Notice:需要源码或相关资料实物的友友请关注、点赞，私信吧！！！！
对应源码及所有文件下载：源码及所有文件
基于STM32的环境监测系统
1、研究背景与意义
随着互联网通信和电子科技的飞速发展，人们的生活方式也发生了革命性变化。科学技术的进步带来了新时代的产品，这些产品在人们的生活中发挥着越来越重要的作用。
在现实中，运用单片机控制的系统已经在人们的生活中有所普及，比如交通信号灯或者心率健康检测等。若没有专业环境参数的监测，人们的日常生活将会受到很大的影响，环境也是诸多病症的组成因素之一，而这种环境的过渡变化人体很难第一时间进行察觉，但潜移默化中会对身体造成或多或少的影响。总的来说，环境检测可以统计环境变化趋势、预测可能出现的环境问题，提供有用的环境资源，早一步避免人力、财力的损失，达到趋利避害的效果。
因此，设计一个环境检测系统具有重要的实际意义。与此同时，良好的室内空气质量有助于调动员工的积极性，提高工作效率百分之十左右。总的来说，实时准确地获得气体浓度数据并进行检测操作对于舒适的居住环境和良好的工作氛围等都有着重要意义。
2、国内外研究现状及发展趋势
早期，一些发达国家如美国、日本、欧洲等国相继推出自己的环境检测方案并付诸实际措施。长期发展历程中可以概括为两个阶段，化学仪器和现场检测。追溯到二十世纪，模拟集成温度传感器横空出世，运用集成工艺将所需模块集成到一块芯片上，功能实用性上大大提高，正向更高端更智能的方向不断发展。
我国相对于外国来说，开始环境质量检测的时期较晚，发展也相对更慢。纵观整个发展史，大致分为三个阶段：人工检测、有线和无线检测，其中有线检测是自动化的，并针对不同地区侧重不同，如北方以大气检测为主，采用烟气实时检测系统；南方则侧重水污染，主要采用技术为COD在线实时自动检测技术。主要检测方面针对空气质量和烟尘量以及水污染为主体，而且当时的产品只能测定一个环境变量，具有很强的局限性。
3、主要研究内容
本次研究设计的主要内容是设计一个基于STM32单片机的环境检测系统。主要采用硬件与软件相互结合的设计方式，拥有可在室外使用、成本低、功耗小、采集数据准确度高、方便快捷的优势，对人体健康保护具有重要作用。
- 第一章先是对课题的研究背景与意义作了阐述，然后对国内外现状关于环境检测的指标进行介绍，以及运用了什么技术进行了简要的叙述。
- 第二章通过对系统总体设计方案的确定，明确了主控芯片和各硬件模块的选型，并对各个模块作了细致的描述。
- 第三章完成软件部分设计，包含各个环境检测模块，代码逻辑用流程图表示出来，使其实现对应的功能。
- 第四章对完成品进行功能测试，检查硬件焊接标准，对各个传感器进行控制变量记录显示数据，比较是否符合预期标准。
4、控制系统设计方案
本设计以单片机为核心控制器件结合温湿度传感器、空气质量传感器和光敏电阻传感器等进行一个环境检测系统的设计。该设计可通过温湿度传感器、空气质量传感器和光敏电阻传感器实时检测所处的环境情况，主控模块会连接蜂鸣器电路，若空气质量过高，可通过WiFi上传到上位机，使其将信息传送到云平台，并使蜂鸣器及时发送报警信息，能够及时获取所处的环境信息，便于及时针对处理。进行理论复习学习后，需运用所学知识进行电路图的绘制，完成电路板的制作，编写程序进行系统调试，最终完成具有要求功能的环境检测系统。
5、电路系统设计方案
本系统设计主要分为三个部分，分别是：环境检测数据的采集，OLED显示检测到的数据，数据上传到上位机并显示数据。主控芯片选择STM32单片机，其接收指令对环境光照强度、温湿度、空气质量数据进行收集，同时将参数信息反馈到OLED显示屏和云平台上，通过串口连接到WiFi通信模块，实现二者之间的数据传递。蜂鸣器模块是由单片机发出高电平即可发出警报，当空气质量大于设定的阈值时，发出报警声音。
6、系统控制芯片选择
系统主控芯片是整个系统控制的核心部分，主要职责是进行数据接收、分析、处理与执行，在设计中具有举足轻重的作用。
在单片机的开发和工程实践上，STM32的设计初衷就是针对于全面的功能以及低功耗的前提，与51单片机对比，存在很大差异。STM32单片机性能要比C51的性能高出几倍，这就意味着就可以实现更多的功能，同时价格低廉，换言之即为可以用更便宜的价格实现更高的性能和更多的功能，这不仅大大增强了系统的性能，而且为开发者提供了经济上的支持。目前，越来越多的用户开始选用STM32单片机作为主控芯片。
7、传感器电路设计
7.1 光照强度监测模块
在检测光照强度模块的选择上，本次设计选用光敏电阻传感器。光敏电阻是一种特殊的电阻器，是基于一种材料对不同的光照强度有着不同的导电率的原理设计的，而材料选用一般都为半导体（常见的有硫化镉或者硒化镉等），一点微弱的光照变化就可以使材料的导电率发生变化，使得其对环境光线十分敏感，一般用来检测所处环境的光线亮度，其光线亮度与电阻值成反比。当阻值发生变化时，就可以对变化的幅度进行分析，再根据变化幅度的范围，按照一定的规则来转换为光照强度的数值。
可通过旋钮改变它的阈值，本设计通过AO口来输出模拟信号从而进行光照强度数值的转换，换言之，就是光敏电阻传感器将采集的光线强度变成一个连续的模拟信号，然后从AO引脚输出出来，经转换后就能得到一个光照强度数值。
本设计选择此光敏电阻传感器作为光照强度检测模块，是因为它对光照强度的变化所传递的数值非常精准，而且具有体积小，重量轻等优点，便于嵌入在各种小型设备上。系统中的光照强度检测模块还具有以下特点：
（1）其模块核心采用高灵敏型光敏电阻传感器。
（2）工作的电压范围为3.3V-5V。
（3）使用宽电压LM393比较器。
（4）输出为比较器，信息完整，波形明显，输出方式为DO数字开关量输出（0和1)和AO模拟电压输出。
（5）PCB为小板尺寸，便于嵌入在各种小型产品上。
7.2 温湿度监测模块
随着科技日新月异的发展，温湿度传感器已不再局限为最初的湿敏元器件，也开始向集成化、多样化进行发展。在检测温湿度模块的选择上，并没有分开去选择温度传感器和湿度传感器，而是合二为一，本设计系统决定选用DHT11温湿度传感器，此款复合传感器可以同时感知环境中的温湿度，在功能上更加强大，自带数据校准，稳定性有保障，而且在准确性方面不输于传统的分离式传感器。
DHT11温湿度传感器模块是市面上很常见的传感器模块，它的体积非常小而且设计精巧，每个模块的重量仅有8克，非常适合用于空间较小、产品体积较小的设计，性价比极高。在设计中可以很方便的嵌入到实体设备中，可以使实体设备更加精巧。它是一种在输出时直接输出数字信号的传感器，使得在单片机处理数据时不需要在进行转换，处理速率得到了很大的提高。其工作形式是：首先需要感应到连接单片机接口的电平变化才会开始检测，即若单片机不发出信号，就不会检测温湿度，也不会把采集到的所处环境的温湿度参数以数字信号的形式串行传输到单片机。
DHT11数字湿温度传感器采用单总线数据格式。即，单个数据引脚端口完成输入输出双向传输。其数据包由5Byte（ 40Bit）组成。数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明。一次完整的数据传输为40bit，高位先出。
数据格式：8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bit温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和校验和数据为前四个字节相加。
7.3 空气质量监测模块
空气质量检测模块用于检测所处环境的空气质量，实现对空气质量的检测。空气质量检测传感器原理上是利用一些气敏材料，这种材料在不同空气质量下的电阻率不同，主要质地是二氧化锡。当环境中存在有害污染气体时，模块中的气敏材料的导电性能就会发生改变，电导率会随着空气质量增加而逐渐增大。换言之，空气质量越高，其模拟量的输出电压越高，由于其输出为模拟信号，那么就需要将其进行AD转换，转变成单片机可以处理的数字信号，最终使其在OLED上显示。最终本设计选用MQ-135传感器，它是一种可靠性高、适合多种应用、成本低、应用技术先进的检测空气质量的传感器。它可以检测多种有害气体，例如：氨气、硫化物和苯系蒸汽等。
工作原理：MQ135传感器采用二氧化锡（SnO2）作为气敏材料。在清洁空气中，该材料的电导率较低。当传感器所处的环境中存在污染气体时，传感器的电导率会随着空气中污染气体浓度的增加而增大。通过简单的电路，可以将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。
基于STM32的环境监测系统 (esp8267)（下）+https://developer.aliyun.com/article/1627386
