基于STM32的智能水肥一体化控制系统的开发设计.pdf

简介：
本论文介绍了基于STM32微控制器的智能水肥一体化控制系统的设计与实现。系统采用传感器实时监测土壤水分和养分情况，并通过无线通信模块远程操控灌溉施肥设备，提高农业生产效率与资源利用效率。 该文档详细介绍了基于STM32微控制器的智能水肥一体化控制系统的总体设计与实现。 1. 系统设计目标： 系统旨在通过精确管理达到灌溉中水资源与肥液的最大利用率，实现灌溉施肥的一体化自动控制。这种控制系统的目标是节约资源、提高农作物产量和品质。 2. 核心技术： - 灌溉算法：确保作物获取适量的水分。 - 施肥算法：保证作物获得适宜营养成分。 - 增量式PID控制算法：用于精确快速地调节肥料溶液中的电导率（EC）值，以达到最佳施肥效果。 3. 系统组成与功能： 系统主要分为三部分： - 核心控制器设计包括MCU最小核心系统、AI和DO接口、SD卡存储及人机交互界面。其中，STM32系列微控制器作为控制中心；通过AI接口检测肥液EC值、pH值以及管道压力；DO接口用于电磁阀与灌溉泵的控制；SD卡部分负责长期储存灌区历史数据；使用迪文工业串口屏进行信息显示和操作输入。 - 灌溉施肥管路设计确保水分及养分能均匀且准确地输送到作物根部。 4. 功能实现： 系统实现了定时与周时钟策略的灌溉控制算法，并通过增量式PID算法精确快速调节肥液EC值，以适应不同生长阶段的需求。 5. 系统优化与应用： 相比传统耕作方式，水肥一体化技术能够减少资源浪费、节约肥料成本、降低人工投入并避免施肥过量问题。该系统能为作物提供持续的水分和养分供给，并根据其具体需求灵活调节营养供应，从而改善产量及品质。 6. 硬件设计： - STM32微控制器：具有高速处理能力和大容量存储资源。 - 串口屏与RS485接口：通过USART1和USART2实现工业串口屏连接及其他远程通信功能的设计。