基于STM32设计的淡水湖水产养殖系统_319
文章目录
- 一、前言
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- 1.1 项目介绍
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- 【1】项目开发背景
- 【2】设计实现的功能
- 【3】项目硬件模块组成
- 【4】设计意义
- 【5】国内外研究现状
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- **国内研究现状**
- **国外研究现状**
- **技术趋势与案例启示**
- 【6】摘要
- 1.2 设计思路
- 1.3 系统功能总结
- 1.4 开发工具的选择
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- 【1】设备端开发
- 【2】上位机开发
- 1.5 参考文献
- 1.6 系统框架图
- 1.7 系统原理图
- 1.8 实物图
- 1.9 模块的技术详情介绍
- 二、硬件选型
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- 2.1 STM32系统板与LCD显示屏
- 2.2 PCB板
- 2.3 蜂鸣器模块
- 2.4 电源扩展接口(x2)
- 2.5 ESP8266-WIFI(ESP-01S)
- 2.6 母对母杜邦线
- 2.7 继电器(x3)
- 2.8 稳压模块
- 2.9 5V2A电源插头
- 2.10 5V 28BYJ4 步进电机
- 2.11 增氧泵
- 2.12 TDS检测传感器
- 2.13 浑浊度检测传感器
- 2.14 抽水马达（X2）
- 2.15 USB母头（接电机使用的）
- 2.16 PH值检测传感器[可选]
- 2.17 水位模块
- 2.18 水温检测传感器
- 2.19 USB下载线
- 三、Qt开发入门与环境搭建
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- 3.1 Qt是什么？
- 3.2 Qt版本介绍
- 3.3 Qt开发环境安装
- 3.4 开发第一个QT程序
- 3.5 调试输出
- 3.6 QT Creator常用的快捷键
- 3.7 QT帮助文档
- 3.8 UI设计师使用
- 3.9 按钮控件组
- 3.10 布局控件组
- 3.11 基本布局控件
- 3.12 UI设计师的布局功能
- 四、 ESP8266-WIFI模块调试过程
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- 4.1 接电脑USB口调试
- 4.2 ESP8266的STA+TCP客户端配置
- 五、上位机开发
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- 5.1 Qt开发环境安装
- 5.2 新建上位机工程
- 5.3 切换编译器
- 5.4 编译测试功能
- 5.5 设计UI界面与工程配置
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- 【1】打开UI文件
- 【2】开始设计界面
- 5.6 设计代码
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- 【1】TCP客户端代码
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- （1）**`on_pushButton_connect_dev_clicked` 函数**
- （2）**`NewClinet` 函数**
- （3）**`LocalTcpClientConnectedSlot` 函数**
- （4）**`SendCmd` 函数**
- （5）总结
- 【2】数据上传解析处理代码
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- （1）**函数功能概述**
- （2）**数据读取**
- （3）**数据格式检查**
- （4）**数据解析**
- （5）**更新UI界面**
- （6）**同步标志处理**
- （7）**总结**
- 5.5 编译Windows上位机
- 5.6 配置Android环境
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- 【1】选择Android编译器
- 【2】创建Android配置文件
- 【3】配置Android图标与名称
- 【4】编译Android上位机
- 5.7 设备仿真调试
- 六、STM32代码设计
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- 6.1 硬件连线说明
- 6.2 硬件原理图
- 6.3 硬件组装过程
- 6.4 硬件实物图
- 6.5 KEIL工程截图
- 6.6 程序下载
- 6.7 程序正常运行效果
- 6.8 取模软件的使用
- 6.9 WIFI模块与服务器通信
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- （1）**格式化数据字符串**
- （2）**检查WiFi连接状态**
- （3）**上传数据**
- （4）**打印数据**
- （5）**未连接处理**
- **（6）总结**
- 6.10 硬件初始化
- 6.11 WIFI模块-初始化
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- **（1）初始化 LCD 显示**
- **（2）尝试初始化 ESP8266**
- **（3）如果 WiFi 模块初始化成功，配置 AP 模式**
- **（4）总结**
- 6.13 按键的逻辑代码
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- （1）**按键检测**：
- （2）**按键1的逻辑：翻页**：
- （3）**按键2的逻辑：控制抽水出去**：
- （4）**按键3的逻辑：控制抽水进来**：
- （5）总结
- 6.14 项目的主循环核心代码
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- 1. **定时任务**：
- 2. **数据采集**：
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- （1）读取水温：
- （2）读取TDS值：
- （3）读取浑浊度：
- （4）读取PH值：
- （5）读取水位：
- 3. **自动控制**：
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- （1）自动投喂：
- （2）自动充氧：
- 4. **报警检测**：
- 5. **数据显示**：
- 6. **数据上传**：
- 7. 总结：
- 6.15 APP下发命令处理
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- 1. **接收WIFI数据**：
- 2. **解析ESP8266连接状态**：
- 3. **处理APP下发的命令**：
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- （1）投喂食物：
- （2）控制换水电机（进水）：
- （3）控制换水电机（出水）：
- （4）控制充氧电机：
- （5）设置充氧时间间隔：
- （6）设置投喂时间间隔：
- （7）设置温度上限报警阈值：
- （8）设置温度下限报警阈值：
- 4. **清空接收缓冲区**：
- 5. 总结：
- 七、使用STM32代码的流程以及注意事项
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- 7.1 第1步
- 7.2 第2步
- 7.3 第3步
- 开题报告
- （一）选题来源与背景
- （二）研究目的
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- 总结
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- （三）国内外研究现状
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- 一、硬件系统设计
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- 1. 主控与接口分配（STM32F103RCT6）
- 2. 传感器校准算法（示例）
- 二、STM32固件设计（寄存器级开发）
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- 1. 主程序架构
- 2. 数据传输协议实现
- 3. 关键报警逻辑
- 三、Qt上位机设计（C++）
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- 1. 通信模块核心代码
- 2. 界面设计要点
- 四、关键实现细节
- 五、测试方案
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- （五）研究内容
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- **国内研究现状**
- **国外研究现状**
- **技术趋势与挑战**
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- （六）研究思路
- （七）研究方法
- （八）总体结构描述
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- 硬件系统构建
- 底层驱动开发
- 核心控制逻辑设计
- 上位机系统开发
- 系统集成与优化
- 验证与部署
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- （九）各个功能模块描述
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- **硬件结构**
- **软件架构**
- **系统工作流程**
- **硬件集成**
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- （十）可行性分析
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- 1. **PH值检测模块**
- 2. **浑浊度检测模块**
- 3. **TDS值检测模块**
- 4. **水温检测模块**
- 5. **水位检测模块**
- 6. **自动喂食模块**
- 7. **自动充氧模块**
- 8. **换水控制模块**
- 9. **报警模块**
- 10. **显示模块**
- 11. **无线通信模块**
- 12. **电源模块**
- 13. **上位机交互模块**
- 系统工作流程
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- （十一）预期成果
- **任务书**
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- （1）课题背景与目的
- （2）设计的内容
- （3）设计的基本要求
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视频： https://www.bilibili.com/video/BV1tEsxzYEUe
一、前言
1.1 项目介绍
【1】项目开发背景
在我国水产养殖业的发展过程中，淡水湖泊作为重要的养殖资源承载了大量的养殖任务。然而，传统的水产养殖方式多依赖人工经验判断水质和控制管理手段，不仅工作强度大，而且效率较低，容易因监测不及时或控制不到位导致水质恶化，从而引发鱼类疾病、死亡，甚至造成严重的经济损失。随着现代科技的不断进步，特别是嵌入式系统和物联网技术的广泛应用，为传统养殖模式的智能化升级提供了可能。
本项目围绕“淡水湖水产养殖”的实际应用需求展开，以STM32F103RCT6作为核心控制器，构建一个集水质实时监测、自动控制管理、无线通信、报警提示和本地显示等功能于一体的智能水产养殖系统。系统集成了PH值检测、浑浊度检测、TDS（总溶解固体）检测、水温检测、水位监测等传感器模块，能够对养殖水体的环境状态进行全面监控。同时，系统支持自动投喂和自动充氧功能，可按设定的时间间隔执行，提高管理效率和养殖科学性。
此外，为了实现远程运维和可视化管理，系统配套设计了基于Qt的上位机APP软件，用户可通过无线网络（ESP8266模块）实时查看各项水质参数和系统运行状态，并可远程控制换水、充氧等功能，从而提升管理的便利性和响应速度。系统还具备本地LCD显示和蜂鸣器报警功能，在水位过低或水质异常时能及时