基于 STM32 的智能庭院绿化系统设计一、系统功能总览二、核心模块选型对比2.1 主控模块选型2.2 温湿度模块选型2.3 土壤湿度模块选型2.4 CO₂ 模块选型2.5 无线模块选型三、系统接线总表四、系统软件设计4.1 主程序流程4.2 DHT11 采集4.3 土壤与光照采集4.4 ESP8266 通信五、系统实现与测试5.1 硬件焊接与测试5.2 软件调试5.3 功能测试结果六、总结基于 STM32 的智能庭院绿化系统设计庭院是城市家庭与社区绿化管理的重要场景传统人工灌溉和温湿度调节方式效率低难以精准把控植物所需的环境条件。本文介绍一种以 STM32F103C8T6 单片机为核心的智能庭院绿化系统整合 DHT11 温湿度、光敏电阻、YL-69 土壤湿度、JW01 CO₂、OLED 显示与 ESP8266 无线模块实现自动灌溉、温湿度调节、补光和风扇通风并通过手机 APP 设置阈值。一、系统功能总览功能编号功能名称说明F1温湿度采集DHT11 检测空气温湿度F2土壤湿度采集YL-69 检测土壤含水率F3CO₂ 采集JW01 检测 CO₂ 浓度F4光照采集GL5528 评估光照强度F5自动灌溉土壤干燥自动启动灌溉泵F6自动通风CO₂ / 温度过高自动启动风扇F7自动补光光照不足自动打开 LEDF8APP 远程ESP8266 上报数据并接受阈值二、核心模块选型对比2.1 主控模块选型方案型号资源优势方案 1STM32F103C8T664 KB / 20 KB满足多 ADC UART I2C方案 2Nordic nRF528401 MB / 256 KB资源多但成本高选择方案 1功耗、成本与开发资源综合最优。2.2 温湿度模块选型方案型号量程方案 1DHT110~50 ℃ / 20~80%RH方案 2DHT22-40~80 ℃ / 0~100%RH选择方案 1价格实惠、满足庭院量程。2.3 土壤湿度模块选型方案型号原理方案 1YL-69电阻式方案 2AM2120电容式选择方案 1成本低、电路简单。2.4 CO₂ 模块选型方案型号原理量程方案 1JW01NDIR0~5000 ppm方案 2MH-Z19NDIR0~5000 ppm选择方案 1性价比突出数字接口便于读取。2.5 无线模块选型方案模块优势方案 1ESP8266 Wi-Fi直接联网方案 2NRF24L01仅短距离选择方案 1可直接对接家庭路由器与阿里云。三、系统接线总表模块引脚单片机端备注DHT11VCC/GND/DATA3.3 V / GND / PA14.7 kΩ 上拉GL5528VCC/GND/AO3.3 V / GND / PA2 (ADC)分压YL-69VCC/GND/AO5 V / GND / PA3 (ADC)土壤探头JW01VCC/GND/TX/RX5 V / GND / PA10 / PA9UARTOLED12864VCC/GND/SCL/SDA3.3 V / GND / PB6 / PB7I2CESP8266VCC/GND/TX/RX/CH_PD/RST3.3 V / GND / PA4 / PA5 / 3.3 V / PA6UART继电器 ×3IN/VCC/GNDPB0、PB1、PB5 / 5 V / GND灌溉泵、风扇、加热LED 补光/-PB8 / GNDPWM 调光四、系统软件设计4.1 主程序流程int main(void) { SystemInit(); DHT11_Init(); Soil_Init(); JW01_Init(); OLED_Init(); ESP8266_Init(); ESP8266_JoinAP(home,pwd); while (1) { float t, h; DHT11_Read(t, h); u16 soil Soil_Read(); u16 co2 JW01_Read(); u16 lux LUX_Read(); if (soil SOIL_LO) Irrigation_On(); else Irrigation_Off(); if (t TEMP_HI || co2 CO2_HI) Fan_On(); else Fan_Off(); if (t TEMP_LO) Heater_On(); else Heater_Off(); if (lux LIGHT_LO) LED_On(); else LED_Off(); OLED_ShowAll(t, h, soil, co2, lux); ESP8266_Publish(t, h, soil, co2, lux); delay_ms(1000); } }4.2 DHT11 采集标准单总线协议主机拉低 18 ms → 释放 → 等待响应 → 串行读取 40 位。4.3 土壤与光照采集u16 Soil_Read(void) { u32 sum 0; for (u8 i 0; i 10; i) sum Get_Adc(SOIL_CH); return 4095 - (sum / 10); // 反向对应湿度越大 ADC 越大 }4.4 ESP8266 通信AT 指令连接 Wi-Fi → 建立 TCP 链路 → 每秒以 JSON 字符串上报四项参数。五、系统实现与测试5.1 硬件焊接与测试将传感器的探针插入盆土灌溉泵放置于储水容器中LED 灯组放置于花圃上方。5.2 软件调试Keil 5 ST-Link结合 OLED 显示与串口日志核对 ADC 值、土壤含水率与 CO₂ 浓度。5.3 功能测试结果测试项目操作结果土壤干燥灌溉取出土壤探针敞口灌溉泵启动温度过高通风加热土壤上方风扇启动光照补光室内关闭窗帘LED 自动开启APP 阈值下发调整温度上限设备立即响应六、总结本文给出了一种适用于家庭与社区庭院绿化的 STM32 智能控制方案整合 DHT11、YL-69、JW01 与 ESP8266 等模块覆盖温湿度、土壤湿度、CO₂ 与光照的多源监测以及灌溉、补光与通风等多路控制。该方案在硬件选型上兼顾性价比与开发资源可作为智慧园艺和高校嵌入式课程的综合实践参考。七、资料内容完整工程资料原理图、PCB、代码、元件清单八、资料获取方式