一、项目简介
规模化养鸡生产中,鸡舍内部的温度、湿度、氨气浓度、光照条件直接影响家禽生长状态与成活率。传统鸡舍依靠人工巡检,环境参数获取滞后,调节不及时,容易出现潮湿、氨气超标、光照不适等问题,造成养殖损失。
本项目基于STM32F103C8T6 单片机,使用 Proteus 完成仿真设计,实现鸡舍多环境参数实时监测与智能调控。系统采集鸡舍温度、湿度、氨气浓度、光照强度,支持手动 / 自动两种工作模式;环境参数超出阈值时自动启动风扇、排气扇、加湿器完成环境调节,蜂鸣器声光报警;OLED 本地实时展示监测数据,虚拟串口输出数据日志,预留 WiFi 模块接口用于后续远程数据上传,适合单片机课程设计、嵌入式毕业设计学习参考。
二、系统硬件设计
仿真硬件整体分为五大模块:STM32 主控模块、环境传感器采集模块、按键控制模块、执行机构模块、显示与通信模块。
- STM32 主控单元主控芯片为 STM32F103C8T6,作为系统核心,负责读取各类传感器数据、逻辑判断、按键扫描、驱动外设执行动作、数据输出显示。
- 环境采集传感器模块
- DHT11 温湿度传感器:采集鸡舍内部实时温度与相对湿度,单总线通信方式;
- 氨气检测模块:接入 STM32‑ADC 引脚,模拟量采集鸡舍氨气浓度;
- 光敏电阻光照检测电路:通过 ADC 采集电压,换算得到环境光照强度。
- 人机交互按键模块配置三组功能按键:参数加、参数减按键用于修改环境阈值;切换按键完成手动 / 自动模式切换。
- 执行机构与报警模块
- 风扇、排气扇:氨气、湿度过高时启动通风换气;
- 加湿器:湿度过低开启加湿;
- 蜂鸣器 + LED 指示灯:参数超出安全阈值时声光报警提示; 全部外设通过三极管驱动电路,由单片机 IO 口控制通断。
- 显示与通信模块
- OLED 显示屏:实时刷新温度、湿度、氨气、光照四项环境参数;
- 虚拟串口终端:打印系统工作模式与全部环境数据;
- WiFi 模块预留接口:可拓展实现环境数据远程上传。
三、系统功能说明
3.1 数据采集显示
系统上电后循环读取 DHT11 温湿度、ADC 采集氨气、光照数值。OLED 屏幕实时刷新四项环境参数;同时串口终端输出温度、湿度、氨气、光照以及当前工作模式。
3.2 自动模式
自动模式下系统对比采集值和预设阈值:
- 湿度过低:自动开启加湿器;
- 氨气浓度超标、湿度过高:启动风扇、排气扇进行通风;
- 环境参数超出安全区间,蜂鸣器与报警 LED 触发报警; 参数恢复正常后,设备自动关闭对应的执行器件。
3.3 手动模式
通过按键手动控制风扇、加湿器、排气扇等外设的开启与关闭,不受阈值逻辑约束,方便调试与人工干预。
3.4 按键功能
- 加、减按键:调整温度、湿度、氨气等报警阈值;
- 模式切换按键:完成自动模式↔手动模式切换。
四、仿真运行效果
仿真运行之后,OLED 屏幕同步显示温度、湿度、氨气、光照;虚拟终端持续打印环境数据以及当前工作模式。当修改传感器模拟输出,使环境参数超出设定阈值,风扇、加湿器、排气扇会对应动作,蜂鸣器报警 LED 同步触发,切换按键可以自由切换手动 / 自动控制逻辑,整体运行逻辑符合鸡舍环境监控实际需求。
五、核心设计思路
- 使用 DHT11 获取温湿度;氨气、光照传感器信号走 STM32 ADC 模数转换读取模拟量;
- 按键扫描检测按键动作,完成阈值修改、模式切换;
- 逻辑层判断当前为手动还是自动模式:自动模式下根据阈值驱动执行器;手动模式直接由按键控制外设;
- OLED 刷新界面,串口输出日志,异常条件触发声光报警。
六、总结
本 STM32 鸡舍环境监控仿真系统,模拟了现代化养鸡场环境监测调控的基础功能,实现多参数采集、自动调控、本地显示、串口输出,预留 WiFi 拓展远程监控。硬件电路逻辑清晰,代码便于二次修改,适合单片机课程设计、嵌入式毕设参考。
通过网盘分享的文件:仿真文件获取.zip
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