【单片机毕业设计】基于嵌入式技术的温湿度监测与智能执行机构设计基于多传感器的智能柜体自动管控硬件系统实现（012001）

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原创最新推荐文章于 2026-08-20 10:54:27 发布 8 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

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20 个相关毕业设计备选题目

基于 STM32 的智能储物柜温湿度管控系统设计
基于单片机的红外感应智能消毒除湿装置研发
基于 STM32 的环境监测与自动调控硬件系统设计
基于嵌入式的智能柜体温湿度与门禁控制系统开发
基于 STM32F103 的多传感器智能环境调控装置设计
基于单片机的自动除湿消毒与柜门智能控制系统
基于嵌入式技术的温湿度监测与智能执行机构设计
基于多传感器的智能柜体自动管控硬件系统实现
基于 STM32 的 DHT11 环境监测与自动通风系统设计
基于红外检测的智能储物柜自动启闭与温控系统
基于单片机的多模式智能环境调控装置设计与实现
基于 STM32 的阈值可调式温湿度智能控制系统研发
基于嵌入式的自动降温除湿与紫外线消毒硬件系统
基于传感器融合的智能柜体自动控制装置开发
基于 STM32 的 OLED 显示与多外设联动控制系统设计
基于单片机的手动自动双模式智能设备控制系统
基于红外人体检测的智能柜门与照明联动系统实现
基于嵌入式单片机的环境监测与智能执行系统设计
基于 STM32 的多外设联动智能储物环境管控装置
基于传感器采集的智能柜体温湿度闭环控制系统

项目研究背景

随着物联网嵌入式技术不断普及，各类储物保管场景对环境管控的智能化需求持续提升。传统储物设备仅依靠人工通风、定时消毒，依靠人为观察温湿度变化，整体自动化程度较低，人工操作繁琐，难以实时监测环境数据，无法及时完成降温、除湿与消毒作业。同时，多数老旧设备缺少人体感应功能，柜门与照明需要手动操作，设备控制模式单一，缺少手动、自动、参数设置的多模式切换机制，数据无法直观展示，整体硬件联动性差。当前单片机与传感器技术已经高度成熟，低成本嵌入式方案能够快速搭建多外设联动控制系统。本课题依托 STM32 单片机作为核心控制器，搭配温湿度传感器、红外检测模块与舵机、继电器执行组件，搭建一套具备数据采集、参数设置、自动调控的智能硬件系统，解决传统储物设备管控滞后、操作繁琐、环境无法自动调节的痛点，实现无人值守下的温湿度自动管控、人体感应柜门启闭，满足小型储物柜体智能化改造的实际需求，具备较强的实用价值。

摘要

本课题以 STM32F103C8T6 单片机为核心控制器，设计实现一套集温湿度监测、人体红外感应、自动调控于一体的智能柜体控制系统。系统利用 DHT11 传感器采集环境温湿度，通过 OLED 屏幕实时展示监测数据；利用红外光电传感器检测现场人员状态，配合舵机完成柜门自动启闭与灯光联动。系统支持手动模式、自动模式与阈值设置三种工作模式，手动模式下可通过按键独立控制柜门、消毒灯与风扇；自动模式下根据温湿度阈值自动开启风扇降温、启动消毒灯完成除湿消毒。经过硬件搭建与程序调试，系统能够稳定完成环境数据采集、多模式切换与外设自动控制，达到了小型储物柜体智能化管控的设计目标，硬件方案成本低廉，程序逻辑简洁，符合本科嵌入式系统开发的技术要求。

总体方案

主控硬件：STM32F103C8T6 单片机

作用：作为整个系统的核心处理器，完成传感器数据读取、按键逻辑处理、外设输出控制、屏幕数据刷新。选型理由：该型号为本科嵌入式课程主流芯片，资源充足，价格低廉，资料丰富，能够满足多传感器、多路 IO 外设的控制需求，适合小型控制系统开发。架构逻辑：所有传感器输入信号接入单片机 IO 口，单片机运算后输出电平信号控制舵机、继电器等执行器件。
温湿度采集硬件：DHT11 数字温湿度传感器

作用：实时采集当前环境温度与湿度数值，并将数据传输给主控单片机。选型理由：单总线通信，接线简单，无需外部 AD 转换，成本低，精度满足常规环境监测需求，适配单片机数字 IO 口读取。使用场景：布置在柜体内部，持续采集环境参数。
人体检测硬件：E18-D80NK 红外光电传感器

作用：检测监测范围内是否有人靠近，输出高低电平信号给单片机。选型理由：检测距离可调，抗干扰能力强，数字信号输出，无需额外信号调理电路，适合人体有无检测场景。使用场景：安装在柜体门口，用于触发柜门自动开启逻辑。
显示硬件：0.96 寸 OLED 显示屏

作用：实时刷新并展示当前温度、湿度数值，同时显示当前工作模式与阈值参数。选型理由：功耗低，屏幕清晰度高，IIC 通信占用引脚少，不需要 LCD 驱动电路，方便嵌入式系统界面开发。
执行器件 1：SG90 微型舵机

作用：通过旋转角度模拟柜门开启与关闭动作。选型理由：体积小，控制简单，单片机 PWM 信号即可驱动，无需额外驱动板，适合模拟柜门启闭机构。
执行器件 2：继电器模块（风扇、消毒灯、LED 灯光）

作用：接收单片机电平信号，分别控制风扇、紫外线消毒灯与开门指示灯的通断。选型理由：可以用弱电信号控制强电负载，隔离性好，电路设计简单，方便模拟通风、消毒、灯光控制。
输入硬件：独立轻触按键

作用：完成模式切换、阈值增减、手动设备启停操作。选型理由：机械按键稳定可靠，适合人机交互操作，搭建多档位切换逻辑。
硬件整体架构

单片机作为核心，传感器组完成环境与人感数据采集，按键完成人机指令输入；单片机运算处理后，一方面将数据发送至 OLED 屏幕显示，另一方面输出控制信号驱动舵机、继电器完成柜门、风扇、消毒灯、灯光的动作执行，整套电路采用直流 5V 统一供电。

核心功能

一、基础数据采集功能

温湿度数据采集：DHT11 不间断采集环境温湿度，单片机实时读取原始数据，完成数据校验，保障数值稳定可靠，为自动控制提供数据依据。
人机交互显示：OLED 屏幕实时刷新温度、湿度、当前运行模式，进入阈值设置页面时，同步展示温度阈值与湿度阈值，直观展示系统运行状态。
人体信号检测：红外光电传感器持续扫描监测区域，有人靠近时输出低电平，无人时输出高电平，持续向主控反馈人员状态。

二、模式切换核心功能

模式切换控制：第一个功能按键循环切换三种工作状态：自动模式→手动模式→阈值设置模式，每次按下按键，屏幕同步刷新当前模式标识，防止模式混淆。

三、手动模式功能

外设手动启停：在手动模式下，通过额外功能按键分别独立控制舵机柜门开关、消毒灯通断、降温风扇启停。
状态反馈：每一次按键操作，对应外设立即执行动作，开门时 LED 指示灯点亮，关门后指示灯熄灭，操作反馈直观明确。

四、自动模式（核心自动控制逻辑）

温度自动管控：实时对比实测温度与设定温度阈值，当环境温度高于阈值时，单片机输出信号开启风扇，自动启动降温功能；温度回落至阈值以内时自动关闭风扇。
湿度自动管控：当环境湿度高于设定湿度阈值时，同步开启风扇与消毒灯，同时完成除湿通风与柜体消毒；湿度达标后自动关闭两路设备。
人体感应联动：红外传感器检测到人员靠近时，舵机转动打开柜门，同时点亮 LED 开门指示灯；人员离开后，舵机复位关闭柜门，灯光同步熄灭，实现无人值守自动开关门。

五、阈值参数设置辅助功能

参数可调：进入阈值设置模式后，通过按键修改温度上限、湿度上限数值，修改后的参数自动保存，退出设置模式后，自动控制逻辑将使用新阈值执行判断。
参数持久生效：本次设置的阈值在设备重新上电前保持不变，无需每次开机重复配置。

技术路线

主控编程语言：C 语言

选型理由：STM32 嵌入式开发的主流编程语言，执行效率高，能够精准控制硬件 IO 口与外设时序，契合单片机底层开发需求，是本科嵌入式课程核心学习内容。用途：编写传感器读取、按键扫描、PWM 舵机控制、外设继电器开关、屏幕刷新全部业务逻辑代码。
开发芯片与内核：STM32F103 系列内核，HAL 库开发

选型理由：HAL 库是 ST 官方主推开发库，代码可读性强，简化外设初始化配置，降低寄存器直接操作难度，适合本科学生快速完成项目开发。用途：完成 GPIO、定时器、IIC 通信、单总线通信的初始化配置。
开发软件：Keil MDK5

选型理由：行业内主流 STM32 编译开发环境，支持代码编写、编译、下载与在线调试，能够单步跟踪传感器数据与外设状态，便于排查程序 bug。用途：编写工程代码，编译生成 hex 固件，并将程序下载至单片机。
电路设计软件：Altium Designer

选型理由：电子电路课程常用绘图软件，可绘制系统原理图与 PCB 板。用途：绘制主控、传感器、执行器件之间的硬件接线原理图，验证电路接线逻辑。
显示驱动：OLED 屏幕 IIC 驱动程序

选型理由：开源成熟驱动代码，只需少量修改即可移植到本项目。用途：实现文字、数字的实时刷新，完成模式与参数界面的显示。
外设驱动组件

DHT11 单总线驱动、SG90 舵机 PWM 驱动、独立按键扫描程序、继电器电平控制程序，均采用成熟开源代码二次修改，保障程序稳定性，减少底层开发工作量。
调试工具：ST-Link 下载器、万用表

选型理由：低成本硬件调试工具。用途：完成程序烧录，测量引脚电平信号，排查接线短路、传感器数据读取失败等硬件故障。
系统调试手段

先分模块单独调试：先调试温湿度采集与屏幕显示，再调试按键模式切换，最后调试自动控制与舵机联动，模块全部正常后再整合为完整工程，降低整体调试难度。

项目演示

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关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。