基于STM32的温室CO2浓度自动调控系统设计.doc

摘要:目前，温室CO2浓度的调控在我国仍处在人工调控阶段，存在着许多弊端。而一小部分的二氧化碳浓度监测装置采用有线的方式传输数据，极大地限制了设备的灵活性和可靠性。为此，本课题的研究和设计一套以STM32芯片为控制核心，采用无线通信技术的温室二氧化碳浓度自动控制系统，实现温室内二氧化碳浓度的自动监测与调控。

本系统以STM32为控制核心，由数据采集模块，核心控制模块，人机交互键盘模块，执行机构模块，数据传输和电源模块等6大模块构成。首先，数据采集模块对温室内二氧化碳浓度进行实时监测，把采集到的数据通过无线传输传送到STM32核心控制模块，并在LCD上进行实时显示二氧化碳当前浓度。核心控制模块对采集到的数据进行计算分析后，根据原先所设定的二氧化碳浓度阈值的不同对执行机构模块发出不同的控制命令，执行模块接收信号后，释放CO2气体，从而实现对温室内二氧化碳浓度的自动控制。又因为对于不同作物或同一作物的生长阶段而言，二氧化碳的需求量是不同的，这就可以通过键盘设定不同的二氧化碳浓度阈值范围，从而能够更好地满足作物的生长需求。当控制系统出现事故时，该系统发出报警信号，使用户可以快速查找和排除故障。

关键词：STM32；无线通信技术；温室；CO2浓度

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题的研究背景及意义-1

1.2 课题的国内外研究现状和发展趋势-1

1.2.1 国外现状-1

1.2.2 国内现状-2

1.2.3 温室控制系统发展趋势-2

1.3 课题的主要研究内容-3

2 系统的设计方案-4

2.1 系统总体设计方案-4

2.2 系统设计方案-5

2.1.1 传感器的选择-5

2.2.2 STM32F103ZET6核心模块的选择-5

2.2.3 51单片机的选择-6

2.2.4 液晶显示屏的选择-7

2.2.5 数据传输模块的选择-7

2.2.6 电源模块的选择-7

3 系统硬件设计-8

3.1 处理器最小系统-8

3.1.1 STM32F103RET6主机最小系统电路-8

3.1.2 51单片机电路-9

3.1.3 STM32F103RET6的下载电路-9

3.2 数据采集模块电路-10

3.3 执行机构模块电路-11

3.4 人机交互模块电路-11

3.4.1 LCD模块接口电路-11

3.4.2 报警模块电路-12

3.4.3 键盘输入模块电路-12

3.5 数据传输模块电路-13

3.5.1 主机数据传输模块-14

3.5.2 从机数据传输模块-14

3.6 电源管理模块电路-15

3.6.1 主机电源管理模块-15

3.6.2 从机电源管理模块-15

4 系统软件设计-16

4.1 主机程序设计-16

4.1.1主机主控程序-16

4.1.2 数据收发子程序-17

4.2 从机程序设计-18

4.2.1从机主控程序-18

4.2.2 CO2浓度采集和执行机构子程序-19

结    论-17

参 考 文 献-18

附录A 主机硬件原理图-19

附录B 从机硬件原理图-20

附录C 主机部分程序-21

附录D 从机部分程序-26

附录E 上位机界面展示-30

附录F 实物图-31

致    谢-32