【单片机毕业设计】基于 STM32 单片机的环境多指标采集与 OLED 本地显示系统设计基于 STM32 单片机的环境阈值可调智能调控与手机 APP 设计（013909）

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原创最新推荐文章于 2026-11-10 16:37:35 发布 8 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

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基于 STM32 单片机的环境多参数监测与智能调控系统设计
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基于 STM32 单片机的室内光照 CO2 监测与灯光排风控制系统设计
基于 STM32 单片机的环境监测手动自动双模式控制系统设计
基于 STM32 单片机的多传感器环境数据采集与蓝牙通信系统设计
基于 STM32 单片机的智能家居环境感知与远程控制系统设计
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基于 STM32 单片机的室内烟雾与空气参数监测报警系统设计
基于 STM32 单片机的环境参数阈值配置与继电器驱动控制系统设计
基于 STM32 单片机的环境监测移动端数据可视化系统设计
基于 STM32 单片机的多源环境传感信息采集与本地实时显示系统设计
基于 STM32 单片机的室内环境智能调节与蓝牙 APP 联动系统设计
基于 STM32 单片机的环境监测按键配置与自动执行控制系统设计
基于 STM32 单片机的密闭空间多参数监测与智能通风补光系统设计

项目研究背景

物联网传感技术的快速普及推动环境监测场景从人工巡检逐步转向自动化感知调控，在室内培育、小型仓储、家庭环境等场景中，环境温湿度、烟雾、光照、二氧化碳等参数直接影响环境安全与物品、作物生长状态。传统环境监测方案大多功能单一，仅支持单项参数采集，缺乏联动控制能力，多数设备仅可本地查看数据，难以实现远程监控；部分设备控制模式固化，无法切换手动、自动模式，阈值修改操作繁琐，无法根据实际场景灵活调整。传统方案多依靠人工启停风扇、加湿、照明设备，人工干预存在响应滞后、效率低下的问题，环境异常时无法及时触发报警提醒。随着嵌入式技术与安卓移动端开发技术不断成熟，基于单片机的多传感器环境监测结合蓝牙通信、APP 远程管控的方案具备良好落地条件。本课题依托 STM32 单片机搭建多传感器采集与执行驱动平台，集成本地 OLED 显示、按键配置与蓝牙通信功能，配套安卓 APP 实现远程数据查看与设备管控，解决传统环境监测系统智能化不足、控制方式单一、缺乏远程交互的痛点，能够满足小型密闭空间环境监测与自动调控的实际应用需求。

摘要

本课题设计一套基于 STM32 单片机的环境多参数监测与智能调控系统，系统集成 DHT11、MQ-2、GL5506、SGP30 多种传感器，完成环境温湿度、烟雾、光照、二氧化碳数据采集，通过 OLED 屏幕实现本地实时数据展示。系统支持自动、手动、阈值设置三种工作模式，可通过按键完成模式切换、设备控制与阈值参数配置；自动模式下根据环境参数阈值自动驱动风扇、加湿片、灯光、排风设备，烟雾超标时触发蜂鸣器报警。系统搭载 JDY-3x 蓝牙模块，将采集数据上传至 Android Studio 开发的移动端 APP，APP 支持实时数据查看、远程设备控制与阈值修改功能。测试结果表明，系统能够稳定采集环境参数，自动调控逻辑可靠，移动端蓝牙通信正常，可满足小型室内空间环境监测与智能调控需求。

总体方案

STM32F103C8T6 单片机：作为系统主控核心，完成传感器数据读取、逻辑判断、按键扫描、继电器控制、蓝牙数据收发等运算处理工作；该型号单片机外设资源丰富，自带 ADC、串口，开发资料丰富，易于本科阶段开发调试，为本系统的核心控制单元，承担全部业务逻辑运算任务。
DHT11 温湿度传感器：采集环境温度、湿度数据，采用单总线通信，接线简单，成本低，满足本项目环境温湿度采集精度需求，部署于监测空间内部，实时感知温湿度变化。
MQ-2 烟雾传感器：采集环境烟雾浓度，模拟量输出，配合单片机 ADC 采集烟雾数据，用于火灾隐患监测，放置于空间空气流通位置，实现烟雾检测。
GL5506 光敏传感器：采集环境光照强度，输出模拟信号，单片机读取光照数值，用于判断环境亮度，控制补光灯光开启与关闭。
SGP30 二氧化碳传感器：采集环境 CO2 浓度，I2C 通信，采集室内二氧化碳含量，用于控制排风风扇，保障空气质量。
OLED 显示屏：用于本地实时展示采集的温湿度、烟雾、光照、二氧化碳数据，I2C 接口，功耗低，显示清晰，部署在主控板上，实现现场可视化查看。
JDY-3x 蓝牙模块：串口蓝牙通信模块，实现单片机与安卓 APP 之间的数据双向传输，上传传感器数据并接收 APP 下发的控制指令。
继电器模块：包含 3 路继电器，分别驱动降温风扇、加湿片、排风风扇；单片机 IO 口输出电平控制继电器通断，完成设备启停。
蜂鸣器：声光报警器件，当烟雾浓度超过阈值时，触发报警提示，提醒现场人员环境异常。
LED 灯光模块：作为补光设备，光照低于设定阈值时由继电器控制点亮，完成环境补光。
独立按键模块：共 4 个物理按键，用于系统模式切换、设备选择、阈值增减配置，实现本地人机交互。
安卓开发计算机：Android Studio 开发环境，用于开发移动端 APP，实现蓝牙连接、数据展示、远程设备控制、阈值设置功能。

核心功能

环境多参数采集基础功能：主控 STM32 单片机循环读取 DHT11、MQ-2、GL5506、SGP30 传感器数据，获取温湿度、烟雾、光照、二氧化碳实时数值，为后续逻辑判断与数据展示提供原始数据，是整个系统的数据来源。
OLED 本地数据显示功能：将采集到的各项环境参数实时刷新至 OLED 屏幕，用户无需手机即可在现场直接查看环境指标，完成本地可视化监测。
多模式切换核心功能：通过第一个按键完成自动模式、手动模式、阈值设置模式切换，适配不同使用场景；自动模式下系统自主根据环境参数执行调控，手动模式支持人工干预设备，阈值模式用于修改各项参数触发阈值。
手动模式设备控制功能：手动模式下，第二个按键用于选中待控制设备，第三个按键实现选中设备开关控制，可操作风扇、加湿、报警、灯光、排风设备，支持现场人工手动管控。
阈值参数配置功能：阈值设置模式中，第二个按键切换待配置参数项，按键 3 实现阈值增加、按键 4 实现阈值减少，用户自定义各项环境参数的触发阈值，适配不同场景标准。
自动智能调控核心功能：自动模式下，温度高于阈值启动风扇降温，低于阈值关闭风扇；湿度低于阈值开启加湿片加湿，高于阈值停止加湿；烟雾超标蜂鸣器报警；光照低于阈值开启灯光补光；二氧化碳超标启动排风风扇，参数恢复正常后自动停止对应设备。
蓝牙数据传输辅助功能：JDY-3x 蓝牙模块将单片机采集的实时环境数据发送至移动端 APP，同时接收 APP 下发的控制指令，实现设备端与手机端双向通信。
APP 实时数据查看功能：移动端 APP 接收蓝牙上传数据，可视化展示温湿度、烟雾、光照、二氧化碳实时监测数据，支持远程查看环境状态。
APP 远程设备控制功能：APP 下发指令远程控制风扇、加湿、排风、报警、灯光设备开启关闭，脱离现场按键也可以管控执行设备。
APP 远程阈值设置功能：用户可在移动端 APP 修改各项环境参数阈值，下发至单片机保存，无需现场按键操作，提升系统使用便捷性。
烟雾超标联动提醒功能：烟雾浓度超出阈值时，本地蜂鸣器报警，同时推送信息至 APP 触发手机震动提醒，实现现场 + 远程双重异常告警。

技术路线

C 语言：作为 STM32 单片机程序开发编程语言，编写传感器读取、按键扫描、继电器控制、OLED 显示、串口蓝牙通信等底层业务逻辑，是嵌入式端核心开发语言。
STM32CubeMX：单片机图形化配置工具，完成芯片引脚、串口、I2C、ADC 外设初始化配置，自动生成工程框架，简化底层驱动开发。
Keil MDK：嵌入式程序编译、调试工具，用于编写、编译、下载 STM32 单片机代码，在线调试硬件逻辑。
Android Studio：安卓 APP 开发 IDE，开发移动端界面与蓝牙通信业务代码，实现数据展示、设备控制、阈值配置页面。
Java 语言：Android 开发编程语言，编写 APP 蓝牙通信、页面交互、数据解析逻辑，实现移动端各项交互功能。
串口通信、I2C 通信协议：用于单片机与 OLED、SGP30、JDY-3x 模块之间的数据交互，实现设备间信息传输。
Altium Designer：硬件原理图绘制工具，绘制主控与传感器、执行器件之间硬件接线原理图，辅助硬件电路搭建。
手机安卓系统：APP 运行环境，支持蓝牙通信，作为系统远程交互终端。
串口调试助手：辅助调试工具，用于查看单片机串口输出数据，验证传感器采集与蓝牙收发功能。
Multisim：可选仿真工具，前期对硬件电路进行仿真验证，降低实物调试故障概率。
黑盒测试：软件硬件联合测试方法，验证系统各项功能是否符合需求，检测采集、控制、蓝牙通信功能稳定性。

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。