1. 项目概述与核心价值
这个基于STM32单片机的蓝牙温室大棚物联网系统,是我去年指导的一个本科生毕业设计项目。当时学生拿着一个模糊的需求来找我:"老师,我想做个能手机控制的大棚系统"。经过三周的方案打磨,最终成型了这个兼具实用性和教学价值的作品。
本质上,这是一个典型的农业物联网(IoT)应用案例。系统通过STM32作为主控芯片,配合各类环境传感器和蓝牙模块,实现了对温室大棚环境的实时监测与远程控制。手机APP通过蓝牙4.0(BLE)与下位机通信,可以查看温湿度、光照强度等数据,并能控制通风设备、补光灯等执行机构。
这个设计的独特之处在于:
- 硬件选型上采用性价比较高的STM32F103C8T6(俗称"蓝莓板"),成本控制在百元内
- 通信方案选择蓝牙而非WiFi,更适合没有网络覆盖的偏远大棚场景
- 传感器和执行机构都采用工业级模块,可直接用于真实农业生产环境
2. 系统架构设计
2.1 硬件组成框图
整个系统可分为三个层级:
code复制[感知层] → [控制层] ←→ [应用层]
具体硬件配置如下表所示:
| 模块类型 | 具体型号 | 功能说明 | 供电要求 |
|---|---|---|---|
| 主控芯片 | STM32F103C8T6 | 系统核心,处理数据并控制外设 | 3.3V |
| 温湿度传感器 | DHT11 | 采集环境温湿度数据 | 3-5.5V |
| 光照传感器 | BH1750 | 检测光照强度(单位lux) | 3-5V |
| 蓝牙模块 | HC-05 | 与手机APP通信 | 3.3-5V |
| 继电器模块 | SRD-05VDC-SL-C | 控制大功率设备通断 | 5V |
| OLED显示屏 | 0.96寸I2C | 本地显示监测数据 | 3.3-5V |
关键提示:DHT11和BH1750的I2C地址可能冲突,需要特别注意地址配置。实测中我们发现,当两个传感器都使用默认地址时,I2C总线会出现通信异常。
2.2 软件架构设计
系统软件采用前后端分离架构:
- 下位机程序:基于Keil MDK开发,使用HAL库驱动外设
- 手机APP:采用MIT App Inventor快速开发(适合毕设时间紧张的情
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