基于STM32设计的环境监测系统(华为云IOT)_300
文章目录
- 一、前言
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- 1.1 项目介绍
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- 【1】项目开发背景
- 【2】设计实现的功能
- 【3】项目硬件模块组成
- 【4】设计意义
- 【5】国内外研究现状
- 【6】摘要
- 1.2 设计思路
- 1.3 系统功能总结
- 1.4 开发工具的选择
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- 【1】设备端开发
- 【2】上位机开发
- 1.5 参考文献
- 1.6 系统框架图
- 1.7 系统原理图
- 1.8 实物图
- 1.9 模块的技术详情介绍
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- 【1】ESP8266-wifi模块
- 【2】SHT30模块
- 【4】SGP30传感器
- 【5】MS1100VOC传感器
- 二、硬件选型
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- 2.1 STM32开发板
- 2.2 USB下载线
- 2.3 ESP8266 WIFI
- 2.4 母对母杜邦线
- 2.5 电源扩展板（X2）
- 2.6 SGP30模块
- 2.7 蜂鸣器模块
- 2.8 OLED显示屏
- 2.9 SHT30温湿度模块
- 2.10 MS1100VOC
- 2.11 PCB板
- 2.12 锂电池供电模块（可选的配件）
- 三、部署华为云物联网平台
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- 3.1 物联网平台介绍
- 3.2 开通物联网服务
- 3.3 创建产品
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- （1）创建产品
- （2）填写产品信息
- （3）产品创建成功
- （4）添加自定义模型
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- 【1】创建服务ID
- 【2】MS1100VOC 甲醛含量
- 【3】SGP30 二氧化碳
- 【4】SHT30_H 空气湿度
- 【5】SHT30_T 空气温度
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- （5）创建完成
- 3.4 添加设备
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- （1）注册设备
- （2）根据自己的设备填写
- （3）保存设备信息
- （4）设备创建完成
- （5）设备详情
- 3.5 MQTT协议主题订阅与发布
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- （1）MQTT协议介绍
- （2）华为云平台MQTT协议使用限制
- （3）主题订阅格式
- （4）主题发布格式
- 3.6 MQTT三元组
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- （1）MQTT服务器地址
- （2）生成MQTT三元组
- 3.7 模拟设备登录测试
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- （1）填入登录信息
- （2）打开网页查看
- （3）MQTT登录测试参数总结
- 3.8 项目凭证
- 3.9 创建IAM账户
- 3.10 获取影子数据
- 四、Qt开发入门与环境搭建
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- 4.1 Qt是什么？
- 4.2 Qt版本介绍
- 4.3 Qt开发环境安装
- 4.4 开发第一个QT程序
- 4.5 调试输出
- 4.6 QT Creator常用的快捷键
- 4.7 QT帮助文档
- 4.8 UI设计师使用
- 4.9 按钮控件组
- 4.10 布局控件组
- 4.11 基本布局控件
- 4.12 UI设计师的布局功能
- 五、上位机开发
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- 5.1 Qt开发环境安装
- 5.2 新建上位机工程
- 5.3 切换编译器
- 5.4 编译测试功能
- 5.5 设计UI界面与工程配置
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- 【1】打开UI文件
- 【2】开始设计界面
- 5.6 设计代码
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- 【1】获取token
- 【2】获取影子数据
- 【3】解析数据更新界面
- 【4】判断设备是否离线
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- **（1）功能分析**
- **（2）离线处理**
- **（3）在线处理**
- 【5】获取设备最新数据上传时间
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- **（1）详细代码解析**
- **（2）代码运行效果**
- 5.5 编译Windows上位机
- 5.6 配置Android环境
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- 【1】选择Android编译器
- 【2】创建Android配置文件
- 【3】配置Android图标与名称
- 【3】编译Android上位机
- 5.7 设备仿真调试
- 六、 ESP8266-WIFI模块调试过程
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- 6.1 接电脑USB口调试
- 6.2 ESP8266的STA+TCP客户端配置
- 七、STM32代码设计
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- 7.1 硬件连线说明
- 7.2 硬件原理图
- 7.3 硬件组装过程
- 7.4 硬件实物图
- 7.5 KEIL工程
- 7.6 程序下载
- 7.7 程序正常运行效果
- 7.8 取模软件的使用
- 7.9 WIFI模块与服务器交互协议
- 7.10 硬件初始化
- 7.11 WIFI模块-初始化
- 7.12 数据采集与显示
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- 1. **轮询时间到达后执行的操作**
- 2. **采集温湿度数据**
- 3. **读取 SGP30 采集的 VOC 和 CO2 值**
- 4. **采集甲醛含量数据**
- 5. **清屏并显示采集的数据**
- 6. **温度过高时触发蜂鸣器报警**
- 7. **刷新 OLED 屏幕显示**
- 8. **数据上传到 MQTT 云服务器**
- 9. 总结
- 八、使用STM32代码的流程以及注意事项
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- 8.1 第1步
- 8.2 第2步
- 8.3 第3步
- 九、代码移植更改
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- 【1】STM32代码
- 【2】Qt上位机代码
- 开题报告
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- （一）选题来源与背景
- （二）研究目的
- （三）国内外研究现状
- （四）主要参考文献
- （五）研究内容
- （六）研究思路
- （七）研究方法
- （八）设计的总体结构描述
- （九）设计的各个功能模块描述
- （十）可行性分析
- （十一）预期成果
- 任务书
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- 一、项目名称
- 二、项目背景
- 三、设计目标
- 四、任务内容
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- 4.1 硬件设计
- 4.2 软件设计
- 4.3 测试与优化
- 4.4 系统集成与应用
- 五、项目计划
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- 5.1 设计阶段
- 5.2 开发阶段
- 5.3 测试与优化阶段
- 六、预期成果
- 论文目录
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- 摘要
- Abstract
- 第一章 引言
- 第二章 系统设计与硬件选型
- 第三章 软件设计与实现
- 第四章 系统测试与性能优化
- 第五章 系统集成与应用
- 第六章 总结与展望
- 参考文献
- 附录
一、前言
1.1 项目介绍
【1】项目开发背景
近年来，随着全球工业化进程的加速，环境污染问题日益严重，尤其是空气质量的恶化对人类健康造成了极大的威胁。根据世界卫生组织（WHO）的数据，空气污染已成为全球主要的健康风险之一，长期暴露在污染空气中可能导致呼吸系统疾病、心血管疾病等慢性病的发生。同时，二氧化碳、甲醛等有害气体在空气中的浓度超标，也可能影响到人体的免疫系统和内分泌系统。随着城市化进程的推进，城市人口密集，交通、工业排放等源头使得空气污染问题尤为突出。
为了应对日益严峻的空气污染问题，及时监测和改善空气质量成为一个亟待解决的关键任务。现有的空气质量监测多依赖大型、昂贵的监测设备，这些设备通常安装在固定的监测站中，无法实时、方便地为个人家庭或小型办公室等场所提供空气质量数据。随着传感器技术和物联网技术的发展，嵌入式系统和小型空气质量监测设备逐渐成为一种有效的解决方案。基于物联网的智能空气质量监测设备不仅体积小、成本低，还能够通过实时数据采集、分析和远程传输，帮助用户实时了解空气质量状况，提前发现污染风险，从而采取相应的预防措施。
此外，近年来，随着智能家居和物联网的快速发展，智能化、远程化的监测设备逐渐成为消费者的关注焦点。通过无线通信技术，设备可以将空气质量数据实时上传至云平台，用户可以通过手机APP或计算机进行远程查看和管理，甚至在空气质量异常时收到实时报警提示。这种智能、便捷的功能提升了空气质量监测设备的市场吸引力和应用潜力。
本项目基于STM32微控制器的嵌入式系统设计，结合现代传感器技术和无线通信技术，开发一种