news 2026/6/10 0:32:06

【dz-1119】基于单片机的二氧化碳生物培养箱控制系统设计

作者头像

张小明

前端开发工程师

1.2k 24
文章封面图
【dz-1119】基于单片机的二氧化碳生物培养箱控制系统设计

摘 要

随着生物科技的不断发展,二氧化碳生物培养箱在科研、医疗及工业生产等领域的应用日益广泛。为确保培养箱内的环境条件满足生物培养需求,设计一套基于单片机的智能控制系统显得尤为重要。

本设计采用STM32F103C8T6单片机为核心,通过SGP30传感器监测培养箱内的CO2浓度,并根据预设的最大值和最小值,自动控制通风风扇和增碳继电器的开关,以维持适宜的CO2浓度。DHT11传感器则用于监测温湿度,通过控制制冷片、加热片、通风风扇和加湿器的开关,实现温湿度的自动调节。通过OLED显示屏实时显示当前的环境参数,便于用户直观了解培养箱内的状况。在远程控制方面,系统通过WIFI模块将所有监测数据发送至手机端,用户可以通过手机APP远程查看数据、设置阈值并控制各继电器的打开个关闭。同时,本设计还添加了摄像头模块,实现了对培养箱的远程监控和数据留存功能,进一步提升了系统的智能化水平。

经过实际测试,该系统能够稳定、准确地监测并控制培养箱内的温湿度、CO2浓度等关键环境参数,有效满足了生物培养的需求。该系统不仅提高了生物培养的效率和成功率,还通过远程监控和数据留存功能,为用户提供了更加便捷和智能化的操作体验。

关键词:二氧化碳生物培养箱;单片机;STM32F103C8T6;智能控制;环境监测

ABSTRACT

With the continuous development of biotechnology, the application of carbon dioxide incubators in scientific research, medical and industrial production fields is becoming increasingly widespread. It is particularly important to design an intelligent control system based on a microcontroller to ensure that the environmental conditions inside the incubator meet the needs of biological cultivation.

This design uses STM32F103C8T6 microcontroller as the core, monitors the CO2 concentration inside the incubator through SGP30 sensor, and automatically controls the switch of ventilation fan and carbonization relay according to the preset maximum and minimum values to maintain the appropriate CO2 concentration. The DHT11 sensor is used to monitor temperature and humidity, and automatically adjusts the temperature and humidity by controlling the switches of the cooling plate, heating plate, ventilation fan, and humidifier. Real time display of current environmental parameters through OLED display screen, facilitating users to intuitively understand the condition inside the incubator. In terms of remote control, the system sends all monitoring data to the mobile phone through the WIFI module. Users can remotely view the data, set thresholds, and control the opening and closing of each relay through the mobile app. At the same time, this design also adds a camera module to achieve remote monitoring and data retention of the incubator, further enhancing the intelligence level of the system.

After practical testing, the system can stably and accurately monitor and control key environmental parameters such as temperature, humidity, CO2 concentration inside the incubator, effectively meeting the needs of biological cultivation. This system not only improves the efficiency and success rate of biological cultivation, but also provides users with a more convenient and intelligent operating experience through remote monitoring and data retention functions.

KEYWORDS:CO2 biological incubator; singlechip; STM32F103C8T6; Intelligent control; environmental monitoring

1 绪论

1.1 系统研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

1.2.2 国外研究现状

1.3系统框架结构

2 系统总体设计

2.1系统功能分析

2.2主要模块方案选择

2.2.1 主控模块方案选择

2.2.2 温湿度传感器选择

2.2.3 CO2传感器选择

2.2.4 无线通信模块方案选择

2.3PID算法

2.2 系统总体框架设计

3 系统硬件设计

3.1 主要模块电路设计

3.1.1 STM32F103C8T6单片机简介

3.1.2 单片机最小系统

3.2温湿度监测模块电路设计

3.3CO2监测模块电路设计

3.4按键监测模块电路设计

3.5显示模块电路设计

3.6继电器控制模块电路设计

3.7WiFi模块电路设计

4 系统软件设计

4.1主程序流程设计

4.2温湿度监测子流程设计

4.2CO2模块子流程设计

4.4按键子流程设计

4.5显示模块子流程设计

4.6WiFi模块子流程设计

4.7 App模块设计

4.7.1 阿里云平台产品创建

4.7.2 接入云平台程序设计

5 实物制作及功能测试

5.1实物制作

5.2实物功能测试

5.2.1温湿度测控测控实物测试

5.2.2CO2测控实物测试

5.2.3WiFi模块实物测试

6 总结

参考文献

致 谢

附录

附录Ⅰ:整体电路图

附录部分代码

版权声明: 本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系邮箱:809451989@qq.com进行投诉反馈,一经查实,立即删除!
网站建设 2026/6/9 15:39:54

企业微信机器人高效群发技巧

1. 核心逻辑与权限说明 外部群机器人: 最简单的方式。只需在群设置中添加机器人,获取 webhook_url。API 限制: 企业微信对外部群的消息发送有严格频率限制,且不支持通过 API 随意向非本企业关联的外部用户群群发,以防骚…

作者头像 李华
网站建设 2026/6/6 17:39:47

扫地机性价比高的品牌有哪些?

扫地机市场现状分析近年来,扫地机市场迅速发展,越来越多的消费者开始关注这一智能清洁设备。根据市场调研数据,消费者对扫地机的需求逐年增加,尤其是在家居生活中,对清洁效率和便利性的追求让扫地机成为热门产品。当前…

作者头像 李华
网站建设 2026/6/6 4:13:39

Z-Image-Turbo按需购买GPU实例的经济性分析

Z-Image-Turbo按需购买GPU实例的经济性分析 引言:AI图像生成的成本挑战与Z-Image-Turbo的定位 随着AIGC(人工智能生成内容)技术的普及,AI图像生成已从实验室走向商业应用。然而,高性能推理对计算资源的依赖带来了显著…

作者头像 李华
网站建设 2026/6/6 20:52:48

M2FP模型优化:使用TensorRT加速

M2FP模型优化:使用TensorRT加速 📖 项目背景与技术挑战 在当前计算机视觉应用中,多人人体解析(Multi-person Human Parsing)已成为智能安防、虚拟试衣、人机交互等场景的核心能力。M2FP(Mask2Former-Parsin…

作者头像 李华
网站建设 2026/6/8 17:47:45

从单人到多人:M2FP模型在群体分析中的优势

从单人到多人:M2FP模型在群体分析中的优势 🧩 M2FP 多人人体解析服务 (WebUI API) 📖 项目简介 在计算机视觉领域,人体解析(Human Parsing) 是一项关键的细粒度语义分割任务,旨在将人体图像划分…

作者头像 李华
网站建设 2026/6/9 18:45:22

Z-Image-Turbo输出文件命名规则解析与管理建议

Z-Image-Turbo输出文件命名规则解析与管理建议 引言:从自动化生成到高效文件管理的挑战 在使用阿里通义Z-Image-Turbo WebUI图像快速生成模型进行AI创作的过程中,用户往往关注提示词设计、参数调优和生成质量,却容易忽视一个关键环节——输出…

作者头像 李华