基于stm32的校园环境安全监测系统的开题报告开题报告.pdf

基于stm32的校园环境安全监测系统的开题报告开题报告一、选题目的、背景和意义随着现代社会人们的生活环境越来越复杂，人们对环境的要求也越来越严格，环境对生活的影响已经成为一个热点问题。市面上的环境监测装置功能单一化，一般只能监测某一种环境因素，不能够很好的满足人们的需求。再加上物联网技术的快速发展，物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。为此设计出由物联网技术、传感器技术和电子信息技术组成的多功能室外环境检测系统，可以同时监测多路信息，比如温度、湿度、光照强度、大气压强、PM2.5、氨气、硫化物、烟雾和苯系蒸汽等。帮助人们更准确的监测环境参数，力求最大限度改善环境，使人们的生活更加美好。近年来世界受到经济危机的冲击，若没有新的创新的技术出现和支撑，很难让世界的经济顺利复苏，因此各个国家都非常重视物联网的研究与发展。物联网技术经过接口与无线网络，实现物体与物体之间进行沟通和对话，实现人与物体之间进行沟通与对话，使人类的生产生活更为便利，更为信息化工业化，所以物联网一定是一个蓬勃发展的新兴行业，未来的物联网一定能够实现“智慧地球”的美好愿景。二、设计现状国内室外环境检测系统发展于20世纪70年代。目前国内现在对环境监测还停留在传统的人工环境监测方法，几乎还基于单片机终端监测很少具有实时通信功能。产品的现场安装受使用环境所限，环境应用适用性差，测控手段单一。很难进行远距离的监控和报警。我国环境监测工作是随着人们对环境保护认识的深化和环保工作的需要逐步发展起来的。国外室外环境检测系统发展比较早。目前国外的室外环境检测系统已经广泛应用在各个领域，并且发展比较成熟完善。许多国家的环境监测已经很先进了，可以同时进行多路采集各种环境参数。美国的一些公司已经开始利用太空技术进行环境监测作业。随着国内外物联网技术的快速发展，将物联网技术和电子信息技术合并发展的趋势已经开始展现出来了。目前已经有许多家企业研究院已经开始在研究物联网如何应用在我们的生活当中。但是，目前市场上类似的环境监测电子产品多为单一功能系统，限制了应用范围，而随着“系统集成化”的发展趋势一步步推进，只能实现上述单一功能的单一系统将逐步被淘汰，设计出能实现综合功能的系统则是大势所趋。三、设计方案1.设计目标本文开发并实现基于STM32的户外环境检测系统，结合物联网新型概念，实现用户通过网络对环境的实时监控。该系统可以使用户能够对想要知道的情况进行实时的掌握以及控制。通过各种传感器获取户外环境信息（温湿度信息、光照信息、PM2.5），用户在Android界面上可以对这些信息进行掌控。主要实现环境监控和远程监控等功能，其中涉及到多方面的研究，如对STM32进行深刻的了解和学习才能进行下一步的硬件和软件设计，实际情况设计出相应的应用软件。2.设计内容本设计包括主控制器、WIFI模块、温湿度监测、光照监测、PM2.5监测、手机客户端以及电源模块。电源模块为整个系统提供供电，主控制器模块通过串口协议与WIFI模块进行通信，利用串口发送AT指令使其与手机的wifi通信，通过STM32采集传感器检测到的数据，并且通过wifi发送到手机客户端，并可通过手机控制阈值，当数据值超过了阈值，单片机控制语音播报模块进行语音信息的播放。3.拟解决的关键问题（1）初始化系统设置，包括初始化系统的时钟，设设置中断的优先级，初始化各模块，初始化串口1和串口3（设置通信的波特率位115200），初始化定时器3的频率为100HZ；（2）STM32发送相关的AT指令，控制WIFI模块创造一个局域网；（3）如果手机连接成功，就将STM32平台采集到的环境数据每30秒通过WIFI发送给手机，并且在手机端显示出当前的环境数值；（4）用户可以根据自己的需求通过手机端按键设置报警的阀值，当环境数值超过设定的阈值是，主控制器就会控制语音模块播放出相应的报警信息。4.设计的方法及思路（1）检测和控制系统方案设计，系统的设计过程和实现的主要功能。课题的设计要求，先初步设计出系统框架，再在功能的基础上，进行下一步的具体设计。（2）系统硬件电路搭建，主要芯片的选择，然后设计系统整体硬件方案并针对各个模块进行详细介绍，分析各部分的功能及设计过程。最后简单介绍电路PCB版图设计。（3）系统硬件驱动程序，介绍软件开发环境KEIL的配置，在此基础上，对主控制器及各个硬件模块进行驱动设计。（4）Android应用软件的设计，先对Android系统进行简要介绍，然后叙述如何搭建Android开发平台。在前两者的基础上，对应用程序进行设计。分两部分介绍，其一描述整体设计框架，其二具体介绍界面的设计和通信的实现。（5）系统测试结果，对检测和控制系统进行测试，各模块均正常工作。5.可行性分析物联网这个行业依然存在一些问题需要