏上。

（2）通过实验验证了本设计的温湿度监测系统具有较高的精度和稳定性，为微型植物工厂的高效管理提供了有力保障。

本文结构如下：第二部分介绍了温湿度监测系统的硬件设计，包括STM32微控制器、DHT11传感器和液晶显示模块；第三部分介绍了温湿度监测系统的软件设计，包括系统初始化、数据采集、数据处理和数据显示；第四部分对本设计进行了实验验证；最后，对全文进行了总结。

2系统总体框架该温湿度监测系统采用分层结构，分为数据采集层、数据处理层和数据显示层。

数据采集层：包括温湿度传感器模块，用于采集当前环境温度和湿度值，并将数据传输到数据处理层。

数据处理层：包括微控制器控制模块和数据存储模块。

微控制器控制模块负责对温湿度传感器进行数据采集和预处理，并将数据存储到数据存储模块中。

数据显示层：包括数据显示模块，用于读取并显示存储在数据存储模块中的温湿度数据。

2.1 系统功能模块介绍a温湿度传感器模块该模块用于采集当前环境的温度和湿度值。

基于单片机土壤温湿度检测计设计一、引言土壤温湿度是农业生产中非常重要的因素之一，对于农作物的生长和产量有着重要影响。

因此，设计一款能够快速、准确地测量土壤温湿度的检测仪器是十分必要的。

本文将介绍一种基于单片机的土壤温湿度检测计的设计方案。

二、设计方案1.硬件设计硬件设计包括传感器选型、模块连接、显示屏等方面。

传感器选型：土壤温湿度传感器是测量土壤温湿度的核心部件，需要选取性能稳定、精度高的传感器。

常用的土壤温湿度传感器有分布式温湿度传感器、阴极使导湿度传感器等，本设计选择分布式温湿度传感器。

模块连接：将传感器与单片机连接起来，可以通过模拟输入引脚将传感器的输出信号送入单片机进行处理。

同时，可以通过串口或者I2C总线等方式将单片机与显示屏连接，实时显示测量结果。

显示屏：设计中可以选择LED数码管显示屏或者液晶屏来显示温湿度数值。

数码管显示屏更为简单，但是显示效果较差；液晶屏显示效果好，但是需要额外的驱动电路。

2.软件设计软件设计主要是单片机程序的编写，包括传感器数据的读取、处理和显示等功能。

传感器数据的读取：通过单片机的模拟输入引脚读取传感器输出的模拟信号，然后进行模拟到数字的转换。

数据处理：对传感器读取到的数据进行处理，可以进行温度和湿度的校准，然后计算得到最终的温度和湿度数值。

数据显示：将处理后的温湿度数值通过串口或者I2C总线发送给显示屏，并在屏幕上实时显示。

3.功能设计土壤温湿度检测计可以设计以下功能：-实时显示土壤温度和湿度数值；-设置报警功能，当温湿度超过一定范围时，发出警报；-数据存储功能，可以将测量得到的温湿度数据保存到存储芯片中，方便后续分析；-数据通信功能，可以通过串口或者无线方式将测量数据传给上位机，实现数据的远程监测与管理。

三、总结本文介绍了一种基于单片机的土壤温湿度检测计的设计方案，包括硬件和软件设计。

通过选用适当的传感器，并将其与单片机和显示屏连接起来，可以实时、准确地测量土壤温湿度，并通过显示屏显示出来。

基于单片机的土壤湿度测试仪
简介
该文档介绍了一种基于单片机的土壤湿度测试仪器，可用于实时监测土壤湿度，是农业生产中的重要工具。

原理
该测试仪由单片机、土壤湿度传感器、LCD显示屏和蜂鸣器组成。

土壤湿度传感器通过针状探头测量土壤湿度，将信号传回单片机，单片机对数据进行处理，并在LCD显示屏上显示当前的土壤湿度值。

当土壤湿度低于设定值时，蜂鸣器会发出声音进行警报。

特点
1. 测量准确：由于采用针状探头，可直接接触土壤，测量结果更准确。

2. 显示直观：通过LCD显示屏，实时显示当前土壤湿度，操作简单方便。

3. 声音提醒：当土壤湿度低于设定值时，蜂鸣器会发出声音进行警报，提醒及时浇水。

应用
本测试仪可广泛应用于农业、园林、植物栽培等领域，帮助用户准确测量土壤湿度，及时进行浇水或施肥，提高生产效率，节省水资源。

结论
基于单片机的土壤湿度测试仪器在农业生产中有着广泛的应用前景，可实时监测土壤湿度，提高生产效益，减少水资源浪费，具有重要意义。

基于STM32和CAN总线的湿度采集系统设计文章介绍了一种基于意法半导体公司的STM32单片机和CAN总线的湿度采集系统的设计和实现。

CAN凭借其高性能，高可靠性以及独特的设计越来越多的被应用在工业领域中。

STM32的接口丰富，价格低廉，功能强大，使其在工业现场中应用越来越广泛。

文章从硬件和软件两部分介绍基于STM32和CAN 总线的湿度采集系统的实现。

标签：STM32；CAN总线；数据采集；湿度传感器引言现实生活中，湿度的测量和控制在纺织工业、林业、化工以及气象观测等领域中有着广泛的应用。

传统的人工测试方法费时费力，因而有必要研制更智能方便的湿度测量采集系统，以便实时监测湿度，并根据所测量的数据来控制加湿器、空调器等设备的运行，确保得到合适的湿度环境。

这里提出的湿度测量采集系统是为民用设计的，可实时监测仓库，温室等对湿度有严格要求的场合下的湿度，根据检测结果对湿度加以控制，同时还具有在线修订湿度上下限，湿度显示和报警功能，并可向主控室传送数据。

1 系统总体设计湿度测量采集系统首先是一个实时性系统，需要传感器的各种测量数据能及时的显示，同时，监控系统又是一个多点检测系统，需要在不同的点布置传感器，这些传感器通过总线连接并实现与上位机的数据传输。

从总体上讲，分为上位机和下位机系统。

上位机是总的控制和显示系统，其通过CAN总线与各种传感器的感应模块连接。

系统在即时性、可靠性、安全性等方面都有特定的要求，其要实现的目标如下：（1）对湿度参数进行实时采集MCU对各个传感器采集的数据进行循环检测传输。

（2）超限数据报警。

（3）通信系统应有较高的可靠性、较好的实时性和较强的抗干扰能力。

CAN总线是一种多主方式的串行总线，可以组建多主对等的总线通信系统；STM32F103VET6内置了CAN控制器，选取TJA1050作为CAN收发器，实现STM32与CAN的通信，湿度传感器挂接在STM32单片机上实现数据实时接收与处理。

stm32f103的大棚土壤湿度检测与控制系统设计
STM32F103大棚土壤湿度检测与控制系统设计是一项将
传感器、控制技术和计算机技术相结合的工程，旨在检测大棚的土壤湿度，并能够根据实时资料及时调整决策，以提高大棚内部的气候条件。

该系统的核心部分由STM32F103单片机和湿度传感器构成。

通过使用STM32F103单片机，用户可以实现采集土壤湿度、
处理数据和进行控制事物三项功能，同时具备I/O模块、
PWM模块和模拟输入输出模块，可方便工程人员实现数据处
理和控制任务。

湿度传感器用来对大棚的土壤湿度进行测量，湿度传感器利用传感原理实现监测，具有快速检测、精确度高、分辨率高等特点，能有效识别出土壤的湿润情况，为后续控制提供有效信息。

系统中，从外部输入电源中获取电源，经过稳压器处理，给STM32F103 MCU和湿度传感器供电，STM32F103 MCU主要
用来控制整个系统，接收来自湿度传感器的湿度信息，进行数据处理和判断，如果发现湿度值超出范围，就会触发系统控制模式，根据规定的协调机制，向系统内部的控制模块发出控制命令，进行系统控制，最终达到控制大棚湿度的目的。

总之，STM32F103大棚土壤湿度检测与控制系统设计是一个
可靠的系统，能够有效检测大棚土壤湿度信息，并能在大棚湿度超出范围时，及时发出控制信号，为大棚种植提供有利气候条件，提高作物的产量。