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博主介绍：✌️码农一枚 ，专注于大学生项目实战开发、讲解和毕业🚢文撰写修改等。全栈领域优质创作者，博客之星、掘金/华为云/阿里云/InfoQ等平台优质作者、专注于单片机，Java、小程序技术领域和毕业项目实战
✌️技术范围：单片机，STM32，52/51单片机、小程序、SpringBoot、SSM、JSP、Vue、PHP、Java、python、爬虫、数据可视化、大数据、物联网、机器学习等设计与开发。
主要内容：免费开题报告、任务书、中期检查PPT、代码编写、🚢文编写和辅导、🚢文降重、长期答辩答疑辅导、一对一专业代码讲解辅导答辩、模拟答辩演练、和理解代码逻辑思路。
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20 个相关毕业设计备选题目

1. 基于 STM32 的环境温湿度水位智能监测控制系统设计与实现
2. 基于 STM32 的带语音播报的加湿供水智能监控装置设计
3. 基于 STM32 的物联网环境加湿供水安防报警系统设计与实现
4. 基于 STM32 的 WiFi 远程环境参数监测与设备控制系统设计
5. 基于 STM32 的防干烧水位温湿度综合智能管控系统设计
6. 基于 STM32 的 CN‑TTS 语音声光报警环境调控装置设计与实现
7. 基于 STM32 的 App 远程环境加湿供水监控平台设计
8. 基于 STM32 传感器的室内环境智能监测与自动调控系统设计
9. 基于 STM32 的阈值可配置环境加湿供水物联网控制系统设计
10. 基于 STM32 的 OLED 显示语音播报环境监测控制系统设计
11. 基于 STM32 的 ESP‑01S WiFi 环境远程监控终端设计与实现
12. 基于 STM32 的手动自动双模式环境供水加湿智能系统设计
13. 基于 STM32 的缺水声光报警语音提示环境调控系统设计
14. 基于 STM32 的多传感器环境采集与 App 远程管控系统设计
15. 基于 STM32 的继电器驱动加湿水泵智能防护控制系统设计
16. 基于 STM32 的阈值设置式物联网环境监测装置设计与实现
17. 基于 STM32 的面向室内环境的语音播报智能监控系统设计
18. 基于 STM32 的 WiFi 通信环境参数采集与设备远程控制系统设计
19. 基于 STM32 的缺水防护声光语音报警环境调控系统设计
20. 基于 STM32 的按键可配置环境加湿供水物联网终端设计与实现

项目研究背景

随着物联网技术不断普及，环境智能调控设备在种植培育、实验室环境、小型养殖等场景得到广泛应用，传统环境管控方案大多采用独立设备完成加湿、供水操作，设备之间相互独立，缺乏统一的数据采集与联动控制能力。传统环境监测装置大多只能够完成单一温湿度数据采集，缺少水位状态监测、缺水防干烧安全防护机制，多数装置仅支持本地查看数据，无法实现远程数据查看与设备控制，阈值参数修改操作繁琐，智能化程度较低。部分设备缺少语音提示与声光报警机制，当环境参数出现异常时，工作人员无法及时感知故障信息，存在设备干烧损坏的安全隐患。伴随嵌入式、WiFi 无线通信、移动端 App 技术的快速发展，利用 STM32 单片机结合各类传感器实现环境多参数采集、本地与远程协同控制已经成为可行方案。本课题设计一套集温湿度、水位采集，加湿水泵联动控制，声光语音报警，WiFi 远程 App 管控于一体的智能控制系统，弥补传统方案功能单一、缺少安全防护、无法远程管控的短板，提升环境管控的自动化水平，满足小型场景下环境监测与设备安全管控的实际业务需求。

摘要

本文设计一套基于 STM32 单片机的环境温湿度水位智能监测控制系统，系统借助 DHT11、水位传感器完成环境温湿度与水位数据采集，通过 OLED 屏幕完成本地数据显示，支持自动、手动、阈值设置三种工作模式。系统可根据设定阈值自动控制加湿器、水泵工作，实现环境加湿与补水操作，具备缺水防干烧保护、声光报警、CN‑TTS 语音播报提示功能。利用 ESP‑01S WiFi 模块建立网络通信，实现移动端 App 远程查看监测数据、修改阈值以及远程控制设备开关。测试结果表明，系统能够稳定完成多参数采集、本地联动控制与远程管控功能，装置运行可靠，可适用于小型环境的智能监测调控场景，具备一定实际应用价值。

总体方案

• STM32F103C8T6 单片机开发板：作为整个系统的核心处理单元，完成传感器数据读取、按键逻辑解析、继电器设备驱动、语音模块调度、WiFi 模块指令交互。选型理由为该型号单片机外设资源丰富，开发资料充足，成本适中，适合本科嵌入式项目开发；使用场景承担全部业务逻辑运算，是硬件整体架构的控制中枢。
• DHT11 温湿度传感器：负责采集环境实时温度、湿度数据，将采集数据传输至单片机。选型理由为硬件接线简单，成本低廉，能够满足本项目温湿度采集精度需求；使用场景用于环境空气温湿度实时检测。
• 水位检测传感器：采集容器内部水位高低信号，向单片机反馈水位状态。选型理由模块成熟，可快速识别缺水状态，适配防干烧业务逻辑；使用场景实现水位监测，为缺水报警、水泵补水提供数据依据。
• OLED 显示屏模块：本地可视化展示温度、湿度、水位实时数据，缺水状态标识。选型理由功耗低，显示清晰，驱动代码开源；使用场景实现本地人机数据查看。
• CN‑TTS 语音播报模块：接收单片机指令完成中文语音播报，播报设备状态、水位过低提示。选型理由支持中文文本转语音，开发简单，无需复杂音频文件；使用场景完成运行状态语音提醒。
• 声光报警模块：水位低于阈值时触发声光告警。选型理由响应迅速，硬件驱动简单；使用场景实现异常情况本地声光警示。
• 继电器模块组：分别驱动加湿器、水泵外设，实现设备通断控制。选型理由可以实现小信号控制大功率外设；使用场景完成加湿器开启关闭、水泵加水的硬件驱动。
• ESP‑01S WiFi 模块：完成单片机与移动端 App 之间无线网络数据交互，上传采集数据，接收远程下发的阈值、控制指令。选型理由体积小巧，成本低，串口通信对接单片机简单；使用场景搭建物联网通信链路，实现 App 远程交互。
• 按键模块：提供 4 个物理按键，用于模式切换、设备选择、阈值增减操作。选型理由硬件简单，实现本地人工操作；使用场景完成本地模式切换与参数配置。
• PC 计算机：硬件开发调试环境，用于程序编译烧录、调试、App 调试；运行条件：Windows 操作系统，具备串口通信能力，作为开发调试上位机。

整体硬件架构以 STM32 单片机为核心，各类传感器采集环境数据送入单片机，单片机结合按键输入与预设阈值完成逻辑判断，驱动继电器、语音、声光报警模块执行对应动作；同时单片机通过 ESP‑01S WiFi 模块完成和 App 的数据双向通信，OLED 完成本地信息输出。

核心功能

基础功能

1. 环境参数数据采集功能：实现 DHT11 温湿度传感器采集环境温湿度，水位传感器采集水位信息；实现效果为实时获取环境数据，用户可以通过屏幕查看环境状态；使用场景为系统持续采集环境状态，为自动控制逻辑提供数据源；核心作用是完成环境物理量到单片机可读信号转换；实现目标稳定不间断采集温湿度、水位数据。
2. OLED 本地数据显示功能：在 OLED 屏幕输出温度、湿度、水位实时数据，缺水时屏幕右下角标识缺水状态；实现效果本地直观查看全部监测信息；使用场景工作人员现场查看设备运行状态；核心作用实现本地可视化人机交互；实现目标实时刷新采集的数据，异常状态页面标识提示。
3. 物理按键本地操作功能：4 个物理按键完成系统本地操作；按键一切换自动模式、手动模式、阈值设置模式；手动模式下按键二切换选中受控设备，按键三控制选中设备开关；阈值模式下按键二切换待修改阈值，按键三加阈值，按键四减阈值；实现效果无需上位机即可完成模式切换、设备操控、阈值修改；使用场景现场调试、本地手动干预设备；核心作用提供本地人机操作入口；实现目标三种模式下按键响应准确，参数修改可以保存生效。

核心功能

1. 自动模式联动控制与防干烧保护功能：自动模式下，湿度低于设定阈值，继电器开启加湿器执行加湿；水位低于设定阈值，触发声光报警，启动继电器控制水泵加水，屏幕标记缺水，执行防干烧保护；实现效果系统根据环境参数自动调控外设，缺水进行安全防护；使用场景无人值守环境自动管控；核心作用实现环境自动调节，规避缺水干烧硬件风险；实现目标参数越限时准确触发设备动作，缺水防护逻辑可靠。
2. CN‑TTS 语音播报提示功能：设备状态变化时，语音播报 “加湿器打开”“加湿器关闭”“水位过低” 等提示语音；实现效果以语音形式告知工作人员设备运行与异常状态；使用场景现场工作人员获取设备状态；核心作用听觉维度告警提示；实现目标对应事件触发后准确播报对应中文语音。
3. ESP‑01S WiFi 与 App 远程管控功能：通过 WiFi 模块建立网络连接，移动端 App 可以远程查看实时采集的温湿度水位数据，远程修改各项阈值参数，远程控制加湿器、水泵、声光报警开关；实现效果脱离现场物理按键完成系统监控与控制；使用场景用户异地远程监测管控整套装置；核心作用实现物联网远程访问；实现目标数据双向传输稳定，远程下发指令可以正确执行。

辅助功能

1. 手动模式设备控制功能：手动模式下，用户通过按键选中加湿器或者水泵设备，手动开启关闭设备，不执行自动阈值逻辑；实现效果人为接管设备运行；使用场景调试设备或者需要人为干预环境；核心作用提供手动干预通道；实现目标选中设备准确，开关动作响应及时。
2. 阈值参数设置功能：阈值设置模式，可分别修改湿度控制阈值、水位告警阈值；实现效果用户自定义系统自动控制的判定条件；使用场景根据实际业务需求调整控制条件；核心作用适配不同使用场景的参数需求；实现目标修改后的阈值在自动模式立即生效。

技术路线

1. C 语言：用途：STM32 单片机主程序开发，编写传感器读取、按键处理、设备驱动、逻辑判断、串口通信全部业务代码；选型理由为嵌入式单片机主流开发语言，执行效率高，本科嵌入式教学常用语言。
2. Keil MDK5 开发工具：用途：STM32 项目工程创建、代码编写、编译、程序烧录调试；选型理由是 STM32 开发主流 IDE，调试功能完善，高校嵌入式课程普遍使用。
3. STM32 标准库：用途：单片机外设 GPIO、串口定时器底层驱动开发，简化寄存器操作；选型理由学习资料丰富，适合本科学生快速完成外设开发。
4. ESP‑01S AT 指令集：用途：完成 WiFi 模块串口配置，实现 TCP 网络通信，单片机与 App 双向数据收发；选型理由模块原生支持 AT 指令，无需复杂固件二次开发，降低开发难度。
5. OLED、DHT11、TTS 模块驱动库：用途：封装硬件读写逻辑，实现屏幕显示、温湿度读取、语音播报调用；选型理由开源成熟驱动，减少底层开发工作量，聚焦业务逻辑。
6. Android App 开发（Android Studio）：用途：编写移动端上位机，完成数据展示、阈值配置、远程设备控制界面；选型理由安卓平台普及率高，本科移动开发常用工具。
7. 串口调试助手：用途：硬件开发调试，监控单片机串口输出信息，调试 WiFi 通信报文；选型理由简单易用，嵌入式开发常用调试工具。
8. Altium Designer：用途：硬件原理图查阅，辅助理解硬件接线逻辑；选型理由电子设计主流软件，本科电类专业教学工具。
9. 硬件调试工具（万用表）：用途：硬件接线排查，电平信号检测，定位硬件故障；选型理由嵌入式硬件开发基础调试工具。
10. Windows10/11 操作系统：用途：整个项目开发环境，运行 Keil、Android Studio、串口调试助手等软件；选型理由通用 PC 开发环境，兼容全部开发工具。

项目演示

关于我们

博主本身从事开发软件开发和硬件开发、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。

项目案例

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