基于NB-I0T的智能农业监控系统设计与实现

河北理工大学信息学院 摘要 iii2功能与设计方案2.1系统功能要求该智能农业监控系统需要具备以下功能特性：完整的农业环境监测网络，包含土壤温湿度、光照强度、CO2浓度与PH值等生长关键参数；多种环境数据的实时采集与处理；直观显示界面，使用户能够了解当前环境状态；支持设定关键参数阈值并提供超出范围预警；通过NB-IoT技术上传采集的数据至云平台，达到远程监控与数据分析的目标；低功耗，适合农田长期部署；操作简单直观，农业从业人员可迅速使用；具备扩展性，可依据需要增加其他监测内容。这些功能特性使系统能够为农业生产决策提供可靠支持，助力精准农业管理的实现。2.2系统设计方案智能农业监控系统以STM32F103单片机为设计依据，整体结构包括数据采集层、处理层、显示层和传输层，多种传感器组成数据采集部分，负责环境参数的监测，包括DHT11温湿度、光敏电阻光照强度、KQ-2801CO2传感器，同时PH值模块也包含在传感器组成中，单片机在数据处理层完成传感器数据相关任务，比如采集、转换、存储等，同时支持参数阈值和越限判断功能的设置。显示数据层使用OLED显示屏，与三个独立按键结合构建人机交互界面，这不仅显示当前的环境参数和系统状态，也支持用户完成阈值设置，数据传输部分采用BC26NB-IoT模块，定期通过MQTT协议把环境数据上传至云平台。Type-C接口为系统供电，方便连接外部电源，整个系统采用模块化设计，各功能单元借助标准接口连接，便于维护与扩展。图2.1系统硬件模块工作框图2.3器件方案对比2.3.1单片机的选择方案一：STC89C52是经典的8051架构单片机，具有成熟且稳定的特点，该单片机采用8位CPU，主频可达12MHz，内置8KBFlash程序存储器、512字节RAM，具有3个定时器/计数器、1个全双工串口和4个8位I/O口。STC89C52编程简单，开发环境成熟且资料丰富，适合入门级电子项目开发，不足的是运算速度较慢、内存空间有限、外设功能也较少，难以满足复杂应用需求，对本系统需要连接多个传感器并进行数据处理与显示的要求，这些性能和资源明显不足[9]。方案二：STM32F103是基于ARMCortex-M3内核的32位微控制器，主频达到72MHz，内设64KBFlash程序存储器以及20KBSRAM，外设资源相当丰富，包含2个12位ADC转换器、3个通用定时器与1个高级定时器、2个I2C接口、3个USART接口、2个SPI接口，GPIO引脚多达37个。各种外设和资源的配备为具体使用和控制微控制器时进行各种任务的处理与管理，提供了丰富的接口和控制逻辑，同时，微控制器的存储资源和处理资源使它在应对任务处理中具有相当的助力。STM32F103在性能与功耗比的对比中具有不俗的特征，多种低功耗模式为电池供电应用的使用前提下提升了可选择性，多路传感器数据处理和复杂算法执行都离不开它丰富的硬件资源与强大的处理能力，本系统需要连接传感器、显示屏、NB-IoT模块等多模块，同时进行实时数据处理，这些要求与STM32F103的硬件资源和能力特征完全对等，最终选择作为主控制器进行使用[10]。2.3.2温湿度检测模块选型方案一：SHT11传感器为Sensirion公司产品，可提供高精度温湿度信号的数字输出，温度量程在-40℃~+123.8℃范围，精度保持在±0.4℃；相对湿度测量范围达到0~100%RH，精度控制在±3%RH。内置14位ADC转换器，数字信号输出前完成校准，稳定且响应迅速，采用I2C总线通信设计，集成度较高，但SHT11单颗价格成本在50元以上，封装为非标准形式，电路设计复杂性增加[11]。方案二：DHT11传感器内部结构包含电阻式湿度测量计与NTC温度检测计，其温湿度测量范围和精度也具有明显的特征，温度测量可达到的范围为0℃~50℃，但精度仅保持在±2℃；湿度测量范围为20%~90%RH，精度控制在±5%RH。该传感器采用单总线通信协议，其数据接口简化为一根数据线即可完成单片机通信任务，在成本上，单颗价格在10元左右，驱动代码成熟且接口简单，适合普通应用环境。虽然与SHT11对比，该传感器在测量精度和响应速度的对比中不具有优势，但农业环境对温湿度的监测要求一般化，其测量范围满足常规农业应用，考虑到温湿度检测模块需同时满足测量范围、成本控制和电路简化等要求，DHT11作为传感器选择存在其优势，具有明显的应用特征，最终完成该模块选择[12]。2.3.3显示模块的选型方案一：LCD1602字符液晶显示模块，通常可显示16×2的字符，总字符数为32个，它借助标准HD44780控制器进行管理，接口形式简单，与单片机的连接一般采用并行或I2C接口。此类模块在成本、编程和功耗的特征中都保持在适中且可控制的层次，适于对文字、数字信息进行显示，但LCD1602无法应对显示内容的不足愈加具体化，比如仅适合有限字符与内容显示，图形化输出效果也完全无法完成，显示的对比度存在使用依赖的视角和光线环境的因果要求，强光下可视性也存在缺陷与不足[13]。方案二：OLED显示屏采用自发光技术，无需背光源，具有高对比度、宽视角和响应速度快等特征，本系统使用基于SSD1306控制器的0.96英寸OLED模块，分辨率为128×64像素，支持I2C通信接口。文字、数字和简单图形可以显示在OLED显示屏中，内容丰富，在各种光线条件下均有良好的可视性，虽然OLED显示屏成本高于LCD1602（约15-25元），但考虑到系统需要在多种环境条件下清晰显示参数信息，且OLED显示屏能耗低、体积小，显示效果也具有优点[14]。5系统的测试3系统的硬件设计3.1STM32F103C8T6单片机本系统使用STM32F103C8T6作为主控制器，该芯片为ST公司基于ARMCortex-M3内核开发的32位微控制器。LQFP48封装形式下，最高工作频率达到72MHz，Flash和RAM的资源量为64KB与20KB，GPIO引脚可达37个，外设资源也相当丰富。系统采用外部8MHz晶振作为STM32F103的主时钟源，借助内部PLL倍频至72MHz，板载配置包含32.768KHz低速晶振，用于RTC实时时钟功能。电源部分通过XC6206稳压芯片将5V转换为3.3V，为单片机与外设提供稳定电源，电路设计中复位电路和Boot选择电路同时存在，方便程序下载及系统重置[15]。单片机的PA0-PA7配置为ADC输入通道，采集模拟传感器信号；PA9和PA10作为串口1（USART1）引脚与NB-IoT模块连接；PB14和PB15配置为I2C接口后连接OLED显示屏；PA7与DHT11温湿度传感器连接；光敏电阻光照强度传感器连接在PA6；PH值采集模块连接在PA5；CO2传感器连接在PA4；三个独立按键连接在PB3、PB4、PB5，完成人机交互。STM32F103单片机在系统中负责控制功能，传感器数据定时采集、数据处理与转换、显示控制、按键响应、参数阈值设置与判断等任务都通过它完成，串口通信也离不开它，单片机借助串口与NB-IoT模块通信，实现数据到云平台的发送。系统使用定时器中断方式，精确的时间控制和定时任务触发功能就通过它实现，单片机上电之后，完成外设初始化，进入主循环，按键检测、数据采集、显示更新和数据处理等任务在主循环中循环进行。STM32F103在系统中处理能力和外设资源的充分发挥，为稳定运行提供了保障。其丰富的外设资源与强大的处理性能，使整个系统运行时的可靠保障性完全显示。图3.1STM32F103C8T6单片机接线情况3.2DHT11温湿度传感器DHT11为数字温湿度传感元件的组合体，内部包含精度高且采用电阻式结构的湿度测量部分，同时集成了NTC温度传感部分，借助单总线形式的数字接口输出校准处理后的温湿度数据。封装形式采用4针脚结构，具体包括VCC供电引脚、DATA数据线引脚、NC空脚引脚和GND接地引脚。本系统中DHT11与STM32F103的PA7引脚进行连接，采用单总线通信[16]。单总线通信协议存在特定的时序要求，MCU发送起始信号时将总线拉低至少18ms然后释放，DHT11检测到起始信号之后发送响应信号，低电平和高电平持续时间都为80μs，之后传输40位数据，这40位数据包含8位湿度整数部分、8位湿度小数部分、8位温度整数部分、8位温度小数部分和8位校验和，每一位数据传输包含50μs低电平起始位和26μs到70μs的高电平，高电平持续时间决定数据是0还是1，26μs到28μs表示0，70μs表示1[17]。系统软件借助精确的延时函数完成对DHT11时序的管理与数据采集任务，程序定义了DHT11_Read_TempAndHumidity()函数，负责实现温湿度数据的读取。该函数每500ms调用一次，用以获取温湿度的最新的相关数据，温度数据被存储在全局变量temp中，湿度数据存储在humi中，采集的这些数据用在环境监测和显示中。DHT11传感器为系统提供了温湿度相关准确信息，温度测量范围在0℃-50℃，湿度范围20-90%RH，温度精度达到±2℃，湿度精度达到±5%RH，这些具体指标准满足了农业环境监测要求。同时它使用3.3V供电，静态电流可控制在60μA，低功耗特征使它在低功耗的农业应用场景中可以满足环境监测与控制的需求。图3.2DHT11温湿度传感器3.3OLED显示模块本系统采用0.96英寸的OLED显示模块作为人机交互界面，基于SSD1306控制芯片，分辨率为128×64像素，使用了I2C通信接口。OLED显示屏无需背光源，同时具有自发光特性，视角宽广且显示效果鲜明，适合在各种光线环境下使用。OLED模块采用4针引脚结构，包含GND、VCC、SCL和SDA，这4针在系统中与相关引脚连接后，构成标准I2C通信接口，SCL与STM32F103的PB15连接，SDA与PB14连接，OLED显示屏工作电压为3.3V，与STM32F103电平兼容，无需进行电平转换。系统软件中包含了一系列OLED相关函数，具体包括OLED_Init()、OLED_Clear()、Oled_ShowCHinese()、Oled_ShowString()和OLED_ShowNum()等，这些函数通过I2C接口向SSD1306控制器发送命令与数据，完成对显示内容的控制。OLED_Init()实现初始化，OLED_Clear()处理清屏，Oled_ShowCHinese()与Oled_ShowString()和OLED_ShowNum()实现显示中文、字符串和数字，发送命令和数据的处理通过I2C接口进行，与SSD1306控制器完成显示内容的管理。OLED显示屏在系统中承担多个显示界面的任务，flag_display变量的值在0-10间，不同值时显示内容不同：界面0用于显示实时监测数据，包含温度、湿度、光照强度、CO2浓度与PH值，同时显示异常警告；界面1到界面10用于对各参数上限与下限阈值进行设置，用户借助按键在不同界面切换并调整参数设置。OLED显示模块的使用提升了系统的可视化与交互体验，使用户能够直观了解环境参数和系统状态，操作管理也愈加便于进行，这在显示效果和控制体验的层次中都提高了相关要求，强化了具体使用时的直观特征和操作的可控制特征，同时，系统的使用状态在显示输出阶段可达到参数和状态表达的直观性表达，提升了具体化表达与用户操作的可识别性。图3.3OLED显示模块3.4PH值采集传感器模块土壤酸碱度的重要指标为PH值，它与作物养分吸收、土壤微生物活性存在直接影响。本系统使用专业的PH值采集传感器模块，模拟电压输出可反映土壤PH值。PH传感器模块采用6针设计，包含VCC、GND、PO、DO、TO四个有效引脚，这些引脚在模块中完成供电、接地、输出和补偿等任务，本系统中，PO引脚输出的模拟电压连接到STM32F103的PA5引脚，该引脚为ADC通道，模块要求工作电压为5V，模拟输出电压范围在0-3.3V。STM32F103借助ADC完成PH传感器模拟电压的采集，系统中dong_get_adc()函数用于读取ADC值。计算PH值时，初始PH_value为通过ADC读数换算的电压值（ADC读数/4095.0*3.3），公式为PH_value=-5.8887*PH_value+21.677，公式是实验标定得出的，它在传感器输出电压与实际PH值之间的线性关系中建立了关系式。系统中设置了PH值的上限阈值（PH_H）与下限阈值（PH_L），检测到的PH值超出范围时，异常警告（beep_flag=4）会触发。用户在界面7和界面8分别进行PH值上限和下限阈值的设置。PH值数据采集周期为500ms，与环境参数同步更新。采集到的PH值数据用于本地显示和异常判断，通过NB-IoT模块定期上传至云平台，实现远程监控。本系统中的PH值采集传感器模块可对土壤酸碱度进行实时监测，为农业生产中的土壤管理提供了重要依据，模块的使用使土壤酸碱度的监测能力在农业生产中提高了层次。图3.4PH值采集传感器模块3.5KQ-2801型CO2传感器CO2浓度对植物光合作用影响显著，适宜浓度提高作物产量和品质。KQ-2801CO2传感器模块在本系统中用于监测农业环境的二氧化碳浓度，模块选用与作物质量产量的提高存在重性。KQ-2801传感器模块为4针结构，包含VCC供电、GND接地、DO数字输出与AQ模拟输出，系统中AQ引脚的模拟电压输出为设计主要使用部分，该引脚连接到STM32F103的PA4引脚，对应ADC通道，传感器工作电压为5V，AQ引脚输出0-3.3V电压范围，该电压范围与CO2浓度范围存在对应性。STM32F103借助ADC对CO2传感器输出的模拟电压进行采集，之后依据公式CO2=(adc_buf[1]/4095.0)*98+1，将ADC读数转换为CO2浓度值。公式里的系数根据传感器规格与实际测试标定，把0到4095的ADC读数映射到1到99的CO2浓度范围，单位可依据实际应用定义。系统中CO2浓度存在上限阈值（CO2_H）与下限阈值（CO2_L）的设置，检测到的CO2浓度超出阈值范围时，异常警告（beep_flag=3）会触发。界面5和界面6分别可使用户进行CO2浓度上限与下限阈值的设置。CO2浓度数据的采集周期为500ms，与温湿度等参数同步更新。采集到的数据在本地显示界面0中的"CO2:xx"部分，同时用于异常判断，且通过NB-IoT模块定期上传至云平台。KQ-2801CO2传感器在系统中完成环境二氧化碳浓度的实时监测，农业生产中的环境控制可依据它生成的参考数据进行。此类传感器对环境数据进行实时反应，且生成的监测结果可以为环境控制的依据，农业生产管理也借助监测数据对相关现象进行评估并施加控制。图3.5KQ-2801型CO2传感器3.6光照强度传感器光照强度与植物光合作用存在直接影响，这使农业生产中需要对相关参数进行监测。本系统使用光敏电阻作为传感器，通过电阻值的测量变化可反映环境光照强度。光敏电阻借助光电效应工作，光照强度的增加使电阻值减小，光照减弱时电阻值增大，电路设计中，光敏电阻与一个10KΩ固定电阻形成分压电路，分压点连接到STM32F103的PA6引脚（ADC通道），3.3V电源下，光敏电阻和分压电阻共同输出0-3.3V的电压范围。STM32F103借助ADC对分压点的电压值进行采集，通过公式lg_value=(adc_buf[2]/4095.0)*100把ADC读数转换为光照强度值，转换公式将ADC读数范围0到4095映射到光照强度范围0到100，单位为百分比，这表示相对光照强度，转换公式在映射时存在单位的转换，光照强度范围与ADC读数范围存在映射逻辑，ADC读数范围通过公式映射后，表示为相对的光照强度范围。系统中设置了光照强度的上限阈值（td_H）与下限阈值（td_L），检测到的光照强度超出范围时，异常警告（beep_flag=5）会触发，界面9和界面10分别可对上限与下限阈值进行设置，用户借助这些界面完成相关阈值的输入与管理，使系统在检测到异常值时迅速反应，处理光照强度的阈值管理与检测，具体行为在超出范围时的警告触发中，系统对光照异常反应的控制同样强化了对光照值的监测与监管。光照强度数据采集周期为500ms，与环境参数同步更新。采集的数据用于本地显示（界面0的“光强:xx”部分）和异常判断，且通过NB-IoT模块定期上传至云平台。环境光照条件的实时监测离不开光照强度传感器，它在系统中提供了相关能力，为农业生产中的光照管理依据。农业生产者可借助此类传感器了解作物的光照需求满足。图3.6光照强度传感器3.7BC26NB-IoT模块BC26模块为移远通信推出的NB-IoT产品，专为低功耗物联网应用设计，它基于多模调制解调器芯片高度集成化，支持NB-IoT（B1/B3/B8/B5/B20/B28）频段，且TCP/IP协议栈与MQTT协议集成完成，该模块同时标准AT命令接口提供支持，非常适合物联网数据传输相关应用。在本系统中，BC26NB-IoT模块与STM32F103通过UART串口连接，串口相关配置包含9600波特率、8位数据位、1位停止位且无校验位，模块TXD引脚与STM32F103的PA10（RX1）引脚连接，RXD引脚与STM32F103的PA9（TX1）引脚连接，完成串口通信，模块使用5V供电电压，电源通过Type-C接口输入。系统软件中NB-IoT模块的初始化函数NB_init()在系统启动时被调用，用以完成模块初始化配置，配置内容包含AT命令响应确认、网络注册与MQTT连接参数设置等，数据上传功能由Ali_MQTT_Publish()函数完成，该函数定期调用（每3秒一次），把采集到的环境参数包括温度、湿度、光照强度、CO2浓度和PH值打包成JSON格式，通过MQTT协议发布到指定云平台主题上。BC26模块在系统中承担远程数据传输任务。采用NB-IoT技术后，系统特性包含广覆盖范围，信号穿透建筑物时在农田等复杂环境也具备优势；低功耗特性下支持PSM和eDRX模式，电池使用时寿命延长；连接密度高，单基站可支持大量设备接入适合大规模部署；网络资源利用效率高、占用带宽窄适合小数据量传输，且直接接入运营商网络无需额外建设网关，部署成本降低。BC26NB-IoT模块的使用，令系统完成农业环境数据的实时上传与远程监控，农业生产管理者可随时随地对农田环境状况进行了解，为科学决策提供数据依据。图3.7BC26NB-IoT模块

4系统的软件设计4.1软件介绍本系统软件开发使用Keil5集成开发环境（IDE），ARM公司提供的专业嵌入式开发平台Keil5，对基于ARMCortex-M系列处理器的应用开发特别适合，代码编辑器、编译器、链接器、调试器和仿真器接口集成在Keil5中，嵌入式系统开发的完整解决方案也由此提供。Keil5开发环境包含丰富的功能特征，代码编辑器具有语法高亮和代码提示功能，编程效率得以提高，优化后的编译器生成执行代码高效，适合资源受限的嵌入式系统使用环境。工程管理功能的复杂性支持组织与维护各种复杂项目，调试功能在程序测试中通过断点、单步执行、变量监视等具体形式方便了问题定位，同时通过JTAG/SWD接口可完成在线下载与调试任务，开发效率也得以增加。本系统软件的开发借助了STM32标准外设库（StdPeriphLibrary）和硬件抽象层次库（HardwareAbstractionLayer），这些库将STM32硬件外设的底层操作封装，提供了高级API接口，驱动开发的简化在封装中完成。模块化设计思想在系统中采用，各功能模块分别进行封装处理，按键逻辑、传感器数据读写、显示逻辑控制、数据处理与上传等部分各为模块，代码可读性的强化与维护性在设计思想中同时达到。Keil5的强大功能与STM32标准库的支持，为本系统提供了稳定可靠的软件开发平台，软件质量与开发效率在静态化开发中确保了层次。图4.1Keil_5软件界面4.2软件程序的设计4.2.1主程序流程图图4.2系统逻辑流程图系统的主流程图如图4.2所示，系统主程序采用循环执行结构，定时器中断完成定时任务，系统上电后，硬件初始化包括GPIO、ADC、USART、TIM等外设配置，OLED显示屏初始化并清除内容，NB-IoT模块初始化完成网络注册连接。进入无限循环后，四个功能函数循环执行：按键处理函数检测按键状态响应操作，数据监测函数采集传感器数据，显示函数更新OLED内容，数据处理函数判断参数阈值，数据采集周期和数据上传周期通过定时器中断控制，周期为500ms与3秒，这保证了系统运行的实时性与节能要求，主程序结构特征明确，便于维护与功能划分清晰化。4.2.2按键子程序流程图图4.3按键子程序流程图按键处理函数Key_function()完成系统人机交互，调用Chiclet_Keyboard_Scan()获取按键状态与对应值，按键1用于界面切换，每次操作使flag_display变量加1，循环在0-10的范围中，不同值对应显示界面内容。按键2和按键3在界面1-10下调整参数：按键2增加当前界面显示参数的阈值，按键3减少参数阈值，为防止设置无效，系统对参数调整施加了限制，如温度上限低于下限加10的设置不进行，湿度调整存在同样阈值处理要求。用户每次操作后，系统显示内容立即更新，提供直观反馈，提升了交互体验，按键子程序设计满足用户调整需求，同时操作界面直观合理。4.2.3显示子程序介绍图4.4显示子程序流程图Display_function()依据flag_display变量值输出不同界面内容，界面0显示所有监测参数和异常状态，包含温度、湿度、光照强度、CO2浓度和PH值，界面1与2用于设置温度上下限，界面3与4对湿度上下限进行设置，界面5与6完成CO2浓度上下限的设置，界面7与8处理PH值上下限，界面9与10完成光照强度上下限的设置。Oled_ShowCHinese()、Oled_ShowString()、OLED_ShowNum()等函数在OLED显示屏上绘制文字、数字与状态信息，显示内容布局清晰，参数值和单位标识明确，异常状态的显示醒目，用户可以快速获取环境信息与系统状态，显示子程序完成的人机交互界面内容丰富，系统可用性与用户体验都达到提升。5系统的测试5系统的测试5.1软硬件调试系统软硬件调试包含硬件电路调试与软件功能测试两部分，硬件电路调试时，对STM32F103最小系统进行上电测试，工作电压和系统时钟确认正常。万用表测量各电源节点电压，电源供电稳定性可确保，示波器观察晶振波形，时钟电路工作正常性可验证，依次连接各传感器模块后接口电路正确性就可测试，串口调试助手与NB-IoT模块通信能验证AT命令响应情况。软件功能测试时，编写单元测试程序，按键响应、ADC采样、OLED显示、DHT11通信、NB-IoT命令发送等功能分别测试，传感器数据采集算法验证完成，传感器输出与计算结果对比，阈值设置功能测试确认参数调整范围和步进值是否达到设计要求，异常检测逻辑验证可模拟参数超限情况确认告警触发正确性，NB-IoT数据上传功能测试确保云平台正常接收数据。系统性能测试对功耗、响应时耗和数据传输成功率进行评估，系统稳定可靠得到确保。调试时发现的问题包含采样频率设置不适宜使ADC数据波动、NB-IoT网络注册超时等，优化采样算法与增加网络重连机制后，相关缺陷得到处理。5.2实物展示系统测试显示智能农业监控系统可稳定可靠地工作，各项功能指标符合设计要求，传感器采集数据准确，温湿度测量误差保持在±2℃和±5%RH范围内，与DHT11传感器的规格符合；光照强度与CO2浓度数据变化反映了环境趋势的特征；对比专业PH测量仪时，PH值测量误差控制在±0.2范围内，满足农业监测需求的特征。OLED显示清晰且界面切换流畅，参数阈值设置功能正常，操作响应及时完成，NB-IoT数据传输成功率达到98%以上，信号在农田环境中覆盖良好，数据上传延迟在2秒以内，整体系统功耗低，待机电流小于10mA，适合长期野外使用。实物如图5.1所示：图5.1系统实物图结论结论结论本文完成了一套智能农业监控系统，它基于NB-IoT技术，STM32F103微控制器、多种环境参数传感器、OLED显示屏和BC26NB-IoT通信模块在系统中实现整合，农业环境监测的整套解决方案呈现，农业生产环境里的温湿度、光照强度、CO2浓度、土壤PH值等关键参数可实时监测，监测数据借助直观显示界面呈现，支持设置参数阈值和异常警告，且NB-IoT技术助力数据的远程传输与云平台监控。测试结果对系统的稳定性能与可靠性性能达到验证，各项指标都可满足农业环境监测应用要求，系统具有低功耗、高可靠性以及部署灵活和操作易实现等优点，精准农业的技术支持部分也显示了现代保障农产品质量降低农业生产资源消耗的有力性。在农业生产效率的提高中，这些优点提供了助力，未来研究内容中，增加传感器种类以满足不同作物生长环境的监测需求，开发基于历史数据分析的智能决策算法，以及集成自动控制系统实现智能化农业生产管理任务。参考文献参考文献[1]郑慧君,彭勇,梁月华等.基于NB-IoT的地下管廊环境监测系统设计[J].科学技术创新,2024,(05):82-85.[2]马洪波,邱凯义,刘洁.基于机器视觉的变电站一体化安防管控系统设计[J].计算机测量与控制,2024,32(02):149-155.[3]段英宏,闫魁,王鑫蕊等.基于NB-IoT的无线抄表系统设计与实现[J].工业控制计算机,2024,37(02):27-28+31.[4]张凯蒙.基于NB-IoT的校园宿舍智能锁控制系统设计[J].自动化与仪器仪表,2024,(02):127-130+135.[5]莫文洁,赵之喻,王江涛等.一种基于NB-IoT技术的智能井道监测装置[J].物联网技术,2024,14(02):27-28+32.[6]汪肖杰,骆岩红.基于STM32的智能安防报警系统设计[J].科技创新与应用,2024,14(06):49-52.[7]忽建蕊.基于物联网技术的校园学生生活区域智能安防系统研究[J].信息记录材料,2023,24(12):211-213.D[8]李爱国,苏越,雷鲁飞等.优化的ID3算法在多传感器安防系统中的应用[J].计算机仿真,2024,41(01):355-359+424.[9]李克.浅谈H.264H.265视频编码及其在安防系统的应用[J].江西通信科技,2023,(04):19-21+24.[10]江文.基于物联网与大数据技术的立体化高校安防系统设计[J].中阿科技论坛(中英文),2023,(11):105-109.[11]杨贵光,胡丽,汪天伟等.水下探测声呐在半潜式平台水下安防系统中的应用[J].中国海洋平台,2023,38(05):54-59.[12]王金岑,郭晓丹,路家琪等.Robei开发环境下基于FPGA的智能安防系统设计[J].电子器件,2023,46(05):1249-1256.[13]王赵玺,贾超宇,李永刚.以色列水电站安防系统技术协议设计标准等及与我国对比[J].电气时代,2023,(10):120-122.[14]孟庆志,刘庚.基于物联网技术的智能安全监测系统研究[J].科学技术创新,2021,(12):103-105.[15]王铖.基于NB-IOT的家庭电流监测安全系统研究[J].信息与电脑(理论版),2020,32(23):151-152.[16]王昕.基于NB-IoT的远程抄表安全系统设计[J].内蒙古煤炭经济,2020,(20):149-150.[17]夏跃武,周先飞,谢世茗.基于物联网的景区观光车辆行车安全系统设计[J].芜湖职业技术学院学报,2020,22(01):40-43.附录B附录A原理图：附录B部分源程序：#include"main.h"#include"adc.h"#include"tim.h"#include"usart.h"#include"gpio.h"/*Privateincludes*//*USERCODEBEGINIncludes*/#include"./HAL/key/key.h"#include"./HAL/OLED/OLED_NEW.H"#include"./HAL/delay/delay.h"#include"./HAL/dht11/dht11.h"#include"./HAL/NB-BC26/NB-BC26.h"/*USERCODEENDIncludes*//*Privatetypedef*//*USERCODEBEGINPTD*/voidKey_function(void); //按键函数voidMonitor_function(void); //监测函数voidDisplay_function(void); //显示函数voidManage_function(void); //处理函数/*USERCODEENDPTD*//*Privatedefine*//*USERCODEBEGINPD*/uint8_tUSART1_TX_BUF[200];#defineu1_printf(...)HAL_UART_Transmit(&huart1,USART1_TX_BUF,sprintf((char*)USART1_TX_BUF,__VA_ARGS__),0xffff)uint8_tUSART2_TX_BUF[255];#defineu2_printf(...)HAL_UART_Transmit(&huart2,USART2_TX_BUF,sprintf((char*)USART2_TX_BUF,__VA_ARGS__),0xffff)/*USERCODEENDPD*//*Privatemacro*//*USERCODEBEGINPM*//*USERCODEENDPM*//*Privatevariables*//*USERCODEBEGINPV*/uint8_tkey_num,flag_display; //按键与显示变量uint16_ttime_1ms,time_500ms; //计时变量1ms,500ms//串口1的数据获取uint8_tuart1_value;//串口传的单个数据//串口的储存数组，串口的接收时间，串口存值的数量uint8_tuart1_buf[36],uart1_time,uart1_num;uint8_tuart1_rx_flag;//串口的获取值的标志位uint16_ttemp,humi;//温度，湿度变量floatPH_value; //PH值uint16_ttemp_H=300,temp_L=100,humi_H=80,humi_L=30; //温度阈值uint16_tCO2_H=80,CO2_L=1,td_H=80,td_L=20; //阈值floatPH_H=90.0,PH_L=30.0; //PH阈值uint8_tadc_ch,display_buf[20];//adc的个数uint32_tadc_buf[3];//adc数值的存储数组uint16_tCO2,lg_value; //CO2，光强uint8_tbeep_flag;uint16_tPublish_time;uint8_tPublish_flag1;/*USERCODEENDPV*//*Privatefunctionprototypes*/voidSy