????大家好，這里是5132單片機畢設設計項目分享，今天給大家分享的是基于《基于STM32的環境監測設計》。
目錄
1、系統功能
2.1、硬件清單
2.2、功能介紹
2.3、控制模式
2、演示視頻和實物
3、系統設計框圖
4、軟件設計流程圖
5、原理圖
6、主程序
7、總結
1、系統功能
2.1、硬件清單
STM32F103C8T6最小核心控制板+ESP8266-01SWiFi模塊+DHT11溫濕度傳感器+0.96寸OLED顯示屏+PM2.5傳感器+4按鍵模塊+聲光報警模塊（LED燈+蜂鳴器）+光敏電阻+后備電池+MQ2煙霧傳感器+MQ9一氧化碳傳感器+MQ135空氣質量傳感器
2.2、功能介紹
（1）STM32F103C8T6最小核心控制板：作為系統主控單元，負責協調各傳感器數據采集、處理及控制外設動作。
（2）ESP8266-01SWiFi模塊：連接機智云平臺，實現手機APP遠程監控與控制，支持數據上傳云端及接收遠程指令。
（3）DHT11溫濕度傳感器：實時檢測環境溫度與濕度，數據同步顯示于OLED屏并上傳云平臺。
（4）0.96寸OLED顯示屏：分頁面顯示傳感器參數（PM2.5、光照強度、空氣質量、一氧化碳、煙霧、溫濕度）及閾值設置界面。
（5）PM2.5傳感器：監測空氣中PM2.5濃度，當數值超過設定閾值時觸發聲光報警。
（6）4按鍵模塊：
??? ?第1個按鍵：頁面切換（傳感器數據頁/閾值設置頁）。
??? ?后3個按鍵：閾值設置（切換閾值類型、增加閾值數值），支持本地手動調整各參數報警閾值。
（7）聲光報警模塊：由LED燈和蜂鳴器組成，當傳感器檢測值超過閾值時同步發出光閃與聲音報警。
（8）光敏電阻：采集環境光照強度，數值用于閾值比較及顯示，支持手動調整光照報警閾值。
（9）后備電池：系統斷電后為時鐘供電，確保實時時間準確性。
（10）MQ2煙霧傳感器：檢測環境煙霧濃度，超過閾值時觸發報警。
（11）MQ9一氧化碳傳感器：監測一氧化碳濃度，超標時啟動聲光報警。
（12）MQ135空氣質量傳感器：檢測空氣質量指數，數值異常時觸發報警。
2.3、控制模式
（1）遠程模式：通過機智云平臺連接手機APP，可遠程查看PM2.5、溫濕度、光照強度、煙霧、一氧化碳、空氣質量等實時數據，支持遠程設置各參數報警閾值及控制聲光報警功能。
（2）本地手動模式：
??? ?頁面切換：通過第1個按鍵切換傳感器數據顯示頁與閾值設置頁。
??? ?閾值設置：在閾值設置頁，通過后3個按鍵調整各參數閾值（如PM2.5閾值、光照強度閾值、溫濕度閾值等），設置時數值實時更新并顯示。
（3）自動報警模式：系統實時監測各傳感器數據，當檢測值超過預設閾值時（如PM2.5＞300、光照強度＜設定值、一氧化碳濃度超標等），自動觸發聲光報警模塊，LED燈閃爍且蜂鳴器發聲，報警狀態同步上傳至手機APP。
2、演示視頻和實物
基于STM32的環境監測設計
3、系統設計框圖
4、軟件設計流程圖
5、原理圖
6、主程序
#include "sys.h" //頭文件
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#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "timer.h"
#include "usart3.h"
#include "gizwits_product.h"
#include "Key.h"
#include "Buzzer.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"
#include "MyRTC.h"
#include "Serial2.h"
#include "dht11.h"
#include "PM25.h"extern uint32_t bufe[10]; //存儲傳感器采集的數據
uint16_t AD0, AD1,AD2, AD4, AD5, AD6; //存儲5路ADC值
uint32_t GuangYu = 70; //光照強度閾值上限
uint32_t TempYu = 35;
uint32_t HumiYu = 70;
uint32_t YanYu = 80;
uint32_t COYu = 80;
uint32_t PM25Yu = 300;
uint32_t KONGYu = 80;u8 temp, humi; //存放溫濕度
u8 state, state2 = 2, state2_1, state3; //按鍵狀態標志
u8 t = 0; //傳感器讀取時間間隔
uint8_t KeyNum; //存儲按鍵值
u8 Flag_dakai = 0; //窗戶狀態標志
u16 ii = 0; //步進電機循環
extern u8 flag; //遠程控制標志
u8 flag2 = 0, flag1, flag3;uint16_t RTC_Time[] = {0, 0, 0};
uint16_t RTC_Time1[] = {7, 0, 0}; //定時時間---開
uint16_t RTC_Time2[] = {19, 0, 0}; //定時時間---關u8 T_state, T_state1, qingping = 1, state_dingshi_yu_guan, state_dingshi_yu_kai, state_dingshi_yu_switch, state3_1;void TimeSet(void);
void TimeRead(void);
void ChuangGanXinXi(void);
void Yu_Set(void);
void KongZhi(void);
void YuZhiSet(void);void MY_Gizwits_Init(void) //機智云初始化函數
{TIM3_Int_Init(9, 7199); //1MS系統定時usart3_init(9600);//WIFI初始化memset((uint8_t *)¤tDataPoint, 0, sizeof(dataPoint_t)); //設備狀態結構體初始化gizwitsInit();//環形緩沖區初始化gizwitsSetMode(2); //設置模式userInit();
}//void shoudong()
//{
// TimeRead();
// if (KeyNum == 2) //按鍵PB0控制窗戶開關
// {
// delay_ms(20);
// if (KeyNum == 2)
// {
// state2++;
// if (state2 > 1)
// {
// state2 = 0;
// }
// }
// }
// if (state2 == 0)
// {
// if (Flag_dakai == 0)
// {// }// }
// if (state2 == 1)
// {
// if (Flag_dakai == 1)
// {// }
// }
//}
//void zhidong()
//{
// TimeRead();
// if (KeyNum == 5) //自動模式下PB0按鍵控制閾值切換
// {
// flag1 = 0;
// flag3 = 0;
// delay_ms(20);
// if (KeyNum == 5)
// {
// state2_1++;
// if (state2_1 > 1)
// {
// state2_1 = 0;
// }
// }
// }
// if (state2_1 == 1)
// {
// flag2 = 1; //傳感器閾值
// if (KeyNum == 2) //自動模式下PB0按鍵控制閾值切換
// {
// delay_ms(20);
// if (KeyNum == 2)
// {
// state3++;
// if (state3 > 8)
// {
// state3 = 0;
// }
// }
// }
// if (state3 == 1)
// {
// if (KeyNum == 3)GuangYu_Shang++;
// if (KeyNum == 4)GuangYu_Shang--;
// }
// if (state3 == 0)
// {
// if (KeyNum == 3)GuangYu_Xia++;
// if (KeyNum == 4)GuangYu_Xia--;
// }
// if (state3 == 6)
// {
// if (KeyNum == 3)YanYu++;
// if (KeyNum == 4)YanYu--;
// }
// if (state3 == 7)
// {
// if (KeyNum == 3)COYu++;
// if (KeyNum == 4)COYu--;
// }
// if (state3 == 3)
// {
// if (KeyNum == 3)TempYu_Shang++;
// if (KeyNum == 4)TempYu_Shang--;
// }
// if (state3 == 2)
// {
// if (KeyNum == 3)TempYu_Xia++;
// if (KeyNum == 4)TempYu_Xia--;
// }
// if (state3 == 5)
// {
// if (KeyNum == 3)HumiYu_Shang++;
// if (KeyNum == 4)HumiYu_Shang--;
// }
// if (state3 == 4)
// {
// if (KeyNum == 3)HumiYu_Xia++;
// if (KeyNum == 4)HumiYu_Xia--;
// }
// }
// if (state2_1 == 0)
// {
// flag2 = 0; //傳感器信息
// /*********室內煙霧和CO量超過各自閾值，蜂鳴器報警***********/
// if ((bufe[1] > YanYu) || (bufe[2] > COYu))
// {
// Buzzer_ON();
// }
// else
// {
// Buzzer_OFF();
// }
// }
//}int main(void)
{NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //設置NVIC中斷分組2:2位搶占優先級，2位響應優先級uart_init(9600); //串口初始化為9600delay_init(); //延時函數初始化LED_Init(); //初始化與LED連接的硬件接口DHT11_Init();Buzzer_Init(); //下面為外設初始化OLED_Init();Key_Init();PM25_Init(); //里面包含了AD_Init();MyRTC_Init();MY_Gizwits_Init(); //機智云初始化while (1){userHandle(); //數據上傳gizwitsHandle((dataPoint_t *)¤tDataPoint); //后臺處理，必須放在while里DHT11_Read_Data(&temp, &humi); //讀取溫濕度并顯示在OLED上bufe[0] = temp;bufe[1] = humi;if (t % 10 == 0){AD0 = AD_GetValue(ADC_Channel_0); //光照傳感器 if (AD0 > 4000)AD0 = 4000;bufe[2] = (u8)(100 - (AD0 / 40));AD1 = AD_GetValue(ADC_Channel_1); //煙霧傳感器if (AD1 > 4000)AD1 = 4000;bufe[3] = (u8)(80 - (AD1 / 40));AD2 = AD_GetValue(ADC_Channel_2); //CO傳感器if (AD2 > 4000)AD2 = 4000;bufe[4] = (u8)(80 - (AD2 / 40));AD4 = AD_GetValue(ADC_Channel_4); //空氣質量傳感器if (AD4 > 4000)AD4 = 4000;bufe[5] = (u8)(80 - (AD4 / 40));bufe[6] = Get_PM25_Average_Data();}t++;KongZhi();KeyNum = Key_GetNum();if (KeyNum == 1){qingping = 0;state2 = 2,delay_ms(20);if (KeyNum == 1){state++;if (state > 2){state = 0;}}}if (state == 1) {if (qingping == 0){OLED_Clear();qingping = 1;} ChuangGanXinXi();}if (state == 2) {if (qingping == 0){OLED_Clear();qingping = 1;} Yu_Set();}if (state == 0) {if (qingping == 0){OLED_Clear();qingping = 1;} TimeRead();OLED_ShowChinese(2, 3, 49);OLED_ShowChinese(2, 4, 50);OLED_ShowChinese(2, 5, 72);OLED_ShowChinese(2, 6, 73);OLED_ShowChinese(3, 2, 74);OLED_ShowChinese(3, 3, 75);OLED_ShowChinese(3, 4, 76);OLED_ShowChinese(3, 5, 77); OLED_ShowChinese(3, 6, 78);OLED_ShowChinese(3, 7, 79); if (flag == 0) {Buzzer_OFF();LED_OFF();}if (flag == 1) {Buzzer_Turn();LED_Turn();}}}
}void TimeSet() //設置時間
{if (KeyNum == 2) //PB10{delay_ms(20);if (KeyNum == 2){T_state++;if (T_state > 2){T_state = 0;}}}if (T_state == 0) //時間顯示模式{MyRTC_ReadTime();OLED_ShowNum(1, 5, MyRTC_Time[3], 2); //時OLED_ShowString(1, 7, ":");OLED_ShowNum(1, 8, MyRTC_Time[4], 2); //分OLED_ShowString(1, 10, ":");OLED_ShowNum(1, 11, MyRTC_Time[5], 2); //秒RTC_Time[0] = MyRTC_Time[3];RTC_Time[1] = MyRTC_Time[4];RTC_Time[2] = MyRTC_Time[5];}if (T_state == 1) //修改時間{if (KeyNum == 5){delay_ms(20);if (KeyNum == 5){T_state1++;if (T_state1 > 2){T_state1 = 0;}}}if (T_state1 == 0) //修改時{if (KeyNum == 4)RTC_Time[0]++;if (KeyNum == 3)RTC_Time[0]--;if (RTC_Time[0] > 23 & RTC_Time[0] < 100)RTC_Time[0] = 0;if (RTC_Time[0] > 100)RTC_Time[0] = 23;OLED_ShowNum(1, 5, RTC_Time[0], 2); //時}if (T_state1 == 1) //修改分{if (KeyNum == 4)RTC_Time[1]++;if (KeyNum == 3)RTC_Time[1]--;if (RTC_Time[1] > 59 & RTC_Time[1] < 100)RTC_Time[1] = 0;if (RTC_Time[1] > 100)RTC_Time[1] = 59;OLED_ShowNum(1, 8, RTC_Time[1], 2); //時}if (T_state1 == 2) //修改秒{if (KeyNum == 4)RTC_Time[2]++;if (KeyNum == 3)RTC_Time[2]--;if (RTC_Time[2] > 59)RTC_Time[2] = 0;if (RTC_Time[2] > 59 & RTC_Time[2] < 100)RTC_Time[2] = 0;if (RTC_Time[2] > 100)RTC_Time[2] = 59;OLED_ShowNum(1, 11, RTC_Time[2], 2); //時}}if (T_state == 2){MyRTC_Time[3] = RTC_Time[0];MyRTC_Time[4] = RTC_Time[1];MyRTC_Time[5] = RTC_Time[2];MyRTC_SetTime();T_state = 0;}
}void TimeRead()
{MyRTC_ReadTime();OLED_ShowNum(1, 5, MyRTC_Time[3], 2); //時OLED_ShowString(1, 7, ":");OLED_ShowNum(1, 8, MyRTC_Time[4], 2); //分OLED_ShowString(1, 10, ":");OLED_ShowNum(1, 11, MyRTC_Time[5], 2); //秒
}void ChuangGanXinXi(void)
{OLED_ShowString(1, 1, "PM2.5:"); OLED_ShowNum(1, 7, bufe[6], 4); OLED_ShowChinese(2, 1, 53); //光強OLED_ShowChinese(2, 2, 54);OLED_ShowString(2, 5, ":");OLED_ShowNum(2, 6, bufe[2], 2);OLED_ShowString(2, 11, "KQ:"); OLED_ShowNum(2, 14, bufe[5], 2);OLED_ShowChinese(3, 1, 60); //煙霧OLED_ShowChinese(3, 2, 61);OLED_ShowString(3, 5, ":");OLED_ShowNum(3, 6, bufe[3], 2);OLED_ShowString(3, 11, "CO:"); OLED_ShowNum(3, 14, bufe[4], 2);OLED_ShowChinese(4, 1, 26); //溫濕度OLED_ShowChinese(4, 2, 28);OLED_ShowString(4, 5, ":");OLED_ShowChinese(4, 5, 27);OLED_ShowChinese(4, 6, 28);OLED_ShowString(4, 13, ":");OLED_ShowNum(4, 6, bufe[0], 2);OLED_ShowNum(4, 14, bufe[1], 2);
}void Yu_Set(void)
{OLED_ShowChinese(1, 3, 80);OLED_ShowChinese(1, 4, 81); OLED_ShowChinese(1, 5, 82);OLED_ShowChinese(1, 6, 83); OLED_ShowString(2, 1, "G:");OLED_ShowNum(2, 3, GuangYu, 2);OLED_ShowString(2, 7, "K :");OLED_ShowNum(2, 10, KONGYu, 2);OLED_ShowString(2, 13, "W:");OLED_ShowNum(2, 15, TempYu, 2);OLED_ShowString(3, 1, "Y:");OLED_ShowNum(3, 3, YanYu, 2);OLED_ShowString(3, 7, "CO:");OLED_ShowNum(3, 10, COYu, 2);OLED_ShowString(3, 13, "S:");OLED_ShowNum(3, 15, HumiYu, 2);OLED_ShowString(4, 1, "PM2.5:");OLED_ShowNum(4, 7, PM25Yu, 4);
}void KongZhi(void)
{if((bufe[0]>TempYu)||(bufe[1]>HumiYu)||(bufe[2]>GuangYu)||(bufe[3]>YanYu)||(bufe[4]>COYu)||(bufe[5]>KONGYu)||(bufe[6]>PM25Yu)){LED_Turn();Buzzer_Turn();}else{LED_OFF();Buzzer_OFF();} YuZhiSet();
}void YuZhiSet()
{if (KeyNum == 2) //自動模式下PB0按鍵控制閾值切換{delay_ms(20);if (KeyNum == 2){state3++;if (state3 > 6){state3 = 0;}}}if (state3 == 0){if (KeyNum == 3)GuangYu++;if (KeyNum == 4)GuangYu--;}if (state3 == 1){if (KeyNum == 3)KONGYu++;if (KeyNum == 4)KONGYu--;}if (state3 == 2){if (KeyNum == 3)TempYu++;if (KeyNum == 4)TempYu--;}if (state3 == 3){if (KeyNum == 3)YanYu++;if (KeyNum == 4)YanYu--;}if (state3 == 4){if (KeyNum == 3)COYu++;if (KeyNum == 4)COYu--;}if (state3 == 5){if (KeyNum == 3)HumiYu++;if (KeyNum == 4)HumiYu--;}if (state3 == 6){if (KeyNum == 3)PM25Yu+=10;if (KeyNum == 4)PM25Yu-=10;}}7、總結
本文介紹了一個基于STM32F103C8T6的環境監測系統設計。系統通過多種傳感器（溫濕度、PM2.5、煙霧、一氧化碳等）實時采集環境數據，并通過OLED顯示屏本地顯示或通過ESP8266 WiFi模塊上傳至機智云平臺實現遠程監控。系統支持手動和自動兩種控制模式，當檢測值超過預設閾值時會觸發聲光報警。硬件包括STM32主控、傳感器模塊、顯示模塊和通信模塊等，軟件采用模塊化設計，包含數據采集、處理、顯示和通信等功能。該系統實現了環境參數的全面監測和智能報警，具有實用性和可擴展性。
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