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【单片机毕业设计】基于 STM32 单片机的阈值可调式环境智能调控装置设计基于 STM32 的手动 / 自动双模式环境加湿补水控制系统设计（011603）

news 2026/8/15 7:41:06

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文章目录

20 个相关毕业设计备选题目
项目研究背景
摘要
总体方案
核心功能
技术路线
项目演示
关于我们
- 项目案例
源码获取

20 个相关毕业设计备选题目

基于 STM32 的环境温湿度与水位智能监测控制系统设计
基于 STM32 的加湿补水智能管控与防干烧报警系统设计
基于 STM32 单片机的环境温湿度水位采集与自动调控装置设计
基于 STM32 的智能加湿补水监测与声光报警系统设计与实现
基于 STM32 的多传感器环境参数采集与设备自动控制系统设计
基于 STM32 的温湿度水位监测及加湿水泵联动控制系统设计
基于 STM32 单片机的阈值可调式环境智能调控装置设计
基于 STM32 的手动 / 自动双模式环境加湿补水控制系统设计
基于 STM32 的缺水防护与声光报警智能监控系统设计
基于 STM32 的 OLED 实时环境数据显示智能控制终端设计
基于 STM32 多传感器的数据采集与智能执行机构控制系统设计
基于 STM32 的养殖环境温湿度水位智能调控系统设计
基于 STM32 实验室环境加湿补水智能监测系统设计与实现
基于 STM32 的工业小型加湿设备自动控制与缺水预警系统设计
基于 STM32 的温室微型环境参数监测与加湿补水装置设计
基于 STM32 单片机的双模式智能加湿防干烧控制系统设计
基于 STM32 的环境感知、阈值配置与继电器联动控制系统设计
基于 STM32 的小型水环境水位监测与自动补水报警系统设计
基于 STM32 的 DHT11 与水位传感器数据采集智能控制系统设计
基于 STM32 的人机交互式环境加湿补水智能管控终端设计

项目研究背景

随着物联网感知技术快速普及，各类小型培育箱、实验室微型环境、小型温室、养殖容器等场景对环境参数自动化管控需求持续增长。传统环境调控方案大多依靠人工值守观察温湿度、水位状态，人工启停加湿、补水设备，存在监测滞后、管控不及时、人力成本较高等问题；部分简易控制设备功能单一，无法同时完成温湿度、水位多维度监测，缺少手动、自动灵活切换的操作模式，难以自定义控制阈值，并且普遍缺少缺水防干烧保护机制，设备运行存在安全隐患。现有多数控制器人机交互能力较弱，难以直观展示实时监测数据，报警机制不完善。以 STM32 单片机为核心的嵌入式感知控制系统具备成本适中、开发难度可控、集成度高的优势，能够融合多种传感器实现环境信息采集，依托继电器驱动加湿、水泵执行设备，搭配显示屏与人机按键实现参数可视化与模式切换。在此背景下，本文设计一套集温湿度水位采集、加湿补水自动控制、缺水声光报警、防干烧保护于一体的智能控制系统，满足小型场景下环境自动化监测与安全管控需求。

摘要

本文设计一套以 STM32F103C8T6 单片机为核心的环境温湿度与水位智能监测控制系统。系统采用 DHT11 温湿度传感器、水位传感器完成环境参数采集，通过 OLED 显示屏实时展示温度、湿度、水位数据；设置多路按键实现运行模式切换、设备控制与阈值参数修改。系统支持自动、手动、阈值设置三种工作模式，自动模式下根据预设阈值自动控制加湿器、水泵工作，水位过低时触发声光报警，同步启动水泵补水并提示缺水，实现防干烧保护；手动模式支持人工控制外设启停。测试结果表明，系统能够稳定采集环境数据，完成加湿、补水联动控制与安全预警，结构简单、操作便捷，可应用于小型培育环境、微型实验室等场景，具备良好实用价值。

总体方案

主控单元：STM32F103C8T6 单片机
硬件作用：整个系统的核心控制器，负责读取传感器采集数据、扫描按键输入、驱动 OLED 屏幕刷新、逻辑判断、控制继电器和声光报警模块。选型理由：芯片资源充足，外设接口丰富，资料完善，开发难度适合本科嵌入式开发，功耗低，能够满足多传感器采集与外设驱动需求。
DHT11 温湿度传感器
硬件作用：实时采集环境空气温度、湿度模拟数据，并将数据传输至主控芯片。选型理由：数字信号输出，接线简单，成本低廉，满足本项目常规环境温湿度采集精度需求。
水位传感器 Water Sensor
硬件作用：持续采集容器内水位信息，将水位信号发送给单片机，用于缺水判断与补水控制。选型理由：模块成熟，易于嵌入式单片机对接，适合静态水体液位监测场景。
OLED 显示屏
硬件作用：可视化展示实时温度、湿度、水位数据，缺水状态标识，运行模式、阈值参数等人机交互信息。选型理由：自发光、可视效果好，驱动程序开源丰富，适配 STM32 单片机。
4 路独立按键模块
硬件作用：实现模式切换、设备选择、设备开关、阈值增减等人机交互操作。选型理由：电路简单，响应稳定，满足三种工作模式下的操作需求。
继电器模块（两路）
硬件作用：分别驱动加湿器、水泵外设，由单片机输出电平控制继电器通断，模拟设备启停。选型理由：实现强弱电隔离，方便外接实际负载，接口标准化。
声光报警模块
硬件作用：水位低于阈值时触发蜂鸣器与 LED 警示，完成缺水报警，实现防干烧安全提醒。选型理由：驱动简单，响应迅速，能够直观提供故障预警。
直流稳压电源
硬件作用：为整套主控、传感器、外设模块提供稳定工作电压，保障系统持续稳定运行。

核心功能

主控数据处理功能
功能描述：采用 STM32F103C8T6 单片机作为核心，统一接收传感器采集数据、按键指令，完成逻辑运算、状态判断，向外设下发控制指令。实现目标：统筹系统所有硬件协同工作，作为整个控制系统的数据运算与调度中心。
环境参数可视化显示功能
功能描述：OLED 显示屏实时刷新展示当前空气温度、环境湿度、水位采集数据；缺水工况下在屏幕右下角显示缺水提示标识。实现目标：让使用者直观掌握现场环境状态，快速识别缺水故障。
温湿度采集检测功能
功能描述：依靠 DHT11 传感器周期性采集环境温湿度数值，并上传至单片机参与控制逻辑判定。实现目标：获取环境湿度数据，为自动加湿控制提供原始数据依据。
水位实时检测功能
功能描述：水位传感器持续采集液位信息，将水位状态传递给单片机，用于缺水判定与补水控制。实现目标：实时监测水体余量，为缺水报警、自动补水、防干烧保护提供数据支撑。
运行模式切换功能
功能描述：通过第一个按键循环切换三种工作状态：自动模式、手动模式、阈值设置模式。实现目标：支持用户根据使用场景灵活选择管控方式，兼顾自动化运行与人工干预。
手动模式设备管控功能
功能描述：处于手动模式时，第二个按键切换待控制外设（加湿器、水泵），第三个按键控制选中设备开启或者关闭。实现目标：脱离自动逻辑，人工独立控制加湿、补水设备，方便调试与临时作业。
阈值参数配置功能
功能描述：阈值设置模式下，第二个按键切换待调整的控制阈值，第三个按键实现数值增加，第四个按键实现数值减小，可自定义湿度阈值、水位阈值。实现目标：适配不同场景需求，灵活调整系统自动控制触发条件。
自动加湿控制功能
功能描述：系统运行在自动模式，当检测环境湿度低于设定湿度阈值时，单片机控制加湿器对应的继电器导通，启动加湿工作。实现目标：维持环境湿度稳定，实现无人值守自动加湿。
自动补水与缺水声光报警、防干烧功能
功能描述：自动模式下，水位检测值低于设定水位阈值时，系统立即启动声光报警装置，驱动水泵继电器开启进行自动补水，同时屏幕右下角显示缺水标识，避免缺水干烧。实现目标：缺水自动预警、自动补水，保障设备运行安全，消除干烧隐患。

技术路线

开发语言：C 语言
选型理由：嵌入式 STM32 单片机主流开发语言，执行效率高，硬件底层操控能力强，广泛应用于单片机控制系统开发，符合本科嵌入式学习体系。
开发平台：Keil MDK5
选型理由：STM32 单片机标准编译开发环境，支持程序编译、下载、在线调试，工具生态成熟，配套资料丰富。
硬件驱动库：STM32 标准库
选型理由：简化单片机外设初始化代码开发，降低寄存器直接操作难度，缩短项目开发周期，适合本科生嵌入式项目开发。
电路绘图软件：Altium Designer
选型理由：用于查阅模块电路原理、绘制系统整体硬件接线原理图，辅助硬件方案搭建与调试。
仿真调试工具：ST-Link 下载器
选型理由：实现程序烧录下载，支持在线实时调试，观测变量、传感器数据，便于定位程序 bug。
辅助工具：串口调试助手
选型理由：开发阶段辅助查看传感器上传数据，验证数据采集逻辑是否正常，提升调试效率。
文档绘制工具：Visio
选型理由：绘制系统总体架构图、程序流程图，用于毕业设计图纸撰写。
测试工具：万用表
选型理由：硬件实物调试阶段测量电压、通断，排查接线故障、硬件供电问题。

项目演示

关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。