基于STM32的环境监测系统设计

刘承杨 晏坤山 罗浩宇

摘 要：采用STM32微控制器作为主控芯片，结合温湿度传感器、光照传感器实时采集环境数据，用无线连接终端，并在移动终端上面显示实时采集到的环境数据。通过采集到的数据可以实时监测环境数据，基于STM32设计的环境监测系统具有简单易用、实用性强、成本低等特点。

关键词： STM32，环境监测，温湿度传感器、光照传感器

1 总体方案设计

本设计包括硬件和软件设计两个部分。采用温湿度传感器和光照传感器，环境变化由STM32单片机进行模数转化，将结果显示在OLED屏上。采用ESP8622无线模块采集数据，并发送至移动终端，并由终端进行实时远程监测。系统组成图如1所示：

2 主控制模块

单片机核心控制模块采用的是STM32F103C8T6， STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M 内核STM32系列的32位的微控制器，程序存储容量是64KB，需要电压2V～3.6V，[2]。电路如图2所示。

3模块设计

3.1 无线传输模块

無线传输模块采用的是ESP6266进行数据传输，该模块性能稳定，对环境适应性强，芯片集成度高，例如天线开关、射频巴伦、功率放大器、低噪声接收放大器、滤波器等射频模块。因此，对外围电路的需求较少，用很少的电路就能实现其功能。如下图所示：

3.2 传感器模块

系统设计主要采用温湿度传感器和光照传感器，检测温湿度变化和光照情况。DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。校准系数以程序的形式存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，使其成为该类应用中，在苛刻应用场合的最佳选择。产品为4针单排引脚封装，连接方便。如图所示：

3.3 电源电路的设计

电源电路采取的是3.3V电压以及ASM1117稳压电源芯片。STM32单片机的工作电压为3.3V，而电路中其他元器件需要5V供电，所以需要稳压芯片器件，保证电路正常工作。如下图所示。

4 软件设计

根据以上硬件电路设计，针对每一个硬件进行软件编程，软件设计部分主要分为初始化模块、传感器读取模块、显示模块、无线模块等。初始化模块主要负责初始化单片机内部的外设。传感器读取模块主要是负责读取传感器内部的数据，显示开关模块主要是负责将传感器中读取到的数据在 OLED 中显示。无线模块将单片机采集到的数据传输至手机终端的数据库。如图所示：

结 论

本文基于STM32微控制器，通过DHT11传感器采集温湿度环境信息，光照传感器采集光照信息，通过无线模块实时传输采集信息。结果表明该设计构思具有可行性，能够采集温湿度环境信息和光照强度，能够适用于相关的环境监测场景中。

参考文献

[1] 赵凯，杨淑连.温室大棚环境参数无线监控系统[J].山东理工大学学报    （自然科学版），2010，24（02）：93-96.

[2] 陈红，李玮.基于单片机和12864LCD模块的万年历设计与仿真[J].中小      企业管理与科技（上旬刊），2011（12）.