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设计说明书部分资料如下

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

2.2 单片机的选择

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

3.4 DHT11传感器

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数据检测实物测试

5.4 查看IP地址实物测试

5.5 摄像头实物测试

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

6.2数据检测仿真测试

6.3 切换界面仿真测试

6.4 数据调试仿真测试

结  论

参考文献

致  谢

1 、引 言

1.1 选题背景及实际意义

随着现代农业技术的不断发展，精准农业和智能化管理成为提高农业生产效率和质量的重要手段。农田环境监测作为精准农业的基础，对于实时掌握农田环境参数、优化农业生产管理具有重要意义。传统的农田环境监测方法通常依赖于人工采样和实验室分析，存在数据获取不及时、监测范围有限等问题。因此，开发一种基于单片机的农田环境检测系统，能够实时、准确地监测农田环境参数，并通过无线通信技术将数据上传至云平台，具有重要的实际意义。本设计以STM32F103C8T6单片机为核心控制器，结合多种传感器和模块，构建了一个功能完善的农田环境检测系统。该系统通过集成温湿度传感器、光强传感器、CO2检测模块和PH检测模块，实时监测农田的温湿度、光照强度、CO2浓度和土壤PH值等关键参数。同时，系统通过WIFI模块连接阿里云平台，实现数据的远程上传和监控，为农民提供科学依据和决策支持。此外，系统还具备远程人脸抓拍功能，通过ESP32-CAM摄像头模块捕捉人脸照片并存储在SD卡中，进一步增强了系统的智能化和实用性。综上所述，本设计不仅提高了农业生产效率和资源利用率，还为环境保护和科学决策提供了有力支持，推动了农业智能化和精准化发展。

1.2 国内外研究现状

国内外在农田环境监测领域的研究主要集中在传感器技术、数据采集与处理、无线通信和云平台应用等方面。国外研究起步较早，技术较为成熟，如美国、德国等国家在农田环境监测系统的设计和应用上取得了显著成果。这些国家广泛采用物联网技术和大数据分析，实现了农田环境的实时监测和智能化管理。例如，美国农业部开发的“智能农业”项目，通过集成多种传感器和无线通信技术，实现了对农田温湿度、土壤养分、气象条件等参数的实时监测和数据分析，为农业生产提供了科学依据。

国内研究近年来也取得了快速发展，特别是在基于单片机的农田环境监测系统方面，许多高校和科研机构开展了相关研究，开发了多种功能完善的监测系统。例如，中国农业大学开发的基于STM32的农田环境监测系统，通过集成温湿度传感器、光强传感器、CO2检测模块和PH检测模块，实现了对农田环境参数的实时监测和数据采集。此外，国内研究还注重结合云计算和大数据技术，构建了多个农田环境监测云平台，如阿里云、腾讯云等，为农业生产提供了科学依据和技术支持。

总体来看，国内外在农田环境监测领域的研究不断深入，技术水平逐步提高。国外研究在传感器技术和数据分析方面具有明显优势，而国内研究在系统集成和云平台应用方面取得了显著进展。未来，随着物联网、大数据和人工智能技术的进一步发展，农田环境监测系统将更加智能化、精准化，为农业生产提供更加全面和可靠的技术支持。

1.3 课题主要内容

本设计是基于STM32的农田环境检测系统，主要实现以下功能：

1.通过DHT11温湿度传感器来采集土壤温度及湿度。

2.通过光照强度传感器BH1750检测光照强度。

3.通过CO2浓度传感器测量空气中CO2浓度

4.利用PH测试模块检测土壤PH值

5.可通过WIFI模块将数据上传至云平台

6.可通过摄像头模块实现监控功能