基于STM32室内空气净化监测系统设计

**单片机设计介绍，1649基于STM32室内空气净化监测系统设计

一 概要

  信息时代的进步，我们的生活潜移默化中发生了许多改变，物联网作为一个 陌生但是早已熟悉的新词也在引领着如今的潮流，但物联网又该如何理解呢？
　　互联网作为主流，是世界的信息数据得以迅速的进行交互流通，而物联网，则是使物 体与网络交互。具体来讲，就像本文的空气质量检测功能一样，单一检测空气质量的仪器 只具备检测功能，不具备通过网络交互功能，因此在本课题中，通过物联网芯片可以将检 测到的数据上传到云端，供以各方设备订阅查看。这就是实现物体联网功能的案例之一。 即借由互联网，将传感器收集到的数据上传发布。
　　本课题是以空气质量的检测为主，使用最为流行的物联网协议MQTT协议与云服务器 进行数据的上传与下载。系统由Arduino连接的若干空气质量检测传感器和ESP32连接的 云平台服务器组成。通过传感器数据进行数据的收集再上传到云端。为便于全面的进行检 测操作另有两个功能：制作微信小程序显示主要数据以及简单的灯光开关操作；ESP32连 接电机驱动和直流电机以及摄像头，可实现局域网视频流传输并达到远程操作小车移动的 功能。
关键词：Arduino开发板；ESP32-CAM开发板；空气检测传感器；Web界面；MQTT；

二、功能设计

基于STM32室内空气净化监测系统设计。设计包含原理图、PCB、程序、演示视频等。

实物制作电路方案。

设计思路

设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机智能手环系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机智能手环系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同单片机智能手环系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析单片机智能手环系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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程序

include"stm32f10x.h"
void GPIoConfiguration(void)
GPIo InitTypeDefGPIo InitStructure;
GPIo_InitStructure.GPIo_Pin=GPIo_Pin_1o;
GPIo InitStructure.GPIo Mode= GPIo Mode IN FLOATING;
GPIoInit(GPIoA,&GPIoInitStructure);
GPIoInitStructure.GPIoPin=GPIoPin9
GPIoInitStructure.GPIoSpeed=GPIoSpeed 5oMHz;
GPIoInitStructure.GPIoMode=GPIoModeAFPP:
GPIoInit(GPIoA,&GPIo InitStructure);
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文档

六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25