基于STM32单片机的室内环境监测系统的研究 .pdfVIP

基于STM32单片机的室内环境监测系统

的研究

摘要：STM32单片机与传统检测手段相比，其布线更加简洁、结构也更加简

答，在实际应用中对室内环境监测的效果更好，目前应用比较广泛，在很大程度

上促进了室内环境监测系统的优化与升级。本文就以STM32单片机为例，对室内

环境环境监测系统进行几点研究。

关键词：STM32单片机；传感器；无线通讯

引言

随着科技的发展和进步，室内环境监测系统也在不断完善，基于STM32单片

机的室内环境监测系统，不仅具有良好的检测效果，而且操作便捷，结构简单，

适用范围更加广泛，为室内环境环境监测提供巨大助力，对其系统设计与应用的

深入研究也显得十分必要。

1硬件设计

1.1STM32F103C8T6最小系统

按照单片机的组装要求，最小系统的构造需要包括STM32单片机、电源电路、

下载电路、复位电路和时钟电路。对单片机的构成原理分析发现，其内部结构遵

循集成电路芯片的构成模式，能够实现数据输入和输出的指令需求，同时利用中

央处理器CPU以及相关存储系统对多种数据进行指定输入、存储、输出，从而实

现微型计算机系统的构建。随着人们对控制领域的深入研究，这类控制类的元件

能够被高效利用。

1.2温湿度模块

利用温度传感器和数字模块采集技术组合而成的DHT11温湿度传感器，能够

准确对系统运行过程中的温湿度进行测量，并可以控制测量精度。按照不同工作

电压的状况，当工作电压为3.0v-5.5v时，响应时间如果5s，则该温湿度传感

器会处于低功率运行状态，并且保持完整的信号输出和接收，此时在信号发出以

后，由于接收指令的输入，DHT11温湿度传感器会切换到高速模式，待指令输入

完成后由回应单片机进行信号接收和分析。不同的数据传输有一定的数据量限制，

信号读取速度直接决定DHT11温湿度传感器的反应速度，当完成信号接收以及转

化的全部过程后，温湿度传感器则会重新回到原始工作状态，退出低速模式。

1.3甲醛模块

利用通用型模组组合成电化学甲醛模块。通过对空气中的甲醛分子进行测量，

接收空气中的化学信号，在电化学系统下进行分析，配合NPC温度传感器，完成

温度的补充。之所以能够实现信号的完整输入和转换，是由于在不断改良的电路

设计中，能够精准测量电化学信号，并且各接收端口可以获得实时数据，在经过

编辑和计算以后将指令下发给单片机和微机系统，进而实现模块化的设计和应用。

1.4PM2.5模块

在激光散射原理的基础上对空气中的颗粒物进行检测，配合颗粒物传感器实

现数字化信息采集，最终测得单位体积内空气中悬浮颗粒物的数量以及分布密度，

通过传感器信号的变化输出测量结果。按照不同位置空气中悬浮颗粒物的浓度，

相关仪器、仪表会精准的显示数量，确保以最快速度完成特定范围内的浓度数据

采集。

2软件设计

构建完整的室内环境监测系统，应用STM32单片机，完成单总线系统的编辑。

单总线系统对各操作指令的数据要求更高，所以在按要求进行系统软件的编写过

程中，要配合使用C语言和相关语言程序，利用编写键盘进行相关程序的驱动。

对已经完成编辑的数据进行存储，对各串口通讯程序进行串联，最终经过分析后

在LED显示程序上显示数据信息。在该系统中，不同位置的压力传感器以及电信

号传感器要第一时间获取相关数据，并且利用系统算法进行信号转换，进而精准

的对室内空气的质量、温度、湿度进行测量。利用数据存储和显示设备，配合彩

色液晶屏，可以让数字显示结果更加清晰。经过一段时间的研发和升级，该系统

能够对单位面积内的空气进行更高效率的检测，同时在系统运行的过程中各监控

软件可以配合软件平台推出相关应用，只需要在特定平台上进行下载就可以完成

实时监控。利用数据串行通信以及相关存储功能，进一步展现MAX232接口芯片

的应用价值，并保证数据获取的精度。

3监测系统的设计

随着人们环保意识的不断提高，以及对自身健康的高度重视，室内环境监测

系统逐渐得到了广泛的应用。利用该系统能够对室内环境中的各项参数进行准确

的监测。将STM32单片机应用在室内环境监测系统当中，能够实现室内环境监测

与调节的自动化，更为有效地保持良好的室内环境。

对于室内环境监测系统的完善，要利用STM32单片机微控制器进行数据回收

和使用。考虑内核处理器的高效能运转需求，各零部件的频