【毕设】智能花盆系统

项目简介
本项目是以STM32F103C8T6单片机为控制核心的智能盆栽浇灌控制系统，融合环境传感器采集、自动执行机构控制、WiFi 远程交互、本地声光提醒于一体，可全天候自主监测花卉生长环境，根据土壤湿度、环境光照、温湿度数据自动启停浇水泵与植物补光灯，同时支持手机 APP 远程查看数据、手动操控设备，适用于家庭阳台绿植、小型盆栽大棚的无人化养护，解决人工忘浇水、光照补给不合理的养护痛点。
项目功能
环境参数自动采集：搭载 DHT11 采集环境温湿度、土壤湿度传感器检测盆土含水量、光敏模块采集环境光照强度，主控实时汇总全部环境数据；
自动浇灌控制：预设土壤湿度阈值，盆土湿度过低时，主控驱动继电器开启浇水泵自动补水；湿度达标后水泵自动停机，右侧配套舵机可联动遮光板，强光环境下自动闭合遮光；
智能补光控制：根据光照传感器数值，环境光线低于设定阈值时自动开启补光灯，白天光照充足自动关灯，模拟植物自然光照规律；
本地数据显示与报警：0.96 寸 OLED 屏实时轮播温湿度、土壤湿度、光照值与设备运行状态；环境异常（缺水 / 缺光 / 温湿度超限）时三极管驱动蜂鸣器鸣叫报警；
WiFi 远程控制：板载 ESP8266 WiFi 模块，设备接入无线网络后，可在手机上位机远程查看实时环境数据，远程手动开关浇水泵、补光灯、自定义负载；
多路拓展预留：预留 1 路自定义继电器输出、1 路遮光板舵机控制引脚，可外接通风风扇、营养液滴定泵等拓展外设。
项目参数
主控芯片：STM32F103C8T6，ARM Cortex-M3 内核，72MHz 主频，满足多传感器轮询 + 外设同步驱动算力需求；
温湿度采集：DHT11 数字温湿度传感器，测温范围 0-50℃、测湿范围 20%-90% RH，单总线通讯，低成本适配室内盆栽场景；
土壤湿度：电阻式土壤湿度传感器，模拟电压输出 0-3.3V，接入 STM32 ADC 引脚，测量盆土含水率 0-100%；
光照检测：光敏电阻式光照传感器，数字信号输出，量程覆盖室内暗光至室外强光；
无线通讯：ESP8266-01S WiFi 模块，串口 AT 指令和主控通信，工作频段 2.4GHz，可连接家用路由器实现局域网 / 云端联网；
执行器件：3 路 5V 继电器（浇水泵、补光灯、自定义负载，触点可驱动 12V 小型直流水泵 / LED 补光灯）、SG90 微型舵机（控制遮光板开合，PWM 信号驱动）；
显示单元：0.96 寸 IIC 接口 OLED 屏幕，128×64 分辨率，无需背光，低功耗实时刷新环境数据；
报警单元：NPN 三极管驱动无源蜂鸣器，主控 IO 口电平控制鸣叫启停。
原理解析（硬件说明）

1. STM32 主控核心电路
   主控采用 STM32F103C8T6 最小系统架构，所有外设分别挂载至单片机 GPIO、ADC、IIC、USART 引脚：
   IIC 总线挂载 OLED 显示屏，实现屏幕数据读写；
   ADC 引脚接入土壤湿度、光照传感器模拟输出信号，完成电压采样换算物理量；
   USART 串口对接 ESP8266 模块，实现主控与 WiFi 的数据收发；
   通用 GPIO 输出高低电平，经三极管驱动继电器、蜂鸣器；定时器输出 PWM 波形驱动 SG90 舵机。
2. 三路继电器驱动电路（浇水泵、补光灯、自定义负载）
   原理图左侧三通道继电器电路结构完全一致，采用NPN 三极管 + 光电隔离 + 继电器经典驱动方案：
   STM32 控制引脚输出高电平→三极管导通，继电器线圈得电吸合，外接水泵 / 补光灯电源回路导通，设备启动；IO 低电平→三极管截止，继电器断开，负载断电停机；
   继电器线圈并联续流二极管，吸收线圈断电反向电动势，保护三极管与主控芯片，防止高压击穿 IO 口；光耦隔离主控弱电与负载强电，避免水泵启停干扰单片机工作。
3. 传感器采集电路（DHT11 + 土壤湿度 + 光照）
   DHT11 温湿度：单总线 IO 直连，上拉电阻保障总线电平稳定，主控通过单总线时序读取数字温湿度；
   土壤 / 光照传感器：传感器输出模拟电压直接接入 STM32 ADC 通道，单片机内部模数转换，将电压值换算为湿度百分比、光照强度；全部传感器统一 3.3V 供电，匹配主控电平。
4. ESP8266 WiFi 通信电路
   ESP8266 模块 VCC 接 3.3V 供电、TX/RX 交叉连接 STM32 串口引脚，模块上电后通过 AT 指令配网，主控将采集的环境数据通过串口发送至 WiFi 模块上传云端；手机下发的开关指令经 WiFi 串口回传给 STM32，完成远程设备控制。
5. 舵机 + 蜂鸣器报警电路
   SG90 舵机：信号线接入 STM32 定时器 PWM 引脚，通过调整 PWM 占空比改变舵机转角，联动遮光板完成遮光动作；舵机 5V 独立供电；
   蜂鸣器报警：NPN 三极管基极限流电阻接主控 IO，IO 输出高电平三极管导通，蜂鸣器得电鸣叫；环境参数达标后 IO 置低，报警停止。
   6.按键可以控制菜单调节阈值，和单独控制舵机和继电器。
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