【成品设计】基于STM32的环境监控系列

《基于STM32的环境监控系列》

V1功能说明：

作品名称：《基于STM32的室内温湿度检测系统设计及实现》
所需硬件：

1. stm32f103c8t6：作为系统控制芯片。
2. 温湿度传感器：用于采集当前环境中的温湿度。
3. 光照度传感器：用于采集当前环境的光照强度。
4. 0.96寸OLED：显示采集参数。
5. 报警灯+蜂鸣器：作为声光报警器。
6. USB电源线1根：供电线。
7. ESP8266：用于连接物联网云平台。
8. 火焰传感器：用于检测火焰。
9. 烟雾传感器：用于检测烟雾浓度。
   软件功能：
10. 采集温度、湿度、光照强度、烟雾浓度、火焰情景
11. 云平台远程监测采集数据。
12. 当发生烟雾浓度过高或者火焰情景时，进行邮箱提示报警。
13. 发生高温、高湿、高光照强度、烟雾浓度过高或者火焰情景时，蜂鸣器和报警灯提示报警。

资料详情：

V2功能说明：

作品名称：《基于单片机的智能家庭安防系统》
本文介绍了一种基于单片机的智能家庭安防系统。该系统集成了多种传
感器、控制器和执行器，实现了对家庭环境的全面监控和安全防护。通过单
片机作为核心控制器，系统能够实时采集和处理各类传感器数据，包括烟雾、
温度、湿度、人体感应等，并根据预设的算法和阈值进行智能判断和响应。
智能家庭安防系统是基于 ST 公司的 STM32F103 芯片的基础上使用标
准库进行开发设计的。选用温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器和人体
检测传感器作为智能家庭安防系统的感知层来实时获取环境中的数据；采用
使用 0.96 寸 OLED 屏幕做智能家庭安防系统状态的显示。采用 C 语言编程，
最终完成智能家庭安防系统程序的全部设计和各个模块功能的实现。
此版本还有配套的Proteus仿真系列。

V2作品展示：

V2资料说明：

V3功能说明：

此版本是探索者+原子云+摄像头系列。
作品题目：《基于STM32单片机的家居安防系统设计》
所需器件：
基于STM32单片机的硬件平台，集成红外传感器、烟雾传感器等常见的家居安防传感器，
并能够通过STM32处理器进行有效的数据采集、处理与响应。系统硬件设计将确保设备的可靠性、低功耗以及对各种传感器信号的高效处理

软件功能：
开发和实现基于STM32的嵌入式软件平台，包括传感器数据的采集与处理、报警触发逻辑、无线通信模块的控制等功能。
软件开发的目标是确保系统具备实时性、高稳定性和智能化的操作能力。最终结合得到一个稳定运行的基于STM32家居安防系统。

模块搭建与测试：核心控制器：完成STM32F407开发板的采购与基础功能测试（GPIO控制、ADC数据采集、定时器配置等）。传感器模块：温湿度传感器DHT11：已完成数据采集代码编写，测试结果表明其精度满足设计要求（湿度±5%RH，温度±2℃）。烟雾传感器MQ-2：通过ADC模块实现模拟信号采集，初步完成阈值报警逻辑设计。空气质量传感器MQ135：通过ADC模块实现模拟信号采集检测，初步完成阈值报警逻辑设计。图像传感器OV7725：完成图像采集测试。通信模块：ATK-ESP8266 WiFi模块：已实现与STM32的通信，成功将传感器数据上传至服务器。火焰传感器：通过ADC模块实现模拟信号采集检测，初步完成阈值报警逻辑设计。3.5寸TFTLCD电容触摸屏：完成显示测试。

V3作品演示：

V3资料说明：

V4功能说明：

作品名称：《新家用空气循环系统》
所需器件：

1. STM32最小系统板：主控芯片。
2. 工业级温湿度传感器：采集当前环境温度、湿度参数。
3. 二氧化碳传感器：采集当前环境二氧化碳参数。
4. 加热模块：加热片+继电器控制。
5. 制冷模块：制冷片+继电器控制。
6. 加湿模块：雾化器+棉棒+继电器控制。
7. 按键3个：参数切换，阈值增加、阈值减小。
8. 红色LED灯+蜂鸣器：作为声光报警模块。
9. PWM调速风扇：用于自动调节风机的启停、转速和运行模式。

软件功能：
10. 需要根据室内温度、湿度、CO2浓度的反馈，可以自动调节风机的启停、转速和运行模式，以实现室内空气的均匀循环和通风。
11. 需要进行温度调节：控制室内空气循环项目中的加热模块、冷凝模块，以调节室内温度。可以根据设定的温度范围和传感器的反馈，自动控制加热或冷却设备的启停和调节，以保持室内温度的稳定性。
12. 需要进行湿度控制：控制加湿模块或除湿模块，以实现室内湿度的调节。PLC可以根据设定的湿度范围和湿度传感器的反馈，自动控制加湿模块或除湿模块的操作，以保持室内湿度在合适的范围内。
13. 二氧化碳的浓度监测和控制：通过二氧化碳浓度传感器实时监测室内CO2浓度，当CO2浓度超过设定阈值时，可以自动启动风机、开启新风系统或调整通风率，以提供更好的室内空气质量。二氧化碳浓度长时间超标需要通过来控制蜂鸣报警器来进行报警。

V4作品演示：

V4资料说明：

V5功能说明：

基于STM32的远程环境监测报警系统，分4G版本和WIFI版本。

4G版本：

1. 系统的主控为 STM32F103，运行 RT-Thread 操作系统，使用 KEIL 工具和 C 语言进行开
   发与设计。
2. 通过 DHT11 温湿度传感器、MQ-135 空气质量传感器采集当前环境指标数值，可按照先
   设置好的采集周期定时，实时采集温湿度、空气质量，通过 AD 采集、单总线的数据通讯发送将
   采集到的数据送到 MCU 进行数据处理。
3. 采用 0.96 寸 OLED 屏幕（黄蓝双色）来实时显示采集到的温湿度、空气质量等报警信息，
   MCU 与 OLED 屏幕采用 IIC 接口通讯的方式进行数据传输。。
4. 使用 Finsh 组件来设置采集阈值、服务器等相关参数
5. 采用蜂鸣器（有源低电平）和 LED（红色）发光二极管来模拟报警。当设备所采集的温
   湿度、光照度与所设置的阈值有差异将会触发报警。
6. 通过 4G 通信模块按照预先设置好的远程服务器 IP 地址与端口号来连接远程服务器，来
   实现采集数据发送到远程服务器的功能。MCU 通过串口发送相应的 AT 指令的方式与 4G 模块进
   行通讯。
7. 基于 TCP/IP 协议对接中国移动开发的 OneNET 云平台，对环境检测系统上传的数据进行
   数据展示与数据管理。

WIFI版本：

远程环境监测报警系统是基于 ST 公司的 STM32F103 芯片的基础上移植了国产 RT-thread 操
作系统进行开发设计的，该平台属于 RTOS 系统架构，主要用于各个线程的创建、内存管理和线
程之间的通讯，具体细分为以下模块：
1.数据采集子模块
数据采集部分：本设备搭载了温湿度传感器（DHT11）和光照度传感器（BH1750）来作为
环境数据采集的输入源。可按照先设置好的采集周期定时，实时采集温湿度、光照强度，通过
SPI、单总线的数据通讯发送将采集到的数据送到 MCU 进行数据处理。
2.报警子模块
报警部分：采用蜂鸣器（有源低电平）和 LED（红色）发光二极管来模拟报警。当设备所采
集的温湿度、光照度与所设置的阈值有差异将会触发报警，按下按键 1（BEEP）为手动触发报警。
3.显示子模块
显示部分：采用 0.96 寸 OLED 屏幕（黄蓝双色）来实时显示采集到的温湿度、光照度等报
警信息，MCU 与 OLED 屏幕采用 IIC 接口通讯的方式进行数据传输。
4.网络通信子模块
网络通讯部分：采用乐鑫公司 ESP8266-01S 的 WIFI 模块，将 WIFI 模块设置为 STA 模式，
并连接相对应的 AP 热点。按照预先设置好的远程服务器 IP 地址与端口号来连接远程服务器，来
实现采集数据发送到远程服务器的功能。MCU 通过串口发送相应的 AT 指令的方式与 WIFI 模块
进行通讯。
5.数据存储子模块
数据存储部分：通过 MCU 片内的 Flash 来存储，AP 热点参数、远程服务器 IP 地址、端口
号。STM32F103C8T6 是 64K 的 Flash，留前 60 页（一页是 1K）来存放程序，从第 62 页的地址
存放以上数据参数。

V5作品展示：

V5资料说明：

说明：

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