基于STM32的户外环境监测系统设计.docx

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书资料大小：3.05M 资料格式：docx 举报版权申诉

lpzxxsp-12328237-16359647515948504780.docx.pdf-第1页.png

第1页 / 共47页

lpzxxsp-12328237-16359647515948504780.docx.pdf-第2页.png

第2页 / 共47页

lpzxxsp-12328237-16359647515948504780.docx.pdf-第3页.png

第3页 / 共47页

lpzxxsp-12328237-16359647515948504780.docx.pdf-第4页.png

第4页 / 共47页

lpzxxsp-12328237-16359647515948504780.docx.pdf-第5页.png

第5页 / 共47页

lpzxxsp-12328237-16359647515948504780.docx.pdf-第6页.png

第6页 / 共47页

lpzxxsp-12328237-16359647515948504780.docx.pdf-第7页.png

第7页 / 共47页

lpzxxsp-12328237-16359647515948504780.docx.pdf-第8页.png

第8页 / 共47页

1 引言

1.1本课题的研究意义

随着现代社会人们的生活环境越来越复杂，人们对环境的要求也越来越严格，环境对生活的影响已经成为一个热点

1.2 本课题的研究现状

国内环境监测系统发展于 20 世纪 70 年代。目前国内现在对环境监测还停留在传统的人工环境监测方法

1.3本课题的发展趋势和研究可行性

物联网这个行业依然存在一些问题需要解决。但在科学技术高速发展的大环境下，物联网也会朝着越来越好的方向

1.4本课题主要研究工作

本论文完成了基于 STM32 的环境检测，主要实现环境监控和远程监控等功能，其中涉及到多方

面的研究，如对 STM32 进行深刻的了解和学习才能进行下一步的硬件和软件设计，实际情况设计出相应的

1. 检测和控制系统方案设计主要介绍了系统的设计过程和实现的主要功能。课题的设计要求，先初步设计出

2. 系统硬件电路搭建先介绍了主要芯片的选择，然后设计了系统整体硬件方案并针对各个模块进行详细介绍

3. 系统硬件驱动程序先介绍了系统整体软件设计。接着介绍了软件开发环境 KEIL的配置，在此基础上

4. Android 应用软件的设计先对 Android 系统进行简要介绍，然后叙述了如何搭建An

5. 系统测试结果这一章对检测和控制系统进行测试，各模块均正常工作。

2 系统的概述和相关原理

2.1 系统的概述

2.1.1 总体设计的方案

2.1.2 总体框图

2.2 相关理论

2.2.1 STM32平台

2.2.2 WIFI模块

3.1 主控电路

3.2 WIFI通信模块

3.3报警模块

3.4温湿度模块

3.5 光照强度模块

3.6 PM2.5模块

3.7 空气质量模块

3.8液晶模块

3.9电源模块

图3-9电源部分原理图

4 软件设计

4.1 总体程序流程图

4.2 WIFI模块

4.3 LCD5110模块

4.4 BMP180模块

4.5 DHT11模块

4.7 ADC-DMA模块

本系统采用DMA采集多通道ADC,DMA就相当与CPU的一个秘书，他的作用就是帮CPU减轻负担的。说

结论

在信息高度发展的今日社会，人们对环境的要求比过去有了大幅度的提高，期望能够拥有更安全的环境。本文先介

将本文完成的工作总结如下：（一）整个检测和控制系统分为主控制器和客户端两部分。主控制器用于实现硬

参考文献

2017 届电子科学与技术专业毕业论文（设计）毕业论文学生姓名：学号：学院、系：机电工程学院专业：电子科学与技术基于 STM32 的户外环境监测系统题目：的设计指导教师： 2016 年 5 月 1 日

2017 届电子科学与技术专业毕业论文（设计）目录 1 引言 ........................................................ 2 1.1 本课题的研究意义 .................................................. 2 1.2 本课题的研究现状 .................................................. 2 1.3 本课题的发展趋势和研究可行性 ...................................... 2 1.4 本课题主要研究工作 .................................................3 2 系统的概述和相关原理 ........................................ 4 2.1 系统的概述 ........................................................ 4 2.1.1 总体设计的方案 ...................................................................................................................4 2.1.2 总体框图...............................................................................................................................4 2.2 相关理论 .......................................................... 5 2.2.1 STM32 平台 ............................................................................................................................5 2.2.2 WIFI 模块..............................................................................................................................6 3 硬件电路设计 ................................................ 8 3.1 主控电路 .......................................................... 8 3.2 WIFI 通信模块 ......................................................8 3.3 报警模块 ...........................................................9 3.4 温湿度模块 ........................................................10 3.5 光照强度模块 ..................................................... 10 3.6 PM2.5 模块 ........................................................11 3.7 液晶模块 ..........................................................12 3.8 电源模块 ..........................................................13 4 软件设计 ................................................... 13 4.1 总体程序流程图 ................................................... 13 4.2 WIFI 模块 .........................................................15 4.3 LCD5110 模块 ......................................................15 4.5 DHT11 模块 ........................................................26 4.7 ADC-DMA 模块 ......................................................28 5 Android 系统 ................................................ 30 5.1 Android 系统简述 ................................................. 31 5.2 Android 开发环境的搭建 ........................................... 36 6 运行与调试 ................................................. 37 6.1 测试 ............................................................. 38 结论 ......................................................... 38

参考文献 ..................................................... 39

2017 届电子科学与技术专业毕业论文（设计）基于 STM32 的户外环境监测系统的设计摘要:随着无线局域网技术的快速发展，无线终端已经融入了我们的生活，无论是智能手机还是笔记本， WiFi 功能几乎是必不可少的。伴随着电子产品的快速发展，电子测量的应用也越来越广泛，不再局限于军事，转向民用发展。更加使得电子测量技术的到极大的发展。数字信号有着良好的抗材料本身干扰和环境干扰的能力，所以，现在市面上的模拟信号产品逐渐被数字信号产品代替，并且使得测量产品越来越方便。根据市场调查，虽然市场上有很多关于环境监测系统测试仪，但大多数是应用于空气，湖泊，海洋，河流等大型检测系统，关于检测环境的小型简单方便使用的检测系统。本文开发并实现基于一种嵌入式开发平台的 STM32 的 WiFi 模块，结合以上物联网新型概念，实现用户通过网络对环境的实时监控。该系统可以使用户能够对想要知道的情况进行实时的掌握以及控制。通过各种传感器获取家庭内信息（温湿度信息、光照信息、PM2.5），用户在 Android 界面上可以对这些信息进行掌控。关键词：环境监测；STM32；传感器；WIFI；Android 1

1 引言在日常生活中，，， PM2.5 ， PM2.5 棚的产量，合适的温度，湿度，光照强度，温度，湿度，光照强度 PM2.5 PM2.5 关乎我们的生活质量，也在农业大棚中关乎大，会极大地提高产量。合适的也会极大地提高我们的生活质量。但是。传统的监控系统监控耗时间极长，效率挤满，而且需要人工不间断的监控，费事，费力，温度，湿度，光照强度温度，湿度，光照强度才能达到每时每刻监控的目的。我们采用 stm32 对外界环境的抗干绕能力也强，可以应用在各种各样场合 , 并且配合 Android 可以有效的采集多个传感器和信息分析，分析等信息，并置设报响声的系统，数据超过设定的数值，温度，湿度，光照强度就可以利用响声系统来提醒操作人员进行调控。该系统对可以系统，大气压强， PM2.5 温度，湿度，光照强度， PM2.5 的监控和控制，有不错的效果。 1.1 本课题的研究意义随着现代社会人们的生活环境越来越复杂，人们对环境的要求也越来越严格，环境对生活的影响已经成为一个热点问题。市面上的环境监测装置功能单一化，一般只能监测某一种环境因素，不能够很好的满足人们的需求。再加上物联网技术的快速发展，物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。为此设计出由物联网技术、传感器技术和电子信息技术组成的多功能环境监测系统，可以同时监测多路信息，比如温度、湿度、光照强度、大气压强、 PM2.5、氨气、硫化物、烟雾和苯系蒸汽等。帮助人们更准确的监测环境参数，力求最大限度改善环境，使人们的生活更加美好。 1.2 本课题的研究现状国内环境监测系统发展于 20 世纪 70 年代。目前国内现在对环境监测还停留在传统的人工环境监测方法，几乎还基于单片机终端监测很少具有实时通信功能。产品的现场安装受使用环境所限，环境应用适用性差，测控手段单一。很难进行远距离的监控和报警。我国环境监测工作是随着人们对环境保护认识的深化和环保工作的需要逐步发展起来的。国外环境监测系统发展比较早。目前国外的环境监测系统已经广泛应用在各个领域，并且发展比较成熟完善。许多国家的环境监测已经很先进了，可以同时进行多路采集各种环境参数。美国的一些公司已经开始利用太空技术进行环境监测作业。随着国内外物联网技术的快速发展，将物联网技术和电子信息技术合并发展的趋势已经开始展现出来了。目前已经有许多家企业研究院已经开始在研究物联网如何应用在我们的生活当中。但是，目前市场上类似的环境监测电子产品多为单一功能系统，限制了应用范围，而随着“系统集成化”的发展趋势一步步推进，只能实现上述单一功能的单一系统将逐步被淘汰，设计出能实现综合功能的系统则是大势所趋 1.3 本课题的发展趋势和研究可行性物联网这个行业依然存在一些问题需要解决。但在科学技术高速发展的大环境下，物联网也会

2017 届电子科学与技术专业毕业论文（设计）朝着越来越好的方向发展，主要的发展趋势有以下几个方面：（ 1）低成本。物联网还做不到普及，最大的原因就是成本问题。随着电子元器件的不断更新、改进，未来的低成本产品也是必然的趋势；（ 2）标准化。无规矩不成方圆，没有一个统一业内标准的支持，物联网的发展终究会受到阻碍。建立统一的标准，有利于新产品在旧版本的基础上进行下一步改进，形成良性的发展过程。（ 3）稳定化。稳不稳定是客户使用产品最直观的感受。如果一个产品花费大把时间安装 1.4 本课题主要研究工作本论文完成了基于 STM32 的环境检测，主要实现环境监控和远程监控等功能，其中涉及到多方面的研究，如对 STM32 进行深刻的了解和学习才能进行下一步的硬件和软件设计，实际情况设计出相应的应用软件。研究、发展现状、目前存在的问题、未来的发展趋势和本文的主要研究内容。 1. 检测和控制系统方案设计主要介绍了系统的设计过程和实现的主要功能。课题的设计要求，先初步设计出系统框架，再在功能的基础上，进行下一步的具体设计。 2. 系统硬件电路搭建先介绍了主要芯片的选择，然后设计了系统整体硬件方案并针对各个模块进行详细介绍，分析各部分的功能及设计过程。最后简单介绍了电路 PCB 版图设计。 3. 系统硬件驱动程序先介绍了系统整体软件设计。接着介绍了软件开发环境 KEIL 的配置，在此基础上，对主控制器及各个硬件模块进行驱动设计。 4. Android 应用软件的设计先对 Android 系统进行简要介绍，然后叙述了如何搭建 Android 开发平台。在前两者的基础上，对应用程序进行设计。分两部分介绍，其一描述了整体设计框架，其二具体介绍界面的设计和通信的实现。 5. 系统测试结果这一章对检测和控制系统进行测试，各模块均正常工作。 3

2 系统的概述和相关原理 2.1 系统的概述 2.1.1 总体设计的方案本设计包括了主控制器、WIFI 模块、温湿度监测、光照监测、PM2.5 监测、手机客户端以及电源模块。电源模块为整个系统提供供电，主控制器模块通过串口协议与 WIFI 模块进行通信，利用串口发送 AT 指令使其与手机的 wifi 通信，通过 STM32 采集传感器检测到的数据，并且通过 wifi 发送到手机客户端，并可通过手机控制阈值，当数据值超过了阈值，单片机控制语音播报模块进行语音信息的播放。该系统主要应具备以下功能：（1）可实现环境监测系统的正常功能；（2）Arduino 手机 app 远程显示控制能够进行设置报警数值；（3）STM32 通过各种接口控制温湿度传感器，光照强度传感器，空气质量传感器，PM2.5 传感器以及大气压强传感器，进而获取环境参数，并显示在 LCD5110 屏幕上；（4）能够实现 AC-DC 降压电路给 STM32 系统供电 2.1.2 总体框图该系统采用的是 5V 供电，主要是以 STM32 平台作为主控制器，，主控制器模块通过串口协议与 WIFI 模块进行通信，利用串口发送 AT 指令使其与手机的 wifi 通信，通过 STM32 采集传感器检测到的数据，并且通过 wifi 发送到手机客户端，并可通过手机控制阈值，当数据值超过了阈值，单片机控制语音播报模块进行语音信息的播放。本系统总体框图如下：

分享到：

赞收藏

资料库

基于STM32的户外环境监测系统设计.docx

相关推荐

课程资源

热门标签

最新资料