【《基于物联网技术的温湿度监控系统设计》10000字】

基于物联网技术的温湿度监控系统设计中文摘要伴随着时代的进步，我们的生产生活中已经离不开物联网。作为工业生产中不可或缺的参数，温湿度的实时检测在生产中的作用不容小觑。本文设计了一种基于物联网的温湿度监控系统。由于云计算的不断发展，利用云存储技术和物联网，采用STM32F103C8T6最小系统开发板进行数据的采集和处理，同时使用温湿度传感器DHT11获取温度值和湿度值，利用阿里云物联网平台显示监控数据，共同构成温湿度检测系统。基于物联网的温湿度监控系统集成了智能温湿度传感器，通过无线网络接入与互联网连接，温湿度数据通过Wi-Fi模块存储在云服务器中。温湿度监控系统可以实现记录区域范围温湿度数据，记录的温度和湿度通过物联网在Web可视化界面上通过图表表现出来，便于管理人员查阅。通过对系统功能的测试，系统能够按照预设条件稳定运行，并达到预期要求。同时，实现了对区域环境温湿度进行实时监测的智能温湿度监测报警系统。该系统具有良好的图形界面，稳定性良好、精度符合要求、操作方便等优点，对提高温湿度监测管理和相关企业生产具有重要意义。关键字：物联网；传感器；DHT11；温湿度监控目录第一章绪论 11.1研究背景 11.2课题内容 11.3课题意义 2第二章温湿度监控系统在国内外研究现状 32.1温湿度监控系统发展历史与现状 32.2温湿度监控系统的未来趋势 3第三章系统方案设计 43.1系统需求分析 43.2硬件方案 43.2.1单片机平台的选取 43.2.2传感器模块的选取 53.2.3联网模块的选取 63.2.4报警模块的选取 73.2.5物联网平台的选取 83.3设计方案的确定 93.4总体设计 10第四章软件方案 114.1软件系统工作流程 114.2.传感器采集的实现 124.3显示模块的实现 134.3联网模块的实现 134.4物联网平台的实现 144.4.1web可视化开发 15第五章调试部分 17第六章涉及的安全、环境及经济核算 206.1安全性问题 206.2环境及经济核算 216.2.1使用环境 216.2.2经济核算 21第七章总结与展望 227.1总结 22参考文献 23附录 26第一章绪论1.1研究背景伴随着社会的快速进步和发展，国家对工农业生产、生活、科学研究、国防、航天、环境保护、天气、计量检测等部门的环境温度和湿度都有了严格的标准，如何准确地监测和控制环境中的温度和湿度的重要性不言而喻。在过去的几年中，许多新技术被开发出来，比如物联网、机器学习、人工智能、云计算、数据科学和数据分析REF_Ref13465\r\h[1]。随着互联网的发展，这一切都成为了可能。现代电子产品和设备越来越多地与互联网连接，实现自动化控制和数据观测。这些技术的发展最终带动了物联网的发展，它还促进了物联网的完善，网络化传感设施的规划和布局以及物联网的广泛应用。对加强物联网在城市和企业基础设备、生产和管理中的应用有很大作用。本文提出了一种将温湿度数据与计算机网络连接的解决方案。利用数字传感器对环境的温度及湿度进行采集，并利用物联网和云存储技术及云计算的不断发展，采用STM32F103C8T6最小系统开发板进行数据的采集和处理，并上传至阿里云物联网平台，如此便能够千里之外实时查询信息和管理设备。温湿度监控系统可以实现记录区域范围温湿度数据，记录的温度和湿度通过物联网在计算机上通过图表表现出来。因此这它变得更加容易阅读和理解。温度采集系统能够快速方便的对目标数据进行远程采集，实时监测目标区域的温湿度环境，进而采取有效的控制措施以避免不必要的损失。1.2课题内容本课题是基于物联网的温湿度监控系统设计本课题的主要工作内容如下：目标区域温湿度采集，获取目标范围的温度和湿度数据。利用单片机能够实时、准确、迅速的显示采样温、湿度值，并中远距离传输到物联网平台中。能够在物联网平台查看所采集的温度、湿度等数据，及时的获取当前的信息并与设定的数值对比，出现问题能够及时反映。具体精度参数如下表。表1-1产品精度型号供电电压温度测量范围湿度测量范围通信方式温度精度范围响应时间DHT113-5.5V0-50℃20-90%RH单总线±2℃5S1.3课题意义开尔文勋爵说：“当你能衡量你所说的，并用数字来表达它时，你就开始了解它；当你不能用数字来表达时，你的知识便是微薄的，无法令人满意的；它或许是知识的开端，但你的思想还没有发展到科学的阶段。REF_Ref17244\r\h[2]”众所周知，人的能力必然是有限的。然而，人类能力的提高促使了许多科学仪器的发明，这些仪器能够帮助我们理解和研究周围的物体和现象，帮助人类认识现实。这其中最为重要的工具便是在第二次世界大战后大规模工业发展的背景下急剧演变的量具。我们不能将科学的进步和工业的进步分开，因为任何科学发现之后，工业领域的发现、技术的发展以及随之而来的新的方法和手段的发展，都需要进行测量、观察或记录。因此，增加了需要进行精确测量的变量，并增加了对改进测量方法的关注，发展了仪器甚至在人类生活中的兴趣转向了对类型和数量的关注。测量的意义和测量要求使用仪器，测量的意义和测量要求仪器的使用，而我们所思考的便是如何测量。它是找出物理量或变量的物理学家用合适的工具来检测情况。此外，如果用户设备通过了普遍认可的测量校准过程，数量将是能够被记录的被测标准量。但是，如果该设备并不是标准的，它必须通过校准。，校准装置用于比较标准的普遍同意的准确性和保留在特定环境条件下。测量效价和华氏、摄氏或湿度的测量单位是一致的。然而，工业和研究实验室的大趋势已开始使用计算机体系结构。同时，它又称为电子设备，引起这一趋势的是电子设备的易用性，并将其转换成数字设备，方便地连接到其他设备上，有助于记录读数或保存在计算机外围设备上，使其更易于统计和计算。基于物联网的温湿度监控系统是互联网和电子技术大规模发展的必然发展方向。本课题的目的是开发一个由温度传感器、湿度传感器、Wi-Fi模块和具有数据读取、无线通信和处理能力的微控制器组成的嵌入式系统，为用户建立一个透明的区域环境温湿度监控系统。基于物联网的温湿度监控系统集成了智能温湿度传感器和物联网支持，通过无线接入与互联网连接，温湿度数据通过Wi-Fi模块存储在云服务器中。该传感器经济实用，支持自动读取湿度和温度，并将此数据发送到安全的服务器，从而监视和控制系统的温度和湿度。基于物联网的温湿度监控系统使用简单，适用范围广，有广泛的应用前景，适用于我们生活中的方方面面，与人类的生活密切相关。其可以为有温湿度测量与控制、仓储运输、防火、温室养殖、智能家居等需要的行业提供服务。因此在社会和企业的基础设施建设及生产经营中使用基于物联网的温湿度监控系统发挥着重要意义。第二章温湿度监控系统在国内外研究现状2.1温湿度监控系统发展历史与现状温度和湿度监控的关键是收集温度和湿度数据，这一功能主要依托于温度传感器来实现，依托于信息技术界今年来的快速发展，传感器成为了其中的顶尖产品，特别是温湿度传感器这一技术，在中国的各个领域及范围中已经有了较为大规模的应用。温湿度传感器经历了三个不同的发展阶段，它们分别是传统的分立式传感器、模拟集成温度传感器和智能集成温度传感器REF_Ref18017\r\h[3]。二十世纪末，数字式传感器得以问世。它的出现依赖于相关信息科技的不断发展和进步。数字温度传感器能够适配多种类型的单片机，并输出相对应的数据和控制量。与此同时，伴随着科技与技术的进步，人们也对传感器的功能有了更多的期望，如今的温湿度传感器也正在经历着从基于单片机的模拟式传感器向数字式的传感器发展，从集成向智能化、网络化发展，向高精度、多功能、总线标准化、高可靠性、高安全性、虚拟传感器、网络传感器等高科技方向发展REF_Ref18475\r\h[4]。2.2温湿度监控系统的未来趋势就如今现有的技术来说，使用最为广泛的方式为有线温湿度传感器及控制系统，虽然在一定程度上有线温度传感器所达到的效果更为理想，但也有缺点，如布线难度较大。同时，有线系统还存在短路、断线的可能，线路不可避免的老化缺陷，这必然增加系统调试和维护的难度，在现实中难以广泛应用。随着电脑技术的快速发展，无线温度数据采集在工业应用中得到了迅速的普及,作为无线通信行业的一部分，无线通信技术呈现出强劲的发展动力，同时，无线通信技术在安全性生产，控制，数据收集及其他方面始终发挥着重要作用REF_Ref18755\r\h[5]。在某些特殊情况下，无线传输仍然是传输数据的唯一方法，温湿度监控系统也向着网络传输这一方向稳步发展。第三章系统方案设计3.1系统需求分析本设计旨在实现一款能够应用在农牧业、种植业、养殖业、物流运输业等各类需要对温湿度环境进行监控的环境中的温湿度监控系统，基于物联网可以使此系统不受线路的约束，广泛应用在不同且多变的环境之中，及时采集当前区域的温湿度数据，并上传至物联网平台，一旦温湿度超过所设定的阈值，系统能够迅速反应并发出警报。由于如今网络的广泛分布，此系统能运用在灵活多变的场地，其体积较小，耗电量低，能够安装在任何需要的场所，相比如今市面上常用的有线温湿度测量装置更为便捷，同时物联网赋予了这一系统更为便捷的处理能力，可以在线查看数据变化并及时收到警报，即清楚地展示该范围的温湿度的具体数据，有利于数据的管理，又能在节省人工的同时更好的掌握范围请况。3.2硬件方案3.2.1单片机平台的选取目前常用主控板多种多样，其中以52单片机、32单片机及arduino使用较多，在本设计的两个方案中分别选用了STM32F103C8T6这一使用非常普及的主控板和WiFiduino-8266这一整合ESP8266的arduino开发板。考虑到由于疫情影响STM32F103C8T6这一主控板价格飞涨，目前市场价在30元至40元之间，但影响毕竟是一时的，随着时间的流逝其价格终会回到原本的10元以下，相比于WiFiduino-8266而言STM32F103C8T6不仅是成本更为低廉，功能也更为基础实用，故选用STM32F103C8T6作为本产品主控板。STM32F1系列处理器由于其独特的实时性仿真，已成为单片机应用的热点。STM32F103C8T6单片机的物理图如图3-1、3-2所示。图3-1STM32F103RET6原理图图3-2STM32F103RET6外形图在能保证实现产品目的功能的基础上降低成本，选择STM32F103RET6作为主控系统，STM32F1系列可应用于多种不同的使用环境，是嵌入式应用的一大佳作。它采用一流的外围设备和能耗极低，是许多现代工业设备的首选。3.2.2传感器模块的选取传感器模块在本产品设计中的主要功能为获取当前区域范围内的所需数据，本次设计的目标是基于物联网的温湿度监控系统，因此本次设计采用了温湿度传感器，传感器作为系统中最重要的部分，起着至关重要的作用。与市场上流行的温湿度传感器：DHT系列、HTU系列相比，这些传感器具有体积小、结构简单、灵活性高、性能稳定、功耗低等特点。主要参数通过查询其官方数据，如表3-1。表3-1温湿度传感器参数对比REF_Ref10720\r\h[7]型号DHT11SHT21HTU21D供电电压3-5.5V3.1-3.6V1.5-3.6V温度测量范围0-50℃-40-125℃-40-125℃湿度测量范围20-90%RH0-100%RH0-100%RH通信方式单总线I2CI2C温度精度范围±2℃±3℃±3℃湿度迟滞未知±1%RH±1%RH测量时间＞2S50ms50ms年偏移量0.5%RH/yr0.5%RH/yr0.5%RH/yr响应时间5S传输时间1S8s5s通过各不同系列的传感器参数对比可得知HTU21D相较之下参数最为突出，但考虑到其供电电源为1.5-3.6V之间，配套使用的单片机STM32F103C8T6所提供的电源在3.3-5V之间，考虑到传感器与单片机之间的适配性，同时考虑到DHT11的成本低廉，且其传感器的测量范围能够适应非极端环境。考虑到上述原因，本产品设计选用DHT11温湿度传感器作为本产品的采集模块。DHT11数字温湿度传感器采用了特有的采集方式。该传感器连接8位微控制器，包括一个电阻湿度传感器和一个NTC温度传感器。因此，该产品具有响应速度快、测量精度高、性价比可靠等特点REF_Ref19931\r\h[6]。其内部电路图如图3-3所示。R1电阻作为上拉电阻，能够使数据传输不被干扰。P2是一个单排引脚。R2限流电阻器，它可以避免D1电源指示灯被烧毁。图3-3DHT11内部电路图图DHT11数字温湿度传感器是一个温度和湿度复合传感器。它可以同时检测区域环境中的温度和湿度。它们都在一个非常精确的湿度校准室中进行校准。校准系数在传感器内部的信号处理过程中调用。该传感器由电阻式湿度传感器和NTC温度传感器组成，并与高性能8位单片机相连REF_Ref2191\r\h[8]。单线串行接口使系统集成变得容易和快速REF_Ref20561\r\h[9]。DHT11体积微小，能耗甚微，可以胜任许多特殊环境的要求，这也是这一产品在市场上备受欢迎的原因。3.2.3联网模块的选取为了将单片机接入阿里云物联网云平台，同时将采集到的数据进行数据处理上传至阿里云平台界面，需要使用物联网模块将单片机与物联网相连。目前物联网方面最为常用的联网方式分为两类，GPRS和WIFI两种不不同的传输类型，二者各有优劣，具体参数如下表4-2和图。表3-2物联网传感器参数传输方式速率电源价格AIR800GPRS85.6kbps3.4-4.2V36ESP8266WIFI160kbs3.3-5V15.8图3-3网络型温湿度监控系统ESP8266成本低廉,是工业领域常用的WiFi芯片。具有多种功能，能够为使用者提供便捷的平台。同时考虑到如今时代的发展和科技的进步，WIFI传输已成为一种必然的趋势。故本产品设计决定使用WIFI传输模式，使用ESP8266联网模块。3.2.4报警模块的选取报警模块由LED和蜂鸣器组成，在本系统中起着报警的作用，当温度或湿度中的某一个数据达到系统所设置的阈值时，系统通过LED和蜂鸣器进行声光报警，同时在物联网平台进行警示。以此达到警示的作用。图3-4LED发光二极管参考图图3-5蜂鸣器参考图3.2.5物联网平台的选取基于物联网的温湿度监控系统系统的主要功能是将数据信息传输至物联网平台。物联网服务器的作用是将存储在温湿度数据库中的数据显示在互联网上，使用户可以方便地通过物联网服务器随时查看温湿度监控系统的状态、温湿度等信息。图3-6阿里云物联网平台设备界面阿里云物联网平台隶属于阿里巴巴旗下，不仅是许多大型工业的首选，也为个人用户提供可靠的物联网应用。BLINKER与之相比显得有些许小众，blinker是一个物联网接入方案，其目的是能够使广大的物联网用户能够不被繁琐的物联流程所困扰，能够简便的完成物联网管理。这一平台由服务器端、app端、设备端组成，可以部署到几乎所有物联网平台。app端支持ios、android，同时设备端可以使用蓝牙、WiFi、MQTT等方式接入REF_Ref7004\r\h[10]。通过界面布局器，用户自己设计控制界面，打造物联网设备。图3-7BLINKER物联网平台设备界面基于物联网的温湿度监控系统的网站是阿里云。界面上可以看到系统主页，登录后可以查看湿度和温度信息。可以在服务器上查看给定空间的温度、湿度等环境参数。考虑到阿里云的平台的使用更为广泛，同时也更具有较为完整的技术支持。相比于BLINKER而言，阿里云有着更为完善的功能和更为稳定的平台。通过比较，最终选择阿里云物联网平台作为本产品的物联网平台。3.3设计方案的确定本设计以STM32为核心，外接器件包括液晶显示模块、温湿度传感器、WIFI通信模块和电源电路。本系统主要基于STM32单片机开发。由STM32F103C8T6核心板、DHT11温湿度模块、ESP8266联网模块、LED、蜂鸣器、杜邦线等组成。设备已完成。采用STM32F103C8T6芯片，采用KeiluVision5开发环境，用C语言编写。随着科学技术的飞速发展，单片机的设计和使用成本有了下降的趋势，这有利于本设计的发展。与此同时，物联网平台的使用大大提高了监控的强度和效率，不仅减少了人力物力，而且大大降低了成本。本设计系统所选用的电路模块具有市场通用、性价比高、价格低廉、性能优良的特点。表3-3设计方案模块选型主控板STM32F103C8T6传感器DH11联网模块ESP8266物联网平台阿里云报警模块LED+蜂鸣器显示模块0.96OLED显示屏3.4总体设计本研究设计的主要框图如图所示：图3-8系统主要框图

第四章软件方案本系统的软件部分由采集、传输、显示和报警部分模块组成。采集程序控制温湿度传感器采集区域范围的温湿度数据。传输数据负责系统和物联网的连接，主要包括发送网络接入响应，将接收到的温湿度数据通过串口发送到PC机等，报警模块负责在所采集的温湿度超过阈值时发出警报，本章主要讨论的是软件程序。4.1软件系统工作流程图4-1系统工作流程图产品通过KeiluVision5软件进行编写、调试和管理。它包含大量的可调用函数库。同时程序设计语言是由C语言进行编写的，易于阅读和学习。整个系统的运行流程图如图5-1所示。首先初始化，然后是数据采集和数据传输。系统判断采集温度、湿度是否偏高。若达到阈值，则进行警报。如此重复。为实现整个系统的软件设计，采用了STM32F103C8T6作为主控系统，C语言C/c++编译器，和阿里云物联网。软件工作流如图4-1所示。4.2.传感器采集的实现传感器采集模块由STM32F103C8T6、DHT11温湿度传感器和杜邦线材组成。单片机的3.3V接口和GND和传感器对应接口连接,温度和湿度传感器的数据连接STM32F103C8T6的PB11接口。系统将ESP8266与阿里云物联网连接，将温湿度传感器采集到的温湿度数据传输到阿里云物联网中相应的数据流中，从而实现对整个系统的远程监控。图4-2DHT11工作流程在单片机初始化结束，单片机向传感器发出信号。DHT11接收到信号后按照流程开始工作，采集区域范围的温湿度信息。并将此数据返传输至单片机。4.3显示模块的实现本设计采用OLED显示屏显示DHT11数字温湿度传感器采集的温湿度数据。OLED的VCC和GND分别与STM32F103C8T6基板的5V和接地连接，SCL接口连接PB0，SDA与PB1连接。如图5-3所示图4-3OLED接线图4.3联网模块的实现ESP8266是一款WiFi模块，能够实现单片机之间串口通信。其有着两种不同的编程方式可供开发者进行选择，SDK或Arduino。本温湿度监控系统的联网模块使用Arduino编写。打开ArduinoIDE里面进行下载，之后开发板管理器并搜索8266，如下图4-4：图4-4环境安装在工具的管理库界面搜索8266，点击安装后就可以看到开发板了,选中后即可对8266编程如图4-5。图4-5环境安装此模块是温湿度数据采集方案的基础部分。主要进行数据采集和简单封装，然后将数据传输到路由节点进行数据寻址和转发。联网的过程简单，如此则能通过ESP8266达成单片机接入阿里云物联网云平台，将采集数据上传的需求。数据传输由主控板通过WIFI模块连接到互联网；具有监控显示功能，实时监控和显示温湿度数据。4.4物联网平台的实现物联网平台即PC软件管理平台，物联网平台是采集和监测环境的温度和湿度，管理平台是基于web模式的。用户进入平台时，只需输入平台账号和密码，即可实现用户管理和参数设置。平台界面可以实时显示采集到的数据，也可以查看历史数据。通过在阿里云平台中物联网平台构建产品，就可以建立个人物联网管理平台。通过建立产品，我们可以将温湿度传感器的数据显示在阿里云的平台上。通过页面设备的构建，同时插入对应的实例，建立相应的数据接口，就可以在物联网平台上接收到单片机所发送的数据。电子设备的易用性引起物联网这一趋势。设备能够方便地连接到其他设备上，有助于记录读数或保存在计算机外围设备上，使其更易于统计和计算。阿里云平台的设备管理简单。物联网平台提供完整的设备生命周期管理功能REF_Ref9316\r\h[11]。图4-3消息传递加密图4.4.1web可视化开发在阿里云物联网平台，通过其网页可视化开发，在画布上构建一个便于使用人员读取的界面。Web可视化开发能够通过平台所提供的画布工具，方便开发者的设计和制作。使开发者无需进行复杂的网页设计，仅仅通过拖曳平台所提供的控件就能够设计出一个可视化的数据展示平台。用浏览器访问云平台，这一平台能够远程实时查询信息和管理设备。平台所记录的温度和湿度通过物联网在计算机上通过图表表现出来。变得更加容易阅读和理解。本系统最终的可视化界面设计如图5-4所示。图5-4web可视化开发界面设计

第五章调试部分系统测试核心板通电前，应再次检查硬件电路，避免出现短路、断路等硬件故障。启动系统，逐一测试软件功能。如果程序工作正常，即为通过测试。如果有问题，继续调试程序。经过调试，系统可以正常工作。如图所示，温湿度数据将在LCD显示屏上显示。此外，在WIFI范围内移动应用程序也可以传输数据。实际硬件如下所示。图5-1系统硬件实物图该软件系统结合了多个部分的程序并下载至单片机中。经程序调试后，可对程序进行验证。DHT11的编译程序如图5-2所示。通过串口监控窗口，可以看到串口数据正常传输，如图5-3所示。ESP8266的编译程序如图5-4所示。图5-2DHT11编译程序图5-3串口传输数据图5-4ESP8266编译程序烧录成功后打开电源，此时OLED屏幕上能够显示出DHT11所采集的温湿度数据如图5-5所示。图5-5温湿度的显示

第六章涉及的安全、环境及经济核算 6.1安全性问题中国对市场上销售的电子电气类产品（包括智能家居、智能安防等产品）依据《标准化法》、《强制性产品认证管理办法》、《强制性产品认证管理规定》、《产品质量法》等法律法规，对产品实施强制性的认证（3C认证）REF_Ref23314\r\h[12]由于本设计还具有网络通信相关功能，所以需要符合网络信息安全的要求。依据《中华人民共和国网络安全法》第十条规定，网络服务提供者应保障网络安全与稳定运行，并维护数据的完整性、保密性和可用性。本设计系统采用5V供电，在单片机不带负载时，它的工作电流约为十毫安。单片机的工作电流与工作频率有关，工作频率高时，耗电会增加不少。同时外设较多的单片机耗电也较大。本设计所采用的STM32F103单片机工作电流可达二十余毫安。人体对电流的承受能力有限，当直流电流大于3毫安时，人体将有反应。具体反应阈值如下表6-1所示。根据欧姆定律（I=U/R）可以得知流经人体电流的大小与外加电压和人体电阻有关REF_Ref24686\r\h[13]。但人所穿着的衣物和环境以及和电路的接触面积往往非常复杂难以计算的。因此，为了保证使用者的安全，如今多采用安全电压进行估算。表6-1人体反应REF_Ref25603\r\h[14]电流(mA)50Hz交流电直流电0.6~1.5手指开始感觉发麻无感觉2~3手指感受觉强烈发麻无感觉5~7手指肌肉感觉痉挛手指感灼热和刺痛8~10手指关节与手掌感觉痛，手已难以脱离电源，但尚能摆脱电源感灼热增加20~25手指感觉剧痛，迅速麻痹，不能摆脱电源，呼吸困难灼热更增，手的肌肉开始痉挛50~80呼吸麻痹，心房开始震颤强烈灼痛，手的肌肉痉挛，呼吸困难90~100呼吸麻痹，持续3min后或更长时间后，心脏麻痹或心房停止跳动呼吸麻痹6.2环境及经济核算6.2.1使用环境人体触电的阈值往往与环境有关。当环境干燥时，人体触电的可能性较小。而如果处于较为湿润的环境，人体触电的可能性就会变大。因此，本系统为了保证使用，应尽量存放在干燥环境中。如有特殊的使用需求，则需要对本系统加上绝缘防潮外壳，防止本产品损坏的同时也保证了使用者的人身安全。6.2.2经济核算本产品所使用的的配件多价格低廉，由于近期疫情导致全球供应链中断，部分产品供应紧张，价格飞涨。其中STM32F103C8T6单片机原本在市面上以10元左右的价格出售，如今已涨至30~50元。但疫情的影响是暂时的，通过核算本产品的部件成本，其经济核算如下表6-2：表6-2硬件模块成本方案一价格（单位：元）主控板STM32F103C8T635传感器DH1114.4联网模块ESP826615.8物联网平台阿里云免费报警模块LED+蜂鸣器5显示模块0.96OLED显示屏12总计102.4元

第七章总结与展望7.1总结本文设计并实现了温室温湿度监测与报警系统。本系统基于STM32F103C8T6芯片，KeiluVision5开发环境，C语言制作。该系统实现了对温室内温湿度的监测，如果超出系统所设置阈值范围，系统将触发报警。同时，本系统实现了环境区域范围内的温湿度数据的信息化和高效便捷的管理。通过对系统的分析设计和系统最终功能的实现，完成了温室温湿度监测与报警的设计。在设计过程中我遇到了不少问题，也一一解决了他们，正式这些问题促使着我的设计作品一点点完成。一、二月时开始查阅相关材料，学习与本设计相关的知识，同时设想大体的设备构建选型。三月时确定了本系统的功能和其所对应的模块，并在接下来的时间中开始讨论其可行性。四月确定了模块具体部件，并不断优化现有方案，如：原本联网方案选择了AIR800，后考虑到成本和使用便利性等因素更换为ESP8266。在四、五月份进行了本产品的搭建、调试和优化等一系列工作，首先通过单片机和传感器完成了温湿度数据的采集部分。在通过检查发现这一功能的顺利完成后，考虑到数据的可视性，在单片机上添加了OLED显示屏幕用于显示所采集的数据。同时，在这一过程中出现了安装OLED屏幕后单片机无响应的问题。通电后更是出现单片机发热、传感器指示灯熄灭，OLED屏幕发热严重，连接处冒烟且烫伤测试人员。通过多次检查，确认程序、接线以及单片机都完好且无误，且去掉OLED屏幕接线则系统一切正常。所以将这一问题归因于OLED屏幕不适配。之后通过查阅相关资料得知OLED屏幕市面上产品众多型号各异，多数4管口0.96OLED供电在3V~5V之间，但少数OLED模块与5V接口不兼容，导致了功能无法实现。后续又通过学习阿里云所提供的材料范例，在原有的基础上添加了与物联网的通信，使所采集的温湿度数据能够实时上传，实现了环境区域范围内的温湿度数据的信息化和高效便捷的管理。通过此次制作毕业设计，使我在知识理论和动手能力都获得了更大的进步。为了准备本次设计也查阅了大量的文献和论文，对国内及国外的相关内容有了进一步的认识和了解。在后续的设计和制作过程中，更是不断地发现问题、解决问题如此循环。形成了以问题为导向的学习过程，帮助我逐步完成毕业设计的制作。在这一过程中锻炼的不仅仅是我解决问题的能力，更锻炼了我发现问题的