【单片机毕业设计】基于 STM32 单片机的车载安全监测与远程短信提醒系统实现基于 STM32 的车载多源传感数据采集与 OLED 显示控制系统设计（013608）

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原创 2026-09-20 10:59:47 73 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

情系淮思：五款车规MCU横向对比与VCU选型本文对比五款车规MCU中的S32K312与S32K324，聚焦核心架构、存储、通信及安全特性。S32K324为双核160MHz Cortex-M7，内存、外设（如以太网、QuadSPI、SAI）全面升级，支持高实时并行处理与复杂应用；而S32K312为单核120MHz，适用于中端车身控制。两者均满足ASIL B功能安全，具备完整安全引擎。选型建议：中端用S32K312，高端复杂系统优选S32K324。阅读详情

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项目研究背景

随着私家车保有量持续增长，车内人员滞留引发的安全事故频发，传统车辆缺少车内环境参数监测与自动应急处置能力，存在明显安全隐患。现有车载安全方案大多功能单一，仅能够完成简单环境参数采集，无法同时实现温度、二氧化碳等多指标监测，缺少司机在位识别、车门状态检测、自动通风以及远程告警联动能力，设备控制模式固定，难以灵活切换手动、自动以及阈值配置模式，智能化水平不足。同时，传统方案告警形式有限，仅依靠简单声光提示，在无人场景下无法向外界发送求助信息，应急处置能力薄弱。嵌入式技术与物联网传感技术的快速发展，为车载环境智能监测提供了技术基础。本课题基于 STM32 单片机，整合多种传感器、执行机构与短信模块，搭建车载环境监测与智能预警系统，实现车内环境实时采集、设备联动控制、人员滞留检测与多方式告警，弥补传统车载安全监测方案的功能短板，提升车辆密闭空间内的安全防护能力，具备良好的实际应用价值。

摘要

针对密闭车内人员滞留带来的安全风险问题，本文设计并实现了一套基于 STM32 单片机的车内环境监测与智能预警系统。系统采用 DS18B20、SGP30、E18-D80NK 光电传感器、霍尔传感器采集车内温度、二氧化碳浓度、司机在位状态以及车门开关状态，通过 OLED 屏幕实时展示各项监测数据。系统支持自动模式、手动模式、阈值设置三种工作模式，自动模式下可根据环境阈值驱动风扇、舵机模拟天窗通风降温；当检测到车门关闭且司机不在车内，同时环境参数超标时，系统触发声光、语音报警并发送求助短信。系统可通过按键完成设备控制与阈值参数调整。测试结果表明，该系统能够稳定采集车内环境数据，实现设备联动控制与应急告警，有效提升车载密闭空间安全监测能力。

总体方案

STM32F103C8T6 单片机：作为系统主控单元，负责接收各类传感器采集信号，完成数据解析、逻辑判断，控制外设执行动作，处理按键输入，驱动 OLED 显示，调用短信模块发送告警信息，是整个系统的数据处理与控制核心，该型号资源充足，外设接口丰富，开发资料完善，适配本科嵌入式开发。
DS18B20 温度传感器：用于采集车内实时温度数据，数字信号输出，接线简单，测量精度满足车载环境监测需求，部署于车内空间采集环境温度。
SGP30 二氧化碳传感器：采集车内二氧化碳浓度，输出标准化气体检测数据，用来判断车内空气污浊程度，为通风控制提供数据依据。
E18-D80NK 光电传感器：安装于座椅位置，检测司机是否处于在位状态，输出高低电平信号供主控读取，实现人员在位识别。
霍尔传感器：用于检测车门开闭状态，通过磁场变化输出电平信号，判断车门是否关闭，作为人员滞留判断的触发条件之一。
SG90 舵机：模拟车辆天窗机构，接收主控 PWM 信号，完成旋转动作，实现天窗开启与关闭的模拟操作，用于车内通风。
继电器模块：外接风扇设备，由单片机 IO 口控制继电器通断，实现风扇启停，模拟车内排风降温功能。
OLED 显示屏：用于实时显示温度、二氧化碳浓度、人员滞留、司机在位等监测数据，可视化展示系统采集信息。
蜂鸣器与语音模块：作为声光报警单元，当触发告警条件时，蜂鸣器发出声音，语音模块播放 “请求帮助” 语音提示。
GSM 短信模块：系统触发应急告警时，由主控驱动模块向外发送内容为 “help” 的求助短信，实现远程告警。
独立按键：一共 4 个按键，分别用于模式切换、选中设备切换、设备开关控制、阈值增减设置，完成人机交互操作。
硬件整体架构：各类传感器信号接入单片机 IO 口，单片机根据采集数据与按键指令，控制舵机、继电器、蜂鸣器、语音模块、GSM 模块工作，OLED 实时刷新显示数据。

核心功能

环境与状态数据采集功能：属于基础功能。系统上电后，STM32 主控持续读取 DS18B20 采集的温度、SGP30 采集的二氧化碳浓度、E18-D80NK 检测的司机在位信号、霍尔传感器检测的车门状态信号，完成多源传感数据采集，为系统逻辑判断提供原始数据。
OLED 实时数据显示功能：属于基础功能。将采集到的温度、二氧化碳浓度、人员滞留状态、司机在位状态实时渲染到 OLED 屏幕，方便现场查看当前车内各项参数，直观展示系统运行状态。
模式切换功能：属于核心功能。通过第一个按键完成工作模式切换，支持自动模式、手动模式、阈值设置模式三种模式，满足不同场景下系统操作需求。
手动模式设备控制功能：属于核心功能。手动模式下，第二个按键用于切换待控制设备，第三个按键完成选中设备的开启与关闭操作，支持人为控制风扇、天窗等外设，方便调试与人为干预。
阈值参数设置功能：属于核心功能。阈值设置模式下，第二个按键切换待修改的阈值项，第三个按键实现阈值数值增加，第四个按键实现阈值数值减少，用户可自定义温度、二氧化碳浓度告警阈值。
自动环境调控功能：属于核心功能。自动模式运行时，当车内温度高于设定阈值，主控驱动继电器开启风扇，实现排风降温；当二氧化碳浓度高于设定阈值，控制 SG90 舵机打开模拟天窗，完成车内通风，实现环境参数自动调节。
滞留人员应急告警功能：属于核心功能。自动模式下，霍尔传感器检测到车门关闭，同时光电传感器检测司机不在车内时，若温度或者二氧化碳浓度超过阈值，系统启动蜂鸣器声光报警，语音模块播报 “请求帮助”，并驱动 GSM 模块发送 “help” 求助短信，完成多渠道应急告警。

技术路线

Keil MDK 开发工具：用于 STM32 单片机嵌入式程序编写、代码编译、程序调试与固件烧录，是嵌入式开发主流工具，完成系统控制逻辑代码开发。
C 语言：作为嵌入式程序开发语言，编写传感器数据读取、外设驱动、按键逻辑、模式判断、告警逻辑等程序代码，代码可读性强，适配 STM32 单片机开发。
STM32 标准库：用于简化单片机 IO、定时器、串口等外设驱动开发，快速完成舵机 PWM 输出、传感器数据读取、串口通信等底层功能开发。
Altium Designer：用于硬件原理图绘制，完成单片机、传感器、执行器件之间电路设计，规划硬件接线方案。
OLED 驱动程序：基于 IIC 通信协议，实现屏幕字符与数据刷新显示，完成监测数据可视化输出。
传感器驱动代码：编写 DS18B20、SGP30、E18-D80NK、霍尔传感器底层读取程序，完成环境与状态信号采集。
GSM 模块串口通信程序：通过单片机串口与短信模块通信，实现告警短信发送功能。
串口调试助手：系统调试工具，用于查看单片机串口输出数据，辅助排查传感器采集、逻辑判断等程序问题。
硬件测试工具：包含万用表、电源，用于硬件电路检测，排查短路、接线错误等硬件故障，完成硬件平台测试。
功能测试方案：采用黑盒测试方法，逐项测试数据采集、模式切换、设备控制、告警联动等全部功能，验证系统是否满足设计需求。

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。