基于STM32的卧室智慧监测系统

该项目利用STM32采集卧室环境的温湿度、烟雾浓度和光照强度,通过MQTT协议与阿里云平台交互,数据同步到微信小程序。当环境异常时,系统能自动控制家居设备并提醒用户。系统涉及物联网传感技术、MQTT通信、Linux QT编程和微信小程序开发。

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一、前言
利用物联网的传感器技术实时采集卧室内环境的空气温湿度、烟雾浓度以及光照强度,传感层将数据进行采集,结合连接阿里云平台通过MQTT协议以数据包的形式发送到阿里云平台物模型数据台,,并可以将数据通过MQTT发布订阅的方式发送到手机端(微信小程序)上。如室内温度异常,立即通过手机对卧室风扇以及门窗进行开关,再通过数据发送到微信小程序提醒使用者。该课程设计是基于物联网传感技术、MQTT通信协议的智能家居系统,采用了 simpleAPI 架构,ESP32的MQTT通信连接手机,阿里云平台以及LinuxQT编程作为数据信息中转,微信小程序作为应用层进行信息交换。

二、系统运行环境
Win 10、Keil uVison 5、Micropython、串口调试助手、技小新工具、Linux ubuntu、QT编程、微信小程序、阿里云。

三、系统相关技术
MQTT是轻量级基于代理的发布/订阅的消息传输协议,设计思想是开放、简单、轻量、易于实现。这些特点使它适用于受限环境。例如,但不仅限于此:
网络代价昂贵,带宽低、不可靠。
在嵌入设备中运行,处理器和内存资源有限。
该协议的特点有:
使用发布/订阅消息模式,提供一对多的消息发布,解除应用程序耦合。
对负载内容屏蔽的消息传输。
使用 TCP/IP 提供网络连接。
有三种消息发布服务质量:
小型传输,开销很小(固定长度的头部是 2 字节),协议交换最小化,以降低网络流量。
使用 Last Will 和 Testament 特性通知有关各方客户端异常中断的机制。

四、云平台通信
阿里云平台相应物联网平台提供设备端SDK、产品ID、设备ID、设备密钥,设备使用所提供的信息与平台建立通信;创建云流转进行互相通信并实现控制:
A设备订阅/ p r o d u c t K e y / a N a m e / u s e r / g e t 主 题 B 设 备 订 阅 / {productKey}/aName/user/get主题 B设备订阅/

# 毕业设计——基于STM32的室内空气监控系统设计与实现 ### 摘要 基于STM32的室内空气监控系统是由STM32F103C8T6单片机,多种传感器组成的智能监控系统。通过嵌入式相关技术、WiFi通信、MQTT协议开发设备端,以OneNET云平台作为服务器,基于微信小程序开发用户端,实现本智能监控系统。本系统可持续监测室内的温湿度、可燃气体、PM2.5等空气参数,并将采集数据通过OLED显示屏展示。同时,所采集数据通过MQTT协议上传OneNET云平台下的MQTT服务器。用户可通过微信小程序查看设备端空气参数数据和设备状态,以及远程控制设备端的警报器和通风机,方便用户及时获得室内空气质量状况并进行干预以解决潜在危险。本系统设计通过运行和调试,可以稳定地进行室内空气监控,并实现数据可视化,具有一定的应用价值和市场前景。 ### 关键词:STM32F103C8T6;室内空气监控系统;室内空气监测系统 ### 具体功能 (1)设备端通过传感器采集室内空气参数数据,包括温湿度、可燃气体浓度、PM2.5浓度。当任一种采集到的空气参数数据超过设置的安全值时,系统将进行报警通知用户,同时打开通风机进行通风。设备端默认为自动报警模式,用户可在设备端按下按键切换为手动报警模式,经过10秒后会再次切换为自动报警模式。 (2)传感器采集的空气参数数据实时更新并显示在OLED显示屏上。 (3)设备端具有三个控制按键,按键一为警报器开关,按键二为通风机开关,按键三可以切换通风机的模式,即控制向外排风模式和向内送风模式的切换。 (4)设备端通过WIFI通信模块接入网络,利用MQTT协议将数据上传至OneNET云平台多协议接入服务下的MQTT服务器,OneNET云平台的服务器的数据存储有效期为一个月。用户端微信小程序可通过API接口从该服务器中获取数据,获取得到的JSON格式数据经过解析处理后渲染到小程序页面,实时显示室内空气参数数据和硬件设备状态。 (5)用户可以通过微信小程序的开关组件,下发控制命令至OneNET云平台的MQTT服务器,经过该服务器发布订阅,设备端接收到订阅后,经解析得到控制信息,并执行相应的操作,包括警报器的开启关闭和通风机的开启关闭、正转反转。 (6)在微信小程序的服务页面中,用户可以根据个人生活习惯在系统提供的安全值范围中选择合适的值,并下发给设备端作为报警阈值。可使用系统默认的安全值设置。 (7)用户注册微信小程序账号时,需要填写用户名、手机号码和密码,同时可以绑定设备端的唯一设备号。,绑定设备号为非强制动作,用户可以在登录后,再进行绑定设备号或者修改设备号以绑定新设备。绑定了同一设备号的微信小程序用户会被视为设备共享人。 (8)用户端微信小程序会获取用户所在地理信息,通过API接口获取和风天气的城市天气服务,显示包括今日天气、气温、相对湿度、风向、风力、风速、当前小时降水量、大气压强、能见度的天气信息。 (9)用户端微信小程序的每一个空气参数的功能页面中,会默认显示当日数据折线图,折线图绘制信息为当日的最大值和平均值。用户可以在日历组件选择日期查看指定历史数据,同样会绘制数据折线图。同时在该页面中,会默认显示当日和当前小时的空气参数数据最大值和平均值,点击折线图可以查询得到某一小时的最大值和平均值。 (10)用户可以在微信小程序的消息通知页面查看最近十条间隔一分钟以上的报警信息,信息包括报警日期时间,空气参数数据和设备状态。 ## 项目备注 1、该资源内项目代码都经过测试运行成功,功能ok的情况下才上传的,请放心下载使用! 2、本项目适合计算机相关专业(如计科、人工智能、通信工程、自动化、电子信息等)的在校学生、老师或者企业员工下载学习,也适合小白学习进阶,当然也可作为毕设项目、课程设计、作业、项目初期立项演示等。 3、如果基础还行,也可在此代码基础上进行修改,以实现其他功能,也可用于毕设、课设、作业等。 下载后请首先打开README.md文件(如有),仅供学习参考, 切勿用于商业用途。
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