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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

随着全球气候变化和环境污染问题的日益严重，森林资源的保护和管理显得尤为重要。传统的森林环境监测方法通常依赖于人工采样和实验室分析，不仅耗时耗力，而且难以实现实时监测。基于单片机的森林环境监测系统设计，通过集成多种传感器和无线通信技术，能够实时、准确地监测森林环境的关键参数，如温湿度、土壤湿度、二氧化碳浓度和土壤酸碱度等。这不仅提高了监测效率，还为森林资源的科学管理和保护提供了重要数据支持。此外，系统的远程监控功能使得用户可以随时随地了解森林环境状况，及时采取应对措施，具有重要的实际意义。

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要内容

2　系统设计方案

本设计基于单片机，通过集成温湿度传感器、土壤湿度传感器、CO2传感器和PH传感器，实现对森林环境关键参数的实时监测。系统通过OLED显示屏实时显示采集到的数据，并通过按键设置报警阈值，当监测数据超过预设阈值时，蜂鸣器会发出警报。此外，系统还通过蓝牙模块将监测数据传输到手机，实现远程监控和数据分析。整体设计方案简洁高效，能够满足森林环境监测的实际需求。

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

2.5 温湿度检测方案的选择

2.6 土壤湿度传感器（FC-28）的选择

3系统设计与分析

3.1 整体系统设计分析

本设计基于单片机的森林环境监测系统，旨在实时监测森林环境参数并提供预警功能。系统通过温湿度传感器、土壤湿度传感器、CO2传感器和PH传感器分别采集环境温湿度、土壤湿度、二氧化碳浓度和土壤酸碱度数据。采集的数据通过OLED显示屏实时显示，并通过按键设置报警阈值。当监测数据超过预设阈值时，蜂鸣器发出报警信号。此外，系统还通过蓝牙模块将监测数据传输至手机，实现远程监控和数据分析。整体设计简洁高效，能够有效提升森林环境监测的实时性和准确性。

3.2 主控电路设计

3.2.1 STM32F103单片机

3.3 显示模块

3.4CO2传感器（KQ-2801）检测二氧化碳模块

3.5蓝牙模块（ECB02）模块

3.6 PH传感器（ph0-14 pH）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 按键功能图

4.4 显示功能图

4.5处理函数功能图

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

5.2 上电显示测试

5.3 设置温度上限实物测试

5.3 设置湿度阈值实物测试

5.4 设置CO2阈值实物测试

5.5 设置PH上限实物测试

5.6 连接蓝牙查看数据实物测试

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

6.2上电显示仿真测试

6.3设置温度上限仿真测试

6.4 设置湿度阈值仿真测试

6.5 设置CO2阈值仿真测试

6.6 蓝牙连接查看数据仿真测试

结  论

参考文献

致  谢

1　引 言

1.1 选题背景及实际意义

随着全球气候变化和环境污染问题的日益严重，森林资源的保护和管理显得尤为重要。传统的森林环境监测方法通常依赖于人工采样和实验室分析，不仅耗时耗力，而且难以实现实时监测。基于单片机的森林环境监测系统设计，通过集成多种传感器和无线通信技术，能够实时、准确地监测森林环境的关键参数，如温湿度、土壤湿度、二氧化碳浓度和土壤酸碱度等。这不仅提高了监测效率，还为森林资源的科学管理和保护提供了重要数据支持。此外，系统的远程监控功能使得用户可以随时随地了解森林环境状况，及时采取应对措施，具有重要的实际意义。

1.2 国内外研究现状

近年来，国内外在森林环境监测领域取得了显著进展。国外研究主要集中在高精度传感器技术、无线通信网络和大数据分析等方面，如美国和欧洲的一些研究机构已经开发出基于物联网的森林环境监测系统，能够实现大规模、高密度的环境数据采集和分析。国内研究则更多关注于单片机和嵌入式系统的应用，如中国科学院和一些高校的研究团队已经成功开发出基于单片机的森林环境监测系统，并在多个自然保护区进行了实际应用。尽管国内外研究在技术路径和应用场景上有所差异，但都致力于提高森林环境监测的实时性和准确性，为森林资源的保护和管理提供科学依据。

1.3 课题主要内容

本设计是基于单片机的森林环境监测系统设计，主要实现以下功能：

通过温湿度传感器检测温湿度

通过土壤湿度传感器检测土壤湿度

通过CO2传感器检测二氧化碳浓度

通过PH传感器检测土壤酸碱度

通过oled显示采集到的数据

通过按键设置报警阈值，当监测数据超过预设的阈值时，蜂鸣器报警

通过蓝牙模块将森林环境监测数据传输到手机