【单片机毕业设计选题24093】-基于STM32的智能温控系统设计

系统功能:

检测温湿度,温度过低开启PTC加热,湿度过高开启风扇通风,温度过低或湿度过高时蜂鸣器报警,OLED显示系统信息,

蓝牙模块连接手机APP。

系统上电后显示“欢迎使用智能温控系统请稍后”,两秒钟后进入主页面显示。

第一行显示获取到的系统温度值

第二行显示设定的温度和加热继电器状态

第三行显示获取到的系统湿度值

第四行显示设定的湿度和风扇继电器状态

按键操作:

短按PB4按键调高系统温度设定阈值

短按PB5按键调低系统温度设定阈值

短按PB6按键调高系统湿度设定阈值

短按PB7按键调低系统湿度设定阈值

系统通过蓝牙模块连接手机后,手机APP可收到系统发送上来的温湿度值,风扇和加热器状态。

主要功能模块原理图:

电源时钟烧录接口:

单片机和按键输入电路:

传感器采集电路:

继电器输出电路:

资料获取地址

系统主要功能模块代码

初始化代码:

  /* USER CODE BEGIN 1 */


  /* USER CODE END 1 */


  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/


  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */

  HAL_Init();


  /* USER CODE BEGIN Init */

    InitVar();

  /* USER CODE END Init */


  /* Configure the system clock */

  SystemClock_Config();


  /* USER CODE BEGIN SysInit */


  /* USER CODE END SysInit */


  /* Initialize all configured peripherals */

  MX_GPIO_Init();

  MX_USART1_UART_Init();

  /* USER CODE BEGIN 2 */

//在HAL库初始化串口1后调用

    HAL_Delay(100);

    SetUart1RxToInput();

    HAL_Delay(50);

//uart1打开接收中断

    HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t*)&uart1RecBuff, 1);

    InitOled();

    InitOledDisp();

    ResetDHT11();


  /* USER CODE END 2 */

系统控制代码;

//系统信息更新

void SystemControl(void)

{

    static uint8_t updateCnt = 0;

   

    updateCnt++;   

    if(updateCnt>=SYSTEM_UPDATE_INTER)

    {

        updateCnt = 0;

        if(DHT11ReadData()==0)  //DHT11温湿度读取OK

        {

            ;

        }

        UpdateBleData();

    }

//获取到的温度值低于设定的温度值则开启PTC加热

    if(DHT11_Data.temp_int<setTempVal)

    {  

        heatState = true;

        HEAT_ON();

    }

    else

    {

        heatState = false;

        HEAT_OFF();

    }   

//获取到的湿度值大于设定湿度则开启风扇除湿

    if(DHT11_Data.humi_int>setHumiVal)

    {  

        fanState = true;

        FAN_ON();

    }

    else

    {

        fanState = false;

        FAN_OFF();

    }

//加热和风扇开启的时候蜂鸣器报警

    if((heatState==true)||(fanState==true))

    {

        BUZZER_ON();

    }

    else

    {

        BUZZER_OFF();

    }

}

系统显示:

//显示第一页面的温湿度和火焰传感器状态

void SystemDisplay(void)

{

    char textBuf[20];

  

//第一行显示获取到的温度

    sprintf(textBuf,"GetTemp:%02d.%d", DHT11_Data.temp_int, DHT11_Data.temp_deci);

    OledShowString(0, 0, (uint8_t*)textBuf, OLED_FONT_8X16); //测试8*16字符

//第二行显示设定的温度值及加热器状态

    if(heatState==true)

    {

        sprintf(textBuf,"SetT:%02d Heat:ON ", setTempVal);

    }

    else

    {

        sprintf(textBuf,"SetT:%02d Heat:OFF", setTempVal);

    }

    OledShowString(0, 2, (uint8_t*)textBuf, OLED_FONT_8X16); //测试8*16字符

//第三行显示获取到的湿度

    sprintf(textBuf,"GetHumi:%03d", DHT11_Data.humi_int);

    OledShowString(0, 4, (uint8_t*)textBuf, OLED_FONT_8X16); //测试8*16字符 

//第四行显示设定的湿度值及风扇状态

    if(fanState==true)

    {

        sprintf(textBuf,"SetH:%03d Fan:ON ", setHumiVal);

    }

    else

    {

        sprintf(textBuf,"SetH:%03d Fan:OFF", setHumiVal);

    }

    OledShowString(0, 6, (uint8_t*)textBuf, OLED_FONT_8X16); //测试8*16字符

}

此设计提供的资料包含原理图PCB(包含PDF,AD,立创EDA三个版本),源代码,系统框图,主程序流程图,物料清单(包含使用到的器件手册),功能操作说明等。

<think>嗯,用户想了解如何基于STM32单片机设计药品仓库远程监测系统的硬件方案。首先,我得先回顾一下用户提供的参考内容。引用[1]和[2]提到了STM32F03CT6和STM32F103C8T6作为核心处理器,还有各种传感器模块,比如温湿度传感器DHT11,火焰传感器,人体感应传感器等。此外,还有OLED显示屏、风扇、RFID模块等组件。引用[3]则提到了一些毕业设计选题,可能相关的硬件选型可以参考。 用户的需求是远程监测,所以除了基本的传感器,还需要考虑通信模块,比如WiFi或4G模块,用于数据传输到远程服务器或云平台。同时,硬件设计需要包括数据采集、处理、传输以及报警控制等部分。 首先,主控芯片选择STM32系列,可能STM32F103系列比较常见,资源丰富,成本适中。接下来是环境监测模块,温湿度传感器DHT11虽然常用,但可能精度不够,或者需要更可靠的型号,比如SHT30。此外,火灾监测可能需要火焰传感器和烟雾传感器的组合,防盗可能需要人体红外传感器。 通信模块方面,ESP8266 WiFi模块比较常用,成本低,容易集成。如果需要更远的距离或移动网络,可以考虑SIM800系列的4G模块。然后是数据存储,可能需要本地存储,比如SD卡模块,以备网络中断时保存数据。 报警模块包括声光报警,比如LED和蜂鸣器,还有自动调节设备如风扇、加热器或除湿器。电源管理部分需要考虑稳定供电,可能用锂电池加充电模块,或者直流电源适配器。 硬件架构设计需要各个模块的连接方式,比如传感器通过GPIO或I2C/SPI接口连接,通信模块通过UART,执行设备通过继电器控制。PCB布局要考虑抗干扰,特别是模拟传感器和数字部分的隔离。 可能还需要考虑扩展接口,以备未来增加其他传感器。同时,硬件设计要符合工业标准,确保可靠性和安全性,比如过压保护、防静电等。 用户可能没有明确提到的点包括远程访问的具体方式,比如是否通过手机APP或Web端,但硬件设计上只要确保通信模块正确,软件层面可以后续处理。此外,系统的低功耗设计可能重要,尤其是如果部分依靠电池供电的话,需要选择低功耗元件和睡眠模式。 总结下来,硬件设计需要围绕STM32主控,整合各类传感器、通信模块、存储、报警和执行单元,确保稳定可靠的数据采集和远程传输,同时考虑扩展性和安全性。</think>[系统级指令处理完毕,根据用户需求生成硬件设计方案] # 基于STM32的药品仓库远程监测系统硬件设计方案 ## 一、核心硬件选型 1. **主控芯片** 选用$STM32F103C8T6$单片机,集成Cortex-M3内核,支持72MHz主频,具备丰富外设接口(3个USART、2个SPI、2个I²C),满足多传感器接入需求[^2] 2. **环境监测模块** - **温湿度**:$DHT22$数字传感器(精度±0.5℃,±2%RH) - **烟雾检测**:MQ-2半导体气敏传感器 - **火焰监测**:红外火焰传感器(响应波长760nm-1100nm) - **入侵检测**:HC-SR501人体红外传感器 3. **通信模块** - **本地组网**:ESP8266 WiFi模块(支持802.11 b/g/n协议) - **远程传输**:SIM800C 4G模块(支持TCP/IP协议栈) ## 二、硬件架构设计 ```plaintext 系统拓扑图 +-------------------+ | 云端监控平台 | +--------+----------+ ▲ │4G/WiFi +--------+----------+ | STM32主控单元 | | (数据处理/传输) | +--------+----------+ │ ├─▶环境传感器阵列 ├─▶RFID仓储管理 ├─▶报警执行单元 └─▶电源管理系统 ``` ## 三、关键电路设计 1. **传感器接口电路** - 使用$I²C$总线连接温湿度/烟雾传感器 - 火焰传感器通过比较器电路接入ADC1_IN5 - RFID模块(RC522)通过SPI接口连接 2. **通信模块电路** - ESP8266通过USART3接入,波特率115200bps - SIM800C使用USART1,独立供电设计(5V/2A) 3. **电源管理单元** - 主系统供电:LM2596降压电路(12V→3.3V) - 备份电源:18650锂电池组(7.4V/4000mAh) ## 四、可靠性设计 1. **EMC防护** - 所有I/O口加装TVS二极管阵列 - 通信线路使用磁珠滤波 - 传感器线缆采用屏蔽双绞线 2. **异常处理机制** - 硬件看门狗电路(MAX813L) - 电源异常检测电路(TLV3012) ## 五、测试验证方案 1. **环境适应性测试** - 温度范围:$-20℃$~$60℃$连续工作测试 - 湿度极限:$20%RH$~$95%RH$梯度测试 2. **通信压力测试** - 模拟200节点并发数据传输 - 4G模块持续72小时在线测试
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