基于lora的奶牛自动喂养系统（有完整资料）

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编号：

T3522405E

设计简介：

本设计是基于STM32的奶牛自动喂养系统，主要实现以下功能：

1.从机采集传感器数据向主机传输
2.主机可显示数据、调整阈值、将数据上传到自己生成的Web端
3.可通温湿度传感器检测温湿度
4.可通过心率血氧传感器检测当前的心率血氧
5.可通过MPU6050检测步数
6.可通过压力传感器检测饲料重量
7.可通过PH传感器检测水质
8.可通过氨气传感器检测当前氨气值
9.可通过按键设置喂食时间，定时喂食
10.可通过DS1302提供系统时间

电源： 5V
传感器：温湿度传感器（DHT11）、心率血氧传感器（MX30102）、六轴传感器（MPU6050）、压力传感器（HX711）、PH传感器（ph0-14 pH）、氨气传感器（KQ2801）、时钟模块（DS1302）
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6、ESP32C3
执行器：继电器、N-Mos
人机交互：独立按键

标签：STM32、OLED12864、ESP32C3、DHT11、MX30102、MPU6050、HX711、ph0-14 pH、KQ2801、DS1302、继电器、N-Mos、独立按键

题目扩展：智能养殖系统、智能手环

基于 STM32 的奶牛自动喂养系统设计

一、主控部分

核心：STM32 单片机

功能：获取主机与从机输入数据、内部处理数据、控制主机与从机输出部分

二、输入部分

（一）主机输入部分

1. 时钟模块：获取网络时间
2. 独立按键：用于切换界面、修改时间、进入参数阈值设置界面
3. 供电电路：为主机部分供电

（二）从机输入部分

1. 光敏电阻模块：检测养殖环境光照强度
2. 步数检测模块：检测奶牛活动步数
3. 温湿度传感器模块：检测养殖环境温湿度
4. 心率血氧模块：获取奶牛的心率与血氧值
5. PH 检测模块：检测养殖相关液体（如饮水、饲料汁液）的 PH 值
6. 氮气检测模块：检测养殖环境中氮气的浓度
7. 压力检测模块：检测饲料的重量
8. LORA 模块：与主机进行数据传输
9. 供电电路：为从机部分供电

三、输出部分

（一）主机输出部分

1. OLED 显示模块：显示从机传输的温度、湿度、心率血氧值、步数，以及参数阈值、时间设置界面
2. LORA 模块：实现与从机的数据交互传输
3. 蜂鸣器报警模块：当从机检测的各项数据（如温湿度、心率血氧、氮气浓度等）超过设定阈值时，触发报警

（二）从机输出部分

1. OLED 显示模块：显示奶牛心率血氧值、养殖环境温湿度、奶牛步数、饲料重量、光照强度、氮气浓度、液体 PH 值
2. MOS 管控制模块：（根据系统需求扩展控制功能，如控制辅助设备运行）
3. 继电器控制模块：控制喂食装置的启停，实现自动喂食

第 5 章 实物调试

5.1 整体实物构成

该设计主要硬件包含主控芯片（可能是 ESP32 等）、通信模块（如 LORA 通信模块）、显示模块（类似 OLED 显示屏）、按键模块、时钟模块以及电源模块等 。焊接流程方面，先对焊接工具如烙铁、焊锡丝等进行准备，清理电路板焊接点和元器件引脚，确保无杂质和氧化层；接着对照电路原理图和 PCB 版图，从低矮、不易遮挡的元器件开始焊接，比如电阻、电容等小型元件，再焊接芯片、模块等较大元件，焊接芯片时要注意引脚顺序和间距，可采用点焊的方式固定引脚后再进行整体焊接；焊接完成后，检查焊点是否牢固、有无虚焊、连焊现象 。

注意事项上，焊接过程中要控制烙铁温度，避免温度过高损坏元器件；静电敏感元件需采取防静电措施，比如佩戴防静电手环；焊接时保持工作环境清洁，避免杂物掉入电路板影响性能；焊接完成后进行通电测试前，要仔细检查电路连接是否正确，防止短路造成元件损坏。整体实物如图 5-1 所示：

图 5-1 整体实物图

5.2 主从机通信功能测试

主从机通过 LORA 通信模块等硬件实现数据交互。从机负责采集各类传感器数据，像温湿度、心率血氧、步数等信息，随后将这些数据通过 LORA 通信模块发送出去 。主机则利用相应的 LORA 通信模块接收从机传来的数据，并在显示屏上进行直观呈现，如显示当前的温度、湿度、心率、血氧数值以及步数等 。此外，主机还可能具备数据处理和进一步上传的功能，比如可以将接收的数据上传至 Web 端，方便远程查看与管理，从而实现对奶牛养殖环境及奶牛健康状况的全面监测与控制。主从机通信功能测试图如下图 5-2 所示。

图 5-2 主从机通信功能测试图

5.3 阈值设置功能测试

该设计的阈值设置功能通过按键操作实现，当获取键值为 1 时可切换界面；键值为 2 时，在界面 1 可设置小时加 1，界面 2 设置分钟加 1，界面 3 设置秒加 1，界面 4 设置心率值加 1，界面 5 设置血氧值加 1，界面 6 设置氮气阈值加 1，界面 7 设置 PH 值阈值加 1，界面 8 设置喂食 1 小时加 1，界面 9 设置喂食 1 分钟加 1，界面 10 设置喂食 2 小时加 1，界面 11 设置喂食 2 分钟加 1；键值为 3 时，在界面 0 可切换界面，界面 1-3 分别对应小时、分钟、秒减 1，界面 4-7 分别对应心率、血氧、氮气、PH 值阈值减 1，界面 8-9 对应喂食 1 小时、分钟减 1，界面 10-11 对应喂食 2 小时、分钟减 1，从而实现对各类参数及喂食时间的灵活调整。阈值设置功能如下图 5-3 所示：

图 5-3 阈值设置测试图