stm32开发板的多功能环境监测系统【字数：10684】
摘 要当今国内社会发展的趋势渐渐加快，人们物质层面的要求也极大地提高了，其中对于居住环境的要求尤其显著。现在，人们买房都讲究适宜的温湿度，良好的采光，因为这会使得人们的身心感到愉悦，因此室内环境的监测便显得尤为重要。目前在市场上也有很多环境监测装置，比如环境监测仪，环境检测设备等等，但是大部分的环境检测设备价格昂贵，而且对于普通老百姓来说基本消费不起。 本系统开发基于STM32F103C8T6单片机，结合温湿度、光强传感器、LCD显示屏、WiFi模块、外接电源实现简易的环境监测系统。其主要包括以下功能1．将STM32F103C8T6单片机与温湿度、光强传感器和LCD显示屏相结合，达到数据实时采集和显示；2．蜂鸣器报警功能。当监测值超限时，实现自动报警功能；3．WiFi模块功能。利用该模块手机客户端能实时获得相应监测信息；4. 手机客户端提示功能。当监测值超限时，手机客户端将收到信息提示。该系统简易实用，成本低，操作方便。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 室内环境智能监测系统研究现状 1
1.3 设计目的及内容 1
2 系统设计方案论证与总体设计 3
2.1 设计方案论证 3
2.1.1 单片机模块的选择及论证 3
2.1.2 温湿度监测模块选择与论证 3
2.1.3 光照模块选择与论证 4
2.2 总体硬件规划 4
3 硬件系统设计 6
3.1 STM32F103C8T6单片机 6
3.2 光照传感器 7
3.3 温湿度检测模块设计 8
3.3.1 温湿度传感器简介 8
3.3.2 串行接口（单线双向） 8
3.3.3 引脚与接口 10
3.4 WIFI模块设计 11
3.4.1 ESP8266WIFI模块 11
3.4.2 ESP8266WIFI模块引脚功能 12
3.5 显示电路设计 13
3.5.1 1602字符型LCD简介 13
3.5.2 LCD1602的基本参数及引脚功能 14
3.5. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
3 LCD1602主要技术参数 16
3.5.4 1602LCD的RAM地址映射及标准字库表 16
3.6外接电源 16
3.7 报警模块设计 17
4 软件系统设计 18
4.1 编程语言选择 18
4.2 程序设计流程 18
4.2.1 温湿度程序设计 18
4.2.2 光照采集程序设计 19
4.2.3 LCD显示模块程序设计 21
4.2.4 WIFI模块传送数据程序设计 21
4.2.5 报警模块 23
4.3 上位机程序设计 23
4.3.1数据处理模块 24
4.3.2 WIFI连接模块 24
4.3.3 时间日期显示模块 26
4.3.4 提示模块 26
5系统对社会的影响 29
6总结与展望 29
参 考 文 献 30
致 谢 31
1 绪论
1.1 研究背景
随着科技的快速发展，物质生活的不断丰富，人们渐渐对居住环境越来越重视。在室内温度介于18.5℃与23.6℃之间，湿度介于45％ RH与 65％RH的环境中，[2]人们会感到身心舒适，人体内的细胞会变的活跃起来。较高的空气湿度，会影响人体生长激素的分泌，从而导致人体调节作用紊乱。相对于其他的环境，在这种环境下，人们的生活质量会高，生存寿命会变长，而且在这种环境下会使人们感到身心愉悦，精神得到很大提高。
1.2 室内环境智能监测系统研究现状
就目前国内形势来说，虽然出现了很多环境监测的设备及系统，例如邦农人的温室大棚智能化控制系统，中际物联的光纤实时在线监测系统，求实飞博的分布式光纤温度监测系统（主机和感温光缆），中科正奇的油烟在线监测系统（三部分：监控设备，传输网络、监控中心）等等，从所列举的这些产品来看，这些监测系统由于采用了多种价格昂贵的硬件，对于普通家庭来说，是一笔不小的负担，所以不具备能广泛投入到实际应用中的条件。大多数环境监测系统是以单片机为基础，[1]随着物联网的不断发展，单片机的更新换代，其所能连接的外设越来越丰富，所能实现的功能也在逐渐增加，国内的研究人员对于环境监测系统的开发与优化也在不断发展。
在国外，由于较为先进的科学技术及人们对于相关系统在研发上的重视，所以科研成果相对成熟。例如创新科仪的AQMS1000系统就是引进国外的先进技术设计出来的一款环境空气质量自动监测系统，尽管在环境监测系统的研究上，我国起步较晚，与国外相比，在技术方面，依旧存在一定的差距。但国内的研究人员一直在从发达国家的研究成果和开发案例中汲取经验，努力研发和优化自主的环境监测系统。[5]由此可见，本设计所研究的内容应用广泛且意义深远。
1.3 设计目的及内容
经过科研人员的不懈努力，一些可以用于监测的产品已经问世，然而它们中大多数在市场上并没有占据太大的份额，且因为高昂的价格，功能种类的单一，因此没能在社会上普及开来。根据实际情况来看，当前市场非常需要一种价位适当，具有实用性，操作简单，且能广泛应用的综合监测温湿度和光照强度的智能监测系统。本设计所要达到的最终目标是完成一款能实时监测环境温湿度，光照强度并实现报警的室内智能监测系统。此次设计采用了蜂鸣器报警模块，LCD显示及上位机显示等，把室内监测与云端监测有机结合起来，实现了监测设备的智能化。
该设计主要完成的内容如下:
温湿度模块：采用 DHT11 传感器，该传感器结合了数字采集技术和信号处理两大功能，极大程度地提高了工作效率，也是产品实现智能化的里程碑。
光照模块：采用GY30光强传感器。
（2）报警模块：采用声音报警模式，利用蜂鸣器发出声音进行报警。
（3）监测模块：在这里监测模块主要包括温度监测模块，湿度监测模块，光照监测模块三个监测模块，把检测出来的温度，湿度，光照强度等信息传送给单片机。
(4)WIFI模块： 把温湿度、光照传感器采集出来的数据，通过WIFI模块传送到安卓手机客户端，并在客户端中实时显示温湿度光照信息及时间日期，且当光照强度和温湿度值超限时，客户端将出现报警提示。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 室内环境智能监测系统研究现状 1
1.3 设计目的及内容 1
2 系统设计方案论证与总体设计 3
2.1 设计方案论证 3
2.1.1 单片机模块的选择及论证 3
2.1.2 温湿度监测模块选择与论证 3
2.1.3 光照模块选择与论证 4
2.2 总体硬件规划 4
3 硬件系统设计 6
3.1 STM32F103C8T6单片机 6
3.2 光照传感器 7
3.3 温湿度检测模块设计 8
3.3.1 温湿度传感器简介 8
3.3.2 串行接口（单线双向） 8
3.3.3 引脚与接口 10
3.4 WIFI模块设计 11
3.4.1 ESP8266WIFI模块 11
3.4.2 ESP8266WIFI模块引脚功能 12
3.5 显示电路设计 13
3.5.1 1602字符型LCD简介 13
3.5.2 LCD1602的基本参数及引脚功能 14
3.5. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
3 LCD1602主要技术参数 16
3.5.4 1602LCD的RAM地址映射及标准字库表 16
3.6外接电源 16
3.7 报警模块设计 17
4 软件系统设计 18
4.1 编程语言选择 18
4.2 程序设计流程 18
4.2.1 温湿度程序设计 18
4.2.2 光照采集程序设计 19
4.2.3 LCD显示模块程序设计 21
4.2.4 WIFI模块传送数据程序设计 21
4.2.5 报警模块 23
4.3 上位机程序设计 23
4.3.1数据处理模块 24
4.3.2 WIFI连接模块 24
4.3.3 时间日期显示模块 26
4.3.4 提示模块 26
5系统对社会的影响 29
6总结与展望 29
参 考 文 献 30
致 谢 31
1 绪论
1.1 研究背景
随着科技的快速发展，物质生活的不断丰富，人们渐渐对居住环境越来越重视。在室内温度介于18.5℃与23.6℃之间，湿度介于45％ RH与 65％RH的环境中，[2]人们会感到身心舒适，人体内的细胞会变的活跃起来。较高的空气湿度，会影响人体生长激素的分泌，从而导致人体调节作用紊乱。相对于其他的环境，在这种环境下，人们的生活质量会高，生存寿命会变长，而且在这种环境下会使人们感到身心愉悦，精神得到很大提高。
1.2 室内环境智能监测系统研究现状
就目前国内形势来说，虽然出现了很多环境监测的设备及系统，例如邦农人的温室大棚智能化控制系统，中际物联的光纤实时在线监测系统，求实飞博的分布式光纤温度监测系统（主机和感温光缆），中科正奇的油烟在线监测系统（三部分：监控设备，传输网络、监控中心）等等，从所列举的这些产品来看，这些监测系统由于采用了多种价格昂贵的硬件，对于普通家庭来说，是一笔不小的负担，所以不具备能广泛投入到实际应用中的条件。大多数环境监测系统是以单片机为基础，[1]随着物联网的不断发展，单片机的更新换代，其所能连接的外设越来越丰富，所能实现的功能也在逐渐增加，国内的研究人员对于环境监测系统的开发与优化也在不断发展。
在国外，由于较为先进的科学技术及人们对于相关系统在研发上的重视，所以科研成果相对成熟。例如创新科仪的AQMS1000系统就是引进国外的先进技术设计出来的一款环境空气质量自动监测系统，尽管在环境监测系统的研究上，我国起步较晚，与国外相比，在技术方面，依旧存在一定的差距。但国内的研究人员一直在从发达国家的研究成果和开发案例中汲取经验，努力研发和优化自主的环境监测系统。[5]由此可见，本设计所研究的内容应用广泛且意义深远。
1.3 设计目的及内容
经过科研人员的不懈努力，一些可以用于监测的产品已经问世，然而它们中大多数在市场上并没有占据太大的份额，且因为高昂的价格，功能种类的单一，因此没能在社会上普及开来。根据实际情况来看，当前市场非常需要一种价位适当，具有实用性，操作简单，且能广泛应用的综合监测温湿度和光照强度的智能监测系统。本设计所要达到的最终目标是完成一款能实时监测环境温湿度，光照强度并实现报警的室内智能监测系统。此次设计采用了蜂鸣器报警模块，LCD显示及上位机显示等，把室内监测与云端监测有机结合起来，实现了监测设备的智能化。
该设计主要完成的内容如下:
温湿度模块：采用 DHT11 传感器，该传感器结合了数字采集技术和信号处理两大功能，极大程度地提高了工作效率，也是产品实现智能化的里程碑。
光照模块：采用GY30光强传感器。
（2）报警模块：采用声音报警模式，利用蜂鸣器发出声音进行报警。
（3）监测模块：在这里监测模块主要包括温度监测模块，湿度监测模块，光照监测模块三个监测模块，把检测出来的温度，湿度，光照强度等信息传送给单片机。
(4)WIFI模块： 把温湿度、光照传感器采集出来的数据，通过WIFI模块传送到安卓手机客户端，并在客户端中实时显示温湿度光照信息及时间日期，且当光照强度和温湿度值超限时，客户端将出现报警提示。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jsj/wlw/196.html
