毕设实战 | 工程完整落地 | 含软硬件架构、关键电路、核心代码与测试方案

技术范围：
QT 界面、SpringBoot、Vue、Web 网页、APP、小程序；
硬件方向涵盖 树莓派、ESP32、STM32、Arduino 等软硬件结合的设计与开发。
主要内容：
提供系统功能设计与实现、代码编写与优化、论文撰写与降重、开题报告、任务书、中期检查 PPT、项目文档整理 等完整服务；同时支持论文辅导与长期答辩答疑辅导，帮助从零到一完成整个毕业设计与科研项目。

一、项目简介

本系统以 ESP32-WROOM-32 为核心控制器，结合红外测温模块、称重模块以及图像采集模块，实现对牧场动物状态信息的实时获取。系统通过 MQTT 协议与云端服务器进行通信，并利用 Flask 后端实现数据处理和业务逻辑管理。用户可通过 Web 页面或微信小程序查看实时数据、历史记录以及设备运行状态。

系统主要实现以下功能：

• 动物体表温度监测
• 饲料重量实时检测
• 动物图像采集与识别
• 数据云端存储与管理
• 微信小程序远程查看
• 远程控制饮水与投喂设备
• 本地 OLED 实时数据显示

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二、系统总体架构

系统整体采用分层设计架构，主要由感知层、控制层、通信层以及应用层组成。

系统采用边缘采集与云端处理相结合的方式，在保证实时性的同时降低主控设备计算压力。

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三、硬件设计

本系统主要由主控模块、数据采集模块、图像采集模块、显示模块、执行控制模块以及电源模块组成。为了兼顾系统性能、开发难度与成本控制，最终采用如下硬件方案。

模块名称	型号	主要功能
主控模块	ESP32-WROOM-32	数据采集、设备控制、WiFi通信
测温模块	GY-906（MLX90614）	动物体表温度检测
称重模块	HX711 + 压力传感器	饲料及饮水重量监测
图像采集模块	ESP32-CAM	动物图像采集与上传
显示模块	OLED12864	本地数据显示
控制模块	SRD-12VDC-SL-C继电器	控制投喂及供水设备
电源模块	LM2596 + AMS1117	系统供电管理

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三、软件设计

ESP32嵌入式端

嵌入式端采用 Arduino 框架进行开发，主要负责传感器数据采集、设备控制以及云端通信等功能。

系统主要实现以下功能：

• 动物体表温度采集
• 饲料重量检测
• OLED数据显示
• WiFi自动连接
• MQTT数据上传
• 远程控制指令接收
• 继电器设备控制

系统启动后首先完成各硬件模块初始化，随后连接指定 WiFi 网络和 MQTT 服务器。运行过程中定时采集温度和重量数据，并实时显示在 OLED 屏幕上，同时上传至云端平台。当接收到服务器下发的控制指令后，ESP32 可控制继电器实现投喂设备和饮水设备的启停操作。

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Flask后端设计

为了实现设备管理和数据处理功能，系统采用 Flask 搭建轻量级后端服务。

后端主要功能包括：

• 接收设备上传数据
• MQTT消息订阅与处理
• 动物识别任务调度
• 数据库存储
• 历史记录管理
• 前端接口提供

ESP32通过 MQTT 协议上传监测数据，服务器接收到数据后完成解析和存储。对于图像数据，服务器调用 PaddleHub 提供的动物识别模型进行推理分析，并将识别结果保存至数据库供前端查询。

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动物识别功能

系统采用 PaddleHub 提供的 ResNet50 动物分类模型实现图像识别功能。

主要流程如下：

• ESP32-CAM采集图像
• 上传服务器
• PaddleHub执行识别
• 返回识别结果
• 前端展示识别信息

该方案无需自行训练模型，能够快速实现动物种类识别功能，同时具备较好的识别准确率。

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前端平台设计

前端采用 Uni-App 开发，可同时兼容 Web 页面和微信小程序。

系统主要包含以下页面：

实时监测页面

用于显示：

• 当前体表温度
• 当前饲料重量
• 设备在线状态
• 网络连接状态
• 

设备控制页面

支持：

• 投喂设备控制
• 饮水设备控制
• 远程开关操作
• 

历史记录页面

用于查看：

• 温度变化记录
• 重量变化记录
• 图像识别记录
• 设备运行日志
• 

通过前端平台，用户可以随时掌握牧场设备运行情况以及动物状态，实现远程监测与管理。

七、系统测试

经过实际测试，系统能够稳定实现以下功能：

测试项目	测试结果
温度采集	正常
重量检测	正常
OLED显示	正常
MQTT通信	正常
图像上传	正常
动物识别	正常
远程控制	正常

测试结果表明，系统整体运行稳定，能够满足中小型牧场动物状态监测与远程管理需求。

实物展示: