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基于STM32的4G温湿度远程监测系统设计

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2017年软件2017,V〇1.38,N o. 7第3 8 卷第7 期COMPUTER ENGINEERING & SOFTWARE 国际IT传媒品牌设讨研尧与启用基于STM32的4G温湿度远程监测系统设计罗洋坤(湖南汽车工程职业学院湖南株洲412001)摘要：针对手机终端对温湿度进行远程监测成为一种趋势，本研究通过4G网絡设计低成本和容易推广使用 的监测系统，并实现选择性实时监测并降低监测系统流量消耗。

方案采用以采集子网为核心，内部通过nR F24L01 无线模块通信，采集子网与手机终端通过4G路由器与O n e N E T服务器组网实现远程通信。

方案中使用了主动询问 和选择传输的方法，经过测试，设定汇总节点每30秒主动获取手机终端控制命令并进行选择性传输，在采集子网 数据全部传输的情况下，4G路由器24小时消耗流量在30-80 M之间，在手机端关闭监测功能情况下，4G路由器 24小时消耗的流量在3-10 M之间。

实验结果证明用户通过该系统可以进行有选择性的实时监测，并有效降低了流 量消耗。

关键词：温湿度；4G路由器；O n e N E T服务器；远程监测；选择传输；流量消耗中图分类号：T P273.5 文献标识码：A D O I: 10.3969/j.issn.l003-6970.2017.07.026本文著录格式：罗洋坤.基于S T M32的4G温湿度远程监测系统设计[J].软件，2017, 38 (7):115-117 Design of Remote 4G Monitoring System of Humiture Based on STM32LU O Yang-kun{Hunan Automotive Engineering Vocational College H u n a n Zhuzhou412001)【Abstract】：Cu订ently，increasingly more remote humitoe monitoring with mobile phone.Therefore，it is important to design a remote monitoring system that is affordable and easy to be promoted and through which selective real­time monitoring can be achieved and network traffic can be reduced.This research is conducted base on a data coll­ection network.Within the network the nRF24L01 wireless module is used for data transfer and outside the network a4G Router and an OneNET Server are utilized for linking it with a mobile device.In this research active request and selective data transfer are also practiced.The data collection point is set to actively acquire the command from a mobile device and selectively transfer the data.The result shows that the4G Router would consume30 to80 M data per day if all data are transferred and3 to 10 M would be consumed if the mobile disables remote monitoring.Ther­efore,the system in this research is able to achieve selective real-time monitoring and reduce the network traffic.【Key words】：Humitoe;4G router;OneNET server;Remote monitoring;Selective transfer;Nelwork tm^0引言实时温湿度控制的应用比较广泛，比如大棚、室内等。

温湿是影响作物生长的关键因素，单一大 棚内温度差异较小，而湿度在局部呈现较大差异[1]。

采用单一传感器采集湿度数据难以准确反映实际情 况，通过多节点采集可有效提高准确性，反映室内 整体和局部的湿度情况。

温湿度远程监测系统设计 在为了降低监测系统中传感节点的能耗，提出了节 点动态组包主动传输和多种环境变量加权控制传输 机制，减少了大量重复冗余数据的传输[2_3]。

系统利用3G/4G网络具有无须布线、传输速度高、实时性 好的优点，采用4个子节点和1个汇总节点构建大 棚温湿度采集子网，采集子网内部通过nRF24L01 无线模块实现短距离通信，汇总节点通过4G路由 器与OneNET服务器实现远程通信[4_7]。

在此基础 上进一步研究选择性实时监测并降低流量消耗的 问题。

1网络方案控制网络由采集子网、4G无线路由器、OneNET 服务器组成。

采集子网使用网线连接4G无线路由作者简介：罗洋坤(1979-)，男，湖南株洲人，讲师，主要研究方向：嵌人式技术研究与应用、智能控制。

第38卷第7期软 件器，采集子网的汇总节点以客户端模式通过TCP/IP 方式主动连接OneNET服务器，用户基于OneNET 平台设计手机APP应用软件，登录控制界面实现远 程监测。

为降低通信流量，在采集子网内部对数据 处理分析，传输处理后的数据[8_9]。

1.1采集子网汇总节点与子节点之间为星型结构，单个子节 点与汇总节点建立短距离的无线连接。

汇总节点负 责接收4个子节点传输的温湿度数据，并进行存储、处理和传输，子节点负责定时采集温湿度数据，对 数据进行处理后传输到汇总节点。

采集子网控制电 路板基于STM32F407VET6控制芯片进行设计。

此 外，汇总节点控制电路板集成了 AT24C02存储模块，用于保存温湿度数据，防止汇总节点重启后温湿度 数据丢失。

温湿度传感器选择DHT11型，具有能耗 低、性能稳定、数字输出全部校准的优点。

短距离 无线收发模块采用nRF24L01型，具有功耗低的优 点，有效通信距离可达100米，满足单个大棚之内 的通信。

嵌入式系统的网络化需要实现TCP/IP协议 栈[1()]。

汇总节点通过W5200网络模块与4G无线路 由器连接实现网络功能。

W5200芯片采用全硬件TCP/I P协议栈的嵌人 式以太网控制器，STM32F407VET6通过SPI1接口 与其通信[11]。

单个子节点有5个温湿度传感器，每 10秒采集一次温湿度，得到5个温湿度值，在实际 环境中，单个传感器可能损坏或采集数据不成功，因此选择5个温湿度值的中值作为该子节点采集的 温湿度。

子节点釆集完成后通过nRF24L01无线收 发模块将温湿度值传送到汇总节点，汇总节点通过 AT24C02模块有序存储4个子节点的温湿度值。

单 个子节点对5个温湿度值的处理过程：将5个温度 和湿度值分别通过冒泡法进行排序取中值。

每一个 单节点将温度中值和湿度中值确定后传输到汇总节 点。

汇总节点对4个子节点温湿度值的处理过程：将4个温度值取平均值，将4个湿度值按照对应子 节点序号存储并求平均值[12_13]。

1.2远程网络4G路由器网络协议是IEEE802.11 b/g/n。

在设 计中安装流量卡的4G路由器通过网线与W5200连 接。

汇总节点通过编程控制实现上网，其IP必须与 4G无线路由器的网关I P属于同一个子网。

此外，控制终端的MAC地址不能设定为路由器自身MAC 地址[14]。

本次实验中汇总节点作为客户端采用静态 I P方法连接网络，网络参数配置如表1所示，OneNET平台配置相关参数如表2所示。

表1网络参数配置Tab»l Network parameter configuration 4G路由器网管IP192.168.8.1汇总绪点IP192.168.8.1054G路由器M AC地址4汇总结点M AC地址汇总节点端口号80OneNET服务器E POneNET服务器端口号80表2 OneNET平台配置相关参数Tab.2 OneNET platform configuration related parameters 设备名称设备ID1-4号湿度平均值显示33329651-4号温度平均?4号子节点湿度显示33329643号子节点湿度显示33329632号子节点湿度显示33329621号子节点湿度显示3332961温湿度检测总开关3332960湿度平均值显示开关32814464号子节点湿度显示开关32662373号子节点湿度显示开关32662362号子节点湿度显示开关32662351号子节点湿度显示开关3266176数据流号节点湿度平均值显示号节点温度平均4号子节点湿度显示3号子节点湿度显示2号子节点湿度显示1号子节点湿度显示温湿度检测总开关湿度平均值显示开关4号子节点湿度显示开关3号子节点湿度显示开关2号子节点湿度显示开关1号子节点湿度显示开关控制界面基于OneNET平台进行设计，控制界 面包括开关按钮、平均温度动态曲线图、平均湿度 动态曲线图、子节点湿度动态曲线图，控制界面如 图1所示〇温湿度监测温度平均值1号子节点2号子节点3号子节点4号子节点 总开关 独立开关 开关 开关 开关 开关7,7+湿度平均值（％)U..........n...i号子节点湿度（％) + 2号子节点湿度（％)+ 3号子节点湿度（％)4号子节点湿度（％)图1控制界面Fig.l Control interface《软件》杂志欢迎推荐投稿：cosoft@116罗洋坤：基于STM32的4G温湿度远程监测系统设计根据实际情况，单个大棚内温度差异不大，空气 湿度差异较大，因此为减少传输的数据量，温度数据 只动态显示平均值，湿度包括平均值和各个子节点数 据的显示，以把握整体和局部的湿度情况。

温湿度监 测总开关控制采集子网所有采集数据传输的开启和 关闭，湿度平均值独立开关控制汇总节点采集的4 个子节点平均湿度数据传输的开启和关闭，4个子节 点开关控制4个子节点湿度数据传输的开启和关闭。

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基于STM32单片机的温度控制系统设计

基于STM32单片机的温度控制系统设计

基于STM32单片机的温度控制系统设计一、本文概述本文旨在探讨基于STM32单片机的温度控制系统的设计。

我们将从系统需求分析、硬件设计、软件编程以及系统测试等多个方面进行全面而详细的介绍。

STM32单片机作为一款高性能、低功耗的微控制器，广泛应用于各类嵌入式系统中。

通过STM32单片机实现温度控制，不仅可以精确控制目标温度，而且能够实现系统的智能化和自动化。

本文将介绍如何通过STM32单片机，结合传感器、执行器等硬件设备，构建一套高效、稳定的温度控制系统，以满足不同应用场景的需求。

在本文中，我们将首先分析温度控制系统的基本需求，包括温度范围、精度、稳定性等关键指标。

随后，我们将详细介绍系统的硬件设计，包括STM32单片机的选型、传感器和执行器的选择、电路设计等。

在软件编程方面，我们将介绍如何使用STM32的开发环境进行程序编写，包括温度数据的采集、处理、显示以及控制策略的实现等。

我们将对系统进行测试，以验证其性能和稳定性。

通过本文的阐述，读者可以深入了解基于STM32单片机的温度控制系统的设计过程，掌握相关硬件和软件技术，为实际应用提供有力支持。

本文也为从事嵌入式系统设计和开发的工程师提供了一定的参考和借鉴。

二、系统总体设计基于STM32单片机的温度控制系统设计，主要围绕实现精确的温度监测与控制展开。

系统的总体设计目标是构建一个稳定、可靠且高效的环境温度控制平台，能够实时采集环境温度，并根据预设的温度阈值进行智能调节，以实现对环境温度的精确控制。

在系统总体设计中，我们采用了模块化设计的思想，将整个系统划分为多个功能模块，包括温度采集模块、控制算法模块、执行机构模块以及人机交互模块等。

这样的设计方式不仅提高了系统的可维护性和可扩展性，同时也便于后续的调试与优化。

温度采集模块是系统的感知层，负责实时采集环境温度数据。

我们选用高精度温度传感器作为采集元件，将其与STM32单片机相连，通过ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号，供后续处理使用。

《2024年基于Stm32的温湿度检测系统》范文

《2024年基于Stm32的温湿度检测系统》范文

《基于Stm32的温湿度检测系统》篇一一、引言随着科技的进步和物联网的飞速发展，温湿度检测系统在各个领域的应用越来越广泛。

STM32系列微控制器以其高性能、低功耗的特点，广泛应用于各种嵌入式系统中。

本文将详细介绍一种基于STM32的温湿度检测系统，并阐述其设计思路、工作原理和性能特点。

二、系统概述基于STM32的温湿度检测系统主要由传感器模块、微控制器模块、通信模块以及显示模块等组成。

传感器模块负责采集环境中的温湿度数据，微控制器模块负责数据处理和控制系统工作，通信模块用于与其他设备进行数据传输，显示模块则用于显示温湿度数据。

三、硬件设计1. 传感器模块传感器模块选用DHT11温湿度传感器，该传感器具有响应速度快、精度高、稳定性好等优点。

DHT11通过I/O口与STM32微控制器进行通信，将采集到的温湿度数据传输给微控制器。

2. 微控制器模块微控制器模块采用STM32系列微控制器，负责整个系统的控制和数据处理。

STM32具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点，可满足温湿度检测系统的需求。

3. 通信模块通信模块可根据实际需求选择不同的通信方式，如UART、SPI、I2C等。

本系统采用UART通信方式，通过串口与上位机进行数据传输。

4. 显示模块显示模块可选LED、LCD等显示设备。

本系统采用LCD显示屏，可实时显示温湿度数据。

四、软件设计软件设计主要包括传感器驱动程序、数据处理程序、通信程序以及显示程序等。

1. 传感器驱动程序传感器驱动程序负责初始化DHT11传感器，并读取其采集到的温湿度数据。

驱动程序采用轮询方式读取传感器数据，并通过I/O口将数据传输给微控制器。

2. 数据处理程序数据处理程序负责对传感器采集到的温湿度数据进行处理和转换。

本系统将原始的数字信号转换为摄氏度温度和相对湿度，以便于后续分析和处理。

3. 通信程序通信程序负责将处理后的温湿度数据通过UART口发送给上位机。

通信协议采用标准的串口通信协议，确保数据传输的可靠性和稳定性。

基于STM32的大型粮仓温湿度监控系统设计

基于STM32的大型粮仓温湿度监控系统设计

基于STM32的大型粮仓温湿度监控系统设计一、本文概述本文旨在探讨基于STM32微控制器的大型粮仓温湿度监控系统的设计。

随着粮食储存技术的不断发展，对粮仓环境监控的要求也越来越高。

温湿度是影响粮食储存质量的关键因素，因此设计一种能够实时、准确地监测和调控粮仓内部温湿度的系统具有重要意义。

本文将从系统设计的背景、目的、主要研究内容和技术路线等方面进行全面概述。

本文将介绍粮仓温湿度监控系统的研究背景，包括粮食储存的重要性、温湿度对粮食储存质量的影响以及现有监控系统的不足。

明确本文的设计目标，即设计一种基于STM32微控制器的大型粮仓温湿度监控系统，实现粮仓内部温湿度的实时监测、数据分析和远程控制。

接着，本文将详细介绍系统的主要研究内容，包括硬件设计、软件编程、数据采集与处理、通信协议的选择与实现等。

硬件设计部分将涉及STM32微控制器的选型、温湿度传感器的选择与连接、电源电路的设计等；软件编程部分将讨论如何实现数据的实时采集、处理与传输，以及系统的稳定性和可靠性保障；数据采集与处理部分将探讨如何从传感器获取准确的温湿度数据，并进行相应的数据处理和分析；通信协议的选择与实现部分将讨论如何选择合适的通信协议，实现远程监控和控制功能。

本文将总结系统的技术路线和实现方法，包括系统的整体架构设计、各个模块的协同工作以及系统的优化与改进。

通过本文的研究，旨在为大型粮仓温湿度监控系统的设计提供一种新的解决方案，为粮食储存行业的智能化和自动化发展提供有益参考。

二、系统总体设计在大型粮仓温湿度监控系统中，系统总体设计是项目的核心部分，它决定了整个系统的架构、功能和性能。

本设计基于STM32微控制器，充分利用其强大的处理能力和丰富的外设接口，构建一个稳定、可靠的温湿度监控系统。

系统总体设计需要明确监控系统的基本需求。

对于粮仓而言，温湿度是影响粮食储存质量的重要因素，因此系统需要实时监测粮仓内的温湿度数据，并根据预设的阈值进行报警。

基于STM32的温湿度检测设计

基于STM32的温湿度检测设计

XXXX学院大作业报告题目基于STM 32的温湿度检测课程名称嵌入式系统及其应用二级学院机电工程工程学院专业班级 XXXXXXX 学生姓名 XXXXX 学号指导教师X年X月X日到X年X月X日目录摘要 (1)1. 设计目标 (2)2. 设计方案 (2)3. 实验器材 (2)4. 结构及工作原理 (2)5. 元件及功能 (3)2.1 STM32F103ZET6 介绍 (3)2.2 温湿度传感器介绍 (5)2.3 LCD12864介绍 (5)3. 结论 (6)4.心得 (6)附录 (7)结果图 (9)基于STM 32的温湿度检测摘要：在现代生活中，温湿度测量几乎涉及到各个领域，包括探险救灾机器人、温室环境智能监控系统、医院、工业控制、农业管理、仓库存储、文物保护等，因此研究低成本、高可靠性的温湿度系统就变得十分重要，合理的利用了各项资源，大幅度提产品的产量和质量，极大的改善了人民的生活水平。

采用先进的信息技术和人工智能技术来对生产环境进行科学有效的管理就显得十分重要了。

本设计选用STM32为核心控制器与处理器，温湿度传感器，利用ADC转换，得到相应的温度、湿度值并通过液晶显示，也可通过串口进行显示。

每隔一段时间（如2秒）往串口发送一次温湿度信息；具有报警功能，如：当湿度值大于70%RH时，蜂鸣器报警，LED闪烁，液晶显示提示。

该设计可有效检测当前温湿度，灵敏度高，稳定准确，在实际应用中前景良好。

1.设计目标本次设计要求实现对周围环境温湿度的感知以及显示。

要求学生对STM32有一定程度的理解，熟悉STM32串口以及中断的使用，会基本的C语言和java,熟练掌握keil for ARM软件的使用与程序下载以及手机软件开发环境。

2.设计方案（1）了解温湿度传感器工作原理，根据原理画好PCB原理图。

（2）根据PCB原理图自制PCB板电路，将液晶屏，温湿度传感器，变压器,stm32开发板等相关元件设备进行集成。