劉承楊 晏坤山 羅浩宇

摘 要：采用STM32微控制器作為主控芯片，結合溫濕度傳感器、光照傳感器實時采集環(huán)境數(shù)據(jù)，用無線連接終端，并在移動終端上面顯示實時采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)。通過采集到的數(shù)據(jù)可以實時監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)，基于STM32設計的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)具有簡單易用、實用性強、成本低等特點。

關鍵詞： STM32，環(huán)境監(jiān)測，溫濕度傳感器、光照傳感器

1 總體方案設計

本設計包括硬件和軟件設計兩個部分。采用溫濕度傳感器和光照傳感器，環(huán)境變化由STM32單片機進行模數(shù)轉化，將結果顯示在OLED屏上。采用ESP8622無線模塊采集數(shù)據(jù)，并發(fā)送至移動終端，并由終端進行實時遠程監(jiān)測。系統(tǒng)組成圖如1所示：

2 主控制模塊

單片機核心控制模塊采用的是STM32F103C8T6， STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M 內核STM32系列的32位的微控制器，程序存儲容量是64KB，需要電壓2V～3.6V，[2]。電路如圖2所示。

3模塊設計

3.1 無線傳輸模塊

無線傳輸模塊采用的是ESP6266進行數(shù)據(jù)傳輸，該模塊性能穩(wěn)定，對環(huán)境適應性強，芯片集成度高，例如天線開關、射頻巴倫、功率放大器、低噪聲接收放大器、濾波器等射頻模塊。因此，對外圍電路的需求較少，用很少的電路就能實現(xiàn)其功能。如下圖所示：

3.2 傳感器模塊

系統(tǒng)設計主要采用溫濕度傳感器和光照傳感器，檢測溫濕度變化和光照情況。DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器，它應用專用的數(shù)字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產品具有極高的可靠性和卓越的長期穩(wěn)定性。校準系數(shù)以程序的形式存在OTP內存中，傳感器內部在檢測信號的處理過程中要調用這些校準系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，使其成為該類應用中，在苛刻應用場合的最佳選擇。產品為4針單排引腳封裝，連接方便。如圖所示：

3.3 電源電路的設計

電源電路采取的是3.3V電壓以及ASM1117穩(wěn)壓電源芯片。STM32單片機的工作電壓為3.3V，而電路中其他元器件需要5V供電，所以需要穩(wěn)壓芯片器件，保證電路正常工作。如下圖所示。

4 軟件設計

根據(jù)以上硬件電路設計，針對每一個硬件進行軟件編程，軟件設計部分主要分為初始化模塊、傳感器讀取模塊、顯示模塊、無線模塊等。初始化模塊主要負責初始化單片機內部的外設。傳感器讀取模塊主要是負責讀取傳感器內部的數(shù)據(jù)，顯示開關模塊主要是負責將傳感器中讀取到的數(shù)據(jù)在 OLED 中顯示。無線模塊將單片機采集到的數(shù)據(jù)傳輸至手機終端的數(shù)據(jù)庫。如圖所示：

結 論

本文基于STM32微控制器，通過DHT11傳感器采集溫濕度環(huán)境信息，光照傳感器采集光照信息，通過無線模塊實時傳輸采集信息。結果表明該設計構思具有可行性，能夠采集溫濕度環(huán)境信息和光照強度，能夠適用于相關的環(huán)境監(jiān)測場景中。

參考文獻

[1] 趙凱，楊淑連.溫室大棚環(huán)境參數(shù)無線監(jiān)控系統(tǒng)[J].山東理工大學學報? ? （自然科學版），2010，24（02）：93-96.

[2] 陳紅，李瑋.基于單片機和12864LCD模塊的萬年歷設計與仿真[J].中小? ? ? 企業(yè)管理與科技（上旬刊），2011（12）.