编号：
T2162305M-LW
设计摘要：
本文设计并实现了一个基于STM32单片机的室内环境控制系统，该系统通过无线通信技术实现对室内环境的实时监测和控制。系统主要由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STM32单片机作为核心控制器，负责获取输入数据并进行处理，进而控制输出部分。输入部分包括水位传感器、风速传感器、土壤监测传感器、独立按键和供电电路，分别用于检测水位、风速、温湿度、氮磷钾含量以及切换显示界面和供电。输出部分则包括OLED显示屏、蜂鸣器和WIFI模块，用于显示环境数据、在氮磷钾含量不足时发出提醒，并通过WIFI模块将数据上传至手机，实现远程实时监控。
本系统设计合理，能够有效地监测和控制室内环境，满足实时性和远程监控的需求。通过STM32单片机的强大处理能力和无线通信技术的应用，系统实现了高效、便捷的环境数据采集、处理和显示，为室内环境的智能化管理提供了可靠的技术支持。
关键词: STM32单片机，室内环境控制，无线通信，传感器，远程监控
字数： 8000+
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目录：
摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.3 显示模块
3.5 ESP8266-WIFI模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 WiFi模块联网
5.3 崇左市气温实物测试
5.4 氮磷钾检测值实物测试
5.5 风速和水位实物测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2氮磷钾值和温湿度值仿真测试
6.3 风速和水位值仿真测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着科技的快速发展和人们对生活质量要求的不断提高，智能化和自动化技术在各个领域的应用越来越广泛。特别是在室内环境控制方面，传统的环境监测和控制方式已经无法满足现代社会对高效、便捷和实时性的需求。因此，开发一种基于先进微控制器和无线通信技术的室内环境控制系统具有重要的实际意义。本课题选择以STM32单片机为核心控制器，结合多种传感器和无线通信模块，设计并实现一个能够实时监测和控制室内环境的系统。该系统不仅能够提高环境监测的精度和效率，还能通过无线通信技术实现远程监控，为用户提供更加便捷和智能的环境管理方案。此外，该系统的开发和应用对于推动智能家居技术的发展，提升人们的生活质量和舒适度具有重要的推动作用。
1.2 国内外研究现状
近年来，随着物联网和智能家居技术的快速发展，国内外在室内环境控制领域的研究均取得了显著进展。国内研究机构和企业致力于开发高精度、低功耗的传感器，用于监测温度、湿度、空气质量、光照强度等环境参数。例如，中科院自动化研究所开发的多功能传感器模块，能够同时监测多种环境参数，并通过无线通信技术进行数据传输。国内在无线通信技术方面取得了重要突破，特别是基于ZigBee、Wi-Fi和蓝牙等技术的应用。例如，华为和小米等公司推出的智能家居产品，通过Wi-Fi模块实现设备间的互联互通，用户可以通过手机APP远程控制家中的环境设备。国内研究机构在智能控制算法方面进行了深入研究，开发了多种基于机器学习和人工智能的控制算法。例如，清华大学开发的基于深度学习的室内环境控制算法，能够根据历史数据和实时监测数据，自动调整环境参数，提高舒适度和能效。国内企业在系统集成和应用方面也取得了显著成果。例如，海尔和美的等公司推出的智能家居系统，集成了多种环境监测和控制功能，用户可以通过统一的控制平台实现对家中环境的全面管理。
国外在室内环境控制领域的研究起步较早，技术水平和应用范围更为广泛。国外研究机构和企业开发了多种高精度、高可靠性的传感器，用于监测室内环境参数。例如，美国Honeywell公司开发的温湿度传感器，具有高精度和低功耗的特点，广泛应用于智能家居和工业控制领域。国外在无线通信技术方面处于领先地位，特别是在ZigBee和LoRa等低功耗广域网技术的应用。例如，欧洲的EnOcean公司开发的无线传感器网络，通过能量收集技术实现自供电，广泛应用于建筑自动化和智能家居领域。国外研究机构在智能控制算法方面进行了深入研究，开发了多种基于人工智能和机器学习的控制算法。例如，美国麻省理工学院开发的基于强化学习的室内环境控制算法，能够根据用户的行为和偏好，自动调整环境参数，提高舒适度和能效。国外企业在系统集成和应用方面也取得了显著成果。例如，美国Nest公司推出的智能温控器，通过学习和分析用户的行为，自动调整室内温度，提高能效和舒适度。此外，Google和Amazon等公司推出的智能家居平台，集成了多种环境监测和控制功能，用户可以通过语音助手实现对家中环境的全面管理。
1.3 课题主要内容
本设计是基于STM32的稻田环境检测系统，主要实现以下功能：
可通过土壤七合一传感器监测土壤温湿度、氮磷钾含量
可通过水位传感器监测当前水位
可通过风速传感器检测当前风速
可通过WIFI模块获取并实时显示当天的天气状态和当前时间；
系统可以监测稻田内部的水位高低，并在水位异常时进行报警提示
系统可以检测水稻田内的氮磷钾元素含量，并根据检测结果及时提示施肥信息。
