随着生活水平的提高，人们追求更绿色化，健康的工作和学习环境，许多人选择在

室内养殖绿色盆栽。多功能盆栽养殖系统作为一种帮助用户管理植物生长环境，让使用

者随时随地掌握盆栽养殖信息的高科技工具，已经被越来越多的运用在各种景观盆栽

中，进行植物培养。 

本系统是多功能盆栽养殖系统设计，主要功能为检测植物生长环境数据和自动浇

水，以帮助用户更好的培养盆栽。养殖系统通过传感器采集数据，将其显示在 OLED 屏

幕，同时显示利用按键设置生长的最低土壤湿度和最小光强。通过 Wi-Fi 与上位机通信

以向用户反馈各项参数并接收浇水命令。硬件部分主要由单片机，温度测量传感器，

OLED 屏幕，土壤湿度传感器，直插式轻触按键，蜂鸣器，电机驱动，光强测量传感器

等部分组成。使用 Altium Designer 16.0 完成原理图及印制电路板(PCB, Printed Circuit 

Board)的绘制。下位机使用 Keil uVision5 进行编写，上位机使用 Qt 5 进行编写。能够科

学管理盆栽，实时掌握盆栽生长环境信息。适用于各类盆栽景观中对植物的养殖。实现

了盆栽养殖系统的智能化。 

 系统总体方案 

根据项目需求调研的结果确定了本系统主要需要包括以下的功能。当植物缺水时蜂

鸣器能够发声报警，可以测量植物周围的环境温度，将土壤湿度值和温度值显示在OLED

屏供给用户查看。四个按键能根据用户需求不同，改变温度最低值和土壤湿度最小值。

当室内光线强度不够时，能自动打开 LED 灯帮助植物进行光合作用。用户能够远距离

控制水泵工作，对植物进行浇水

系统模块需求描述 

1. 植物生长环境数据采集 

数据采集包括：光感采集，土壤湿度采集以及温度采集。本产品利用光敏电阻因光

强变化而改变自身阻值的特性，收集光感数据。外加的电场使载流子移动，电子聚集到

电源的正极，电源负极全是空穴，降低光敏电阻的阻值。通电的光敏电阻收到光线照射

后，通过光敏电阻的电流会因为随着光强变强而变小的阻值而变大，这就是光强与电电

 流之间的转换关系。光敏电阻的入射光强,电阻减小；入射光弱,电阻增大。光敏电阻电

路简单，适用于小型系统设计，非常适合本盆栽养殖系统。通过 YL-69 传感器测量土壤

湿度，帮助用户决定什么时候向盆栽加水。通过调节电位器控制相应阀值的改变，调试

简单易懂，非常适合简单电路。单片机直接检测数字量输出端 DO，如果是高电平，那

么土壤湿度低于阈值，如果是低电平，则结果相反。该传感器工作稳定，对工作电压要

求为 3.3V-5V，方便安装在盆栽上。测量室内温度使用 DS18B20 传感器，让用户立刻知

道周围的温度多少。该传感器能够满足多功能盆栽养殖系统的要求。DS18B20 传感器体

积小，可选的封装多样，是盆栽养殖系统最好的选择。 

2. Wi-Fi 通信 

利用 Wi-Fi 技术建立 STM32 与手机之间的信息发送与接收。手机接收并显示环境

温度与盆栽土壤湿度。当土壤湿度过低时，用户收到报警信号。手机向单片机发送命令

“1”则打开继电器浇水，发送“0”可关闭继电器。按键模块：设计四个按键，帮助用户设

置土壤温度阈值和光强阈值。当土壤温度过低时，蜂鸣器报警，且手机收到报警信号。

当光强低于用户设置阈值时，灯泡自动打开进行补光，反之当光线强度大于光强阈值时，

灯泡自动关闭。 

3. OLED 显示信息 

选用 OLED 屏幕显示传感器收集到的各种植物生长环境数据，如土壤湿度数据、光

线强度数据、温度数据显示出来。同时显示用户设定的土壤湿度最小值和光线强度最小

值。这两个最小值可以通过按键模块增大或减小。 

4. 土壤湿度过低报警 

报警模块主要由蜂鸣器电路构成。一般根据结构不同，蜂鸣器大多分为压电式蜂鸣

器和电磁式蜂鸣器，但所有的蜂鸣器都有无源和有源的区分，其中，“有源”是指蜂鸣器

本身内含驱动了，直接给它一定的电压就可以响；“无源”是需要靠外部的驱动才可以响

的。本设计采用有源蜂鸣器，当土壤湿度模块采集的数据低于用户设置，蜂鸣器报警，

同时 Wi-Fi 模块工作，单片机向手机发送消息“Low Humi!” 

5. 水泵浇水 

当继电器打开时，公共端连接常闭端，电机与外接 4.5V 电源的电路形成回路，3V

电机发电，将水从入水口吸入，从出水口浇灌盆栽。