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设计说明书部分资料如下
设计摘要：
本设计基于单片机技术，开发了一套食用菌智慧农业系统，旨在通过集成多种传感器和智能控制模块，实现对食用菌生长环境的实时监测与智能调控。系统主要功能包括：通过温湿度传感器实时监测环境温湿度，通过土壤湿度传感器检测土壤湿度，通过光敏电阻检测光照强度，并通过OLED显示屏实时显示各项监测数据。此外，系统还配备了按键模块，用户可以通过按键设置温湿度、土壤湿度和光照强度的阈值，当监测数据超过或低于设定阈值时，系统将通过蜂鸣器进行报警，并提供手动控制加湿的功能。通过WIFI模块，系统能够将传感器数据实时上传至手机APP，用户可以远程监控和调整系统参数，实现对食用菌生长环境的远程管理。
本设计的创新之处在于将多种环境因素综合考虑，实现了智能化的环境控制。系统不仅能够根据温湿度、土壤湿度和光照强度自动调节环境参数，还能通过蜂鸣器报警和手动控制加湿，确保食用菌在最适宜的环境中生长。此外，通过WIFI模块和手机APP的集成，用户可以随时随地监控和控制系统，提高了系统的便捷性和实用性。
在实际应用中，该系统表现出了良好的稳定性和可靠性。通过多次实验和测试，系统能够准确识别环境变化并及时作出响应，有效避免了环境参数波动对食用菌生长的影响，显著提高了食用菌的产量和质量。此外，系统的低功耗设计和模块化结构，使其易于维护和扩展，适用于不同规模和类型的食用菌种植环境。
综上所述，本设计成功实现了一个基于单片机的食用菌智慧农业系统，具有较高的实用价值和推广潜力。未来，可以通过进一步优化算法和增加更多传感器，提升系统的智能化水平和适应性，为现代农业的发展提供有力支持。
关键词：单片机，食用菌，智慧农业，温湿度传感器，土壤湿度传感器，光敏电阻，OLED显示屏，WIFI模块，手机APP，蜂鸣器报警，手动控制加湿。
字数：13000+
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
近年来，智慧农业技术在国内外得到了广泛关注和快速发展。在国外，欧美等发达国家在智慧农业领域起步较早，已经形成了较为成熟的应用体系。例如，美国通过集成传感器、无线通信和云计算技术，实现了对农作物生长环境的全面监测和智能调控。欧洲国家则注重农业机械化和自动化技术的结合，开发了多种智能农业设备和系统。在国内，随着物联网和大数据技术的快速发展，智慧农业也取得了显著进展。例如，中国农业大学和清华大学等高校在智慧农业领域开展了多项研究，开发了基于物联网的智能灌溉系统和环境监测系统。此外，一些农业科技公司也推出了多种智慧农业解决方案，如智能温室控制系统、智能养殖系统等。尽管国内外在智慧农业领域取得了一定成果，但针对食用菌种植的智能化系统仍存在较大发展空间。本设计旨在填补这一空白，通过集成多种传感器和智能控制模块，实现对食用菌生长环境的精准控制，提升食用菌种植的效率和效益。
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
本论文系统设计方案基于单片机技术，开发了一套食用菌智慧农业系统。系统通过集成温湿度传感器、土壤湿度传感器和光敏电阻，实时监测食用菌生长环境的关键参数。数据通过OLED显示屏实时显示，并可通过按键模块进行阈值设置和手动控制。当监测数据超出设定范围时，蜂鸣器发出报警信号。系统还集成了WIFI模块，实现数据远程上传至手机APP，用户可随时查看和调整系统参数。通过智能化环境控制，系统有效提升了食用菌的产量和质量，具有较高的实用价值和推广潜力。
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
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，构建了一个食用菌智慧农业系统，旨在实现对温湿度、土壤湿度和光照强度的实时监测与控制。系统通过温湿度传感器和土壤湿度传感器分别采集环境温湿度和土壤湿度数据，利用光敏电阻检测光照强度，并通过OLED显示屏实时显示这些关键参数。用户可通过按键设置各项参数的阈值，当检测值超出设定范围时，蜂鸣器将发出警报，同时系统支持手动控制加湿功能。此外，系统还集成了WiFi模块，能够将传感器数据实时上传至手机，实现远程监控与管理，从而提高农业生产的智能化水平。
3.2 主控电路设计
3.2.1 STM32F103C8单片机 STM32F103C8是一款高性能微控制器单元（MCU），设计简洁且易于操作。它配备了64K字节的程序存储空间，20K字节的数据存储空间和2K字节的高速EEPROM存储空间，能够满足多种应用需求。该MCU支持通过串行通信接口直接下载应用程序，简化了开发流程。此外，STM32F103C8还具备丰富的外设接口，包括多个通用输入输出（GPIO）引脚、定时器、模数转换器（ADC）和串行通信接口（如UART、SPI和I2C），使其在嵌入式系统设计中具有广泛的应用潜力。
3.2.2 显示模块
3.3 土壤湿度传感器（Molsture）模块
3.4 DS18B20传感器检测温度模块
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
4.5处理函数程序流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 上电显示检测
5.3 设置温度阈值实物测试
5.4 设置光照强度阈值实物测试
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设置湿度仿真测试
6.4设置光照强度阈值测试
6.5设置温度阈值测试
结 论
参考文献
致 谢
附 件
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，智慧农业已成为农业生产的重要趋势。食用菌作为一种高附加值的农产品，其生长环境对产量和质量有着重要影响。传统的食用菌种植方式依赖人工经验，难以实现精准控制，容易导致环境参数波动，影响食用菌的生长和品质。因此，开发一套基于单片机的食用菌智慧农业系统，具有重要的现实意义。
本设计旨在通过集成温湿度传感器、土壤湿度传感器、光敏电阻等多种传感器，实现对食用菌生长环境的实时监测与智能调控。系统能够根据实时监测数据自动调节环境参数，并通过WIFI模块将数据上传至手机APP，用户可以远程监控和调整系统参数。这不仅提高了食用菌种植的自动化和智能化水平，还能有效提升食用菌的产量和质量，降低人工成本，具有较高的经济效益和社会效益。
此外，本设计还具有较强的可扩展性和适应性，可以根据不同食用菌品种和种植环境进行定制化调整，适用于不同规模和类型的食用菌种植基地。因此，本设计的研究成果对于推动智慧农业技术在食用菌种植中的应用，具有重要的理论和实践意义。
1.2 国内外研究现状
近年来，智慧农业技术在国内外得到了广泛关注和快速发展。在国外，欧美等发达国家在智慧农业领域起步较早，已经形成了较为成熟的应用体系。例如，美国通过集成传感器、无线通信和云计算技术，实现了对农作物生长环境的全面监测和智能调控。欧洲国家则注重农业机械化和自动化技术的结合，开发了多种智能农业设备和系统。在国内，随着物联网和大数据技术的快速发展，智慧农业也取得了显著进展。例如，中国农业大学和清华大学等高校在智慧农业领域开展了多项研究，开发了基于物联网的智能灌溉系统和环境监测系统。此外，一些农业科技公司也推出了多种智慧农业解决方案，如智能温室控制系统、智能养殖系统等。尽管国内外在智慧农业领域取得了一定成果，但针对食用菌种植的智能化系统仍存在较大发展空间。本设计旨在填补这一空白，通过集成多种传感器和智能控制模块，实现对食用菌生长环境的精准控制，提升食用菌种植的效率和效益。
1.3 课题主要内容
本设计是基于单片机食用菌智慧农业系统设计，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
通过光敏电阻检测光照强度
通过oled显示温湿度，光照等信息
通过按键设置阈值，达到阈值蜂鸣器报警，以及手动控制加湿
通过wifi模块能够将传感器的数据上传至手机
