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20 个相关毕业设计备选题目

1. 基于 STM32 的环境温湿度与水位智能监测控制系统设计
2. 基于 STM32 的加湿补水智能管控与防干烧报警系统设计
3. 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
4. 基于 STM32 的智能加湿补水监测与声光报警系统设计与实现
5. 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
6. 基于 STM32 的温湿度水位监测及加湿水泵联动控制系统设计
7. 基于 STM32 单片机的阈值可调式环境智能调控装置设计
8. 基于 STM32 的手动 / 自动双模式环境加湿补水控制系统设计
9. 基于 STM32 的缺水防护与声光报警智能监控系统设计
10. 基于 STM32 的 OLED 实时环境数据显示智能控制终端设计
11. 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
12. 基于 STM32 的养殖环境温湿度水位智能调控系统设计
13. 基于 STM32 实验室环境加湿补水智能监测系统设计与实现
14. 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
15. 基于 STM32 的温室微型环境参数监测与加湿补水装置设计
16. 基于 STM32 单片机的双模式智能加湿防干烧控制系统设计
17. 基于 STM32 的环境感知、阈值配置与继电器联动控制系统设计
18. 基于 STM32 的小型水环境水位监测与自动补水报警系统设计
19. 基于 STM32 的 DHT11 与水位传感器数据采集智能控制系统设计
20. 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

1. 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。

2. 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。

3. 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。

4. 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。

5. 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。

6. 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。

7. 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。

8. 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

1. 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。

2. 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。

3. 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。

4. 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。

5. 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。

6. 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。

7. 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。

8. 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。

9. 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

1. 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。

2. 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。

3. 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。

4. 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。

5. 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。

6. 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。

7. 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。

8. 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。

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