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基于STM32的智能仓储环境监测的Proteus仿真

news 2025/6/29 5:23:24

文章目录

  • 一、智能仓储环境监测
    • 1.题目要求
    • 2.思路
    • 3.电路仿真
      • 3.1 未仿真时
      • 3.2 开始仿真，显示屏显示Init后，正常显示温度湿度光照烟雾数值
      • 3.3 切换温度阈值界面，用阈值加减设置温度min和温度max阈值
      • 3.4 调整温度数值，触发风扇/加热
      • 3.5 切换湿度阈值界面，调整湿度数值，模拟通风打开
      • 3.6 切换光照阈值界面，调整光照传感器数值，声光报警
      • 3.7 远程终端设置阈值和查询温度湿度光照烟雾数值
    • 4.仿真程序
      • 4.1 程序说明
      • 4.2 主程序
      • 4.3 OLED显示函数
      • 4.4 串口接收函数
  • 二、总结

一、智能仓储环境监测

1.题目要求

1、检测温度、湿度、光照、烟雾浓度

2、设置光照、烟雾浓度阈值，超过阈值进行声光报警

3、设置温度阈值，低于阈值加热，高于阈值开风扇

4、设置湿度阈值，超过阈值通风

5、oled显示温度、湿度、光照、烟雾浓度的数值

6、手机端可以设置温度、湿度、光照、烟雾浓度的阈值、显示温度、湿度、光照、烟雾浓度的数值

在这里插入图片描述

2.思路

由上面的功能需求和实物照片，我们可知需要一个单片机STM32F103C8T6，温湿度传感器DHT11，光照传感器BH1750，
烟雾传感器MQ-2，显示屏OLED，有源蜂鸣器报警，风扇，加热棒，舵机，WiFi模块ESP8266以及三个按键。

都是一些常见的模块，简单过一遍。

单片机STM32F103C8T6：

在这里插入图片描述

温湿度传感器DHT11：

在这里插入图片描述

光照传感器BH1750：

在这里插入图片描述

烟雾传感器MQ-2（proteus仿真没有，用滑动变阻器代替模拟）

在这里插入图片描述

显示屏OLED：

在这里插入图片描述

有源蜂鸣器报警（最近不知道软件怎么了，蜂鸣器用不了，所以我都选择在旁边加个指示灯来看效果）

在这里插入图片描述

风扇，加热棒（proteus仿真没有，用一个红色LED点亮表示开启加热）

在这里插入图片描述

舵机：

在这里插入图片描述

WiFi模块ESP8266（proteus仿真没有，用虚拟终端连接到串口调试助手代替）

在这里插入图片描述

三个按键：

在这里插入图片描述

3.电路仿真

3.1 未仿真时

在这里插入图片描述

3.2 开始仿真，显示屏显示Init后，正常显示温度湿度光照烟雾数值

1.一开始显示屏显示Init（表示正在初始化）
在这里插入图片描述
2.正常显示温度湿度光照烟雾数值

在这里插入图片描述

3.3 切换温度阈值界面，用阈值加减设置温度min和温度max阈值

在这里插入图片描述

3.4 调整温度数值，触发风扇/加热

1.当前温度数值为31°C，高于温度max阈值，打开风扇

在这里插入图片描述

2.当前温度数值为20°C，低于温度min阈值，打开加热

在这里插入图片描述

3.5 切换湿度阈值界面，调整湿度数值，模拟通风打开

默认关闭的时候，舵机角度为-90°

在这里插入图片描述

打开的时候舵机角度调整为+90°

在这里插入图片描述

3.6 切换光照阈值界面，调整光照传感器数值，声光报警

烟雾阈值同理不演示。

注：蜂鸣器可能不响，所以用指示灯代替。

在这里插入图片描述

3.7 远程终端设置阈值和查询温度湿度光照烟雾数值

在这里插入图片描述

4.仿真程序

4.1 程序说明

主控芯片：STM32F103C8
HICK：64MHZ
Systick： 1ms

烟雾传感器：ADC（PA0）

光照传感器：LDR（PA2）

DHT11温湿度传感器：DATA（PA4）

模拟WIFI模块（Uart1）：9600（PA9：tx1，PA10：rx1）

声光报警：BUZZER（PA15）

按键：
KEY1（PB2）
KEY2（PB3）
KEY3（PB4）

模拟通风：PWM（PB6）
风扇：RELAY1（PB7）
加热：RELAY2（PB8）

OLED显示屏：SCL（PB14），SDA（PB15）

在这里插入图片描述

串口协议
举例如发送*Tmin20，即设置温度低阈值位20度
设置指令：
*TminXX 设置温度低阈值 XX取值为0-99（温度低阈值必须小于温度高阈值）
*TmaxXX 设置温度高阈值 XX取值为0-99（温度高阈值必须大于温度低阈值）
*HumiXX 设置湿度阈值 XX取值为0-99
*ILLuXX 设置光照阈值 XX取值为0-99
*SmogXX 设置烟雾阈值 XX取值为0-99

查询指令：查询温度、湿度、光照、烟雾浓度的数值
*Read

4.2 主程序

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "Drv_UserSystem.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
/*** @brief  main function.* @param  none* @retval none*/
int main(void)
{UserSystemInit();//用户配置初始化		while (1){			if (stSysTime.flg._100ms + TEN_MILLISECOND < Time_millis()) //10ms{stSysTime.flg._10ms = Time_millis();	Key_Scan();//按键扫描				}if (stSysTime.flg._50ms + FIFTY_MILLISECOND < Time_millis()) //50ms{stSysTime.flg._50ms = Time_millis();						ADC_Scan();//光照,土壤湿度检测		DHT11_Collect_data();//DHT11采集温度,湿度					}				if(stSysTime.flg._100ms + BEST_MILLISECOND < Time_millis()) //100ms{stSysTime.flg._100ms = Time_millis();					Receive_data_Handel();//数据接收判断 						OLED_Handel();//OLED显示	Forewarning_Handel();//预警函数						IWDG_ReloadCounter();//清开门狗 				}if (stSysTime.flg._1s + THOUSAND_MILLISECOND < Time_millis()) //1s{stSysTime.flg._1s = Time_millis();				}}
}

4.3 OLED显示函数

/******************************************************************************** 函数名：OLED_Handel* 描述  ：OLED显示* 输入  ：void* 输出  ：void* 调用  ：初始化* 备注  ：100ms
*******************************************************************************/
void OLED_Handel(void)
{  	if(Screen_switching == 1){OLED_Show_Character(1,1,0,16);//温OLED_Show_Character(1,2,1,16);//度			 OLED_Show_Character(1,3,2,16);//:	 OLED_ShowNum(1,7,DHT11_temp_high,2);	OLED_Show_Character(1,5,3,16);//°	 OLED_ShowString(1, 11, "C");	OLED_Show_Character(2,1,4,16);//湿OLED_Show_Character(2,2,5,16);//度			 OLED_Show_Character(2,3,2,16);//:	 OLED_ShowNum(2,7,DHT11_humi,2);OLED_ShowString(2, 9, "%");			OLED_Show_Character(3,1,8,16);//光OLED_Show_Character(3,2,9,16);//照			 OLED_Show_Character(3,3,2,16);//:	 	OLED_ShowNum(3,7,ADC2_Value,2);OLED_ShowString(3, 9, "%");			OLED_Show_Character(4,1,6,16);//烟OLED_Show_Character(4,2,7,16);//雾			 OLED_Show_Character(4,3,2,16);//:	 	OLED_ShowNum(4,7,ADC1_Value,2);OLED_ShowString(4, 9, "%");			}else if((Screen_switching == 2) || (Screen_switching == 3)){	OLED_Show_Character(1,3,10,16);//设OLED_Show_Character(1,4,11,16);//置			OLED_Show_Character(1,5,0,16);//温OLED_Show_Character(1,6,1,16);//度			OLED_ShowString(2, 3, "min");		OLED_Show_Character(2,4,2,16);//:OLED_ShowNum(2,9,Temp_minThreshold,2);	OLED_Show_Character(2,6,3,16);//°	 OLED_ShowString(2, 13, "C");	OLED_ShowString(3, 3, "max");		OLED_Show_Character(3,4,2,16);//:OLED_ShowNum(3,9,Temp_maxThreshold,2);	OLED_Show_Character(3,6,3,16);//°	 OLED_ShowString(3, 13, "C");			}else if(Screen_switching == 4) 	{OLED_Show_Character(1,3,10,16);//设OLED_Show_Character(1,4,11,16);//置			OLED_Show_Character(1,5,4,16);//湿OLED_Show_Character(1,6,5,16);//度	OLED_ShowNum(3,7,Humi_Threshold,2);OLED_ShowString(3, 9, "%");					}else if(Screen_switching == 5) 	{OLED_Show_Character(1,3,10,16);//设OLED_Show_Character(1,4,11,16);//置			OLED_Show_Character(1,5,8,16);//光OLED_Show_Character(1,6,9,16);//照	OLED_ShowNum(3,7,ADC2_Threshold,2);OLED_ShowString(3, 9, "%");					}	else if(Screen_switching == 6) 	{OLED_Show_Character(1,3,10,16);//设OLED_Show_Character(1,4,11,16);//置			OLED_Show_Character(1,5,6,16);//烟OLED_Show_Character(1,6,7,16);//雾	OLED_ShowNum(3,7,ADC1_Threshold,2);OLED_ShowString(3, 9, "%");					}	
}

4.4 串口接收函数

/******************************************************************************** 函数名：Send_Cmd1* 描述  ：设置温度阈值* 输入  ：void* 输出  ：void* 调用  ：需要时调用* 备注  ：举例如发送*Tmin20，即设置温度低阈值位20度*******************************************************************************/
void Send_Cmd1(void)
{uint8_t i = 0;if(uart1_rx_buf[i+3] == 'i'){variable1 = (AsciiToHex(uart1_rx_buf[i+5])*10+AsciiToHex(uart1_rx_buf[i+6]));if((variable1 > 0) && (variable1 < 100)){if(variable1 < Temp_maxThreshold)							 {				Temp_minThreshold = variable1;printf("手机设置的温度低阈值 = %d\r\n",Temp_minThreshold);}else{printf("温度低阈值大于温度高阈值，设置失败");					}					}	else{printf("手机设置的温度低阈值超出设置范围 \r\n");			}			}else if(uart1_rx_buf[i+3] == 'a'){variable2 = (AsciiToHex(uart1_rx_buf[i+5])*10+AsciiToHex(uart1_rx_buf[i+6]));if((variable2 > 0) && (variable2 < 100)){if(variable2 > Temp_minThreshold)							 {				Temp_maxThreshold = variable2;printf("手机设置的温度高阈值 = %d\r\n",Temp_maxThreshold);}else{printf("温度高阈值小于温度低阈值，设置失败");					}					}	else{printf("手机设置的温度高阈值超出设置范围 \r\n");			}			}
}/******************************************************************************** 函数名：Send_Cmd2* 描述  ：设置湿度阈值* 输入  ：void* 输出  ：void* 调用  ：需要时调用* 备注  ：*******************************************************************************/
void Send_Cmd2(void)
{uint8_t i = 0;variable3 = (AsciiToHex(uart1_rx_buf[i+5])*10+AsciiToHex(uart1_rx_buf[i+6]));if((variable3 > 0) && (variable3 < 100)){Humi_Threshold = variable3;printf("手机设置的湿度阈值 = %d\r\n",Humi_Threshold);	}	else{printf("手机设置的湿度阈值超出设置范围 \r\n");			}	
}/******************************************************************************** 函数名：Send_Cmd3* 描述  ：设置光照阈值* 输入  ：void* 输出  ：void* 调用  ：需要时调用* 备注  ：*******************************************************************************/
void Send_Cmd3(void)
{uint8_t i = 0;variable4 = (AsciiToHex(uart1_rx_buf[i+5])*10+AsciiToHex(uart1_rx_buf[i+6]));if((variable4 > 0) && (variable4 < 100)){ADC2_Threshold = variable4;printf("手机设置的光照雾阈值 = %d\r\n",ADC2_Threshold);	}	else{printf("手机设置的光照阈值超出设置范围 \r\n");			}	
}/******************************************************************************** 函数名：Send_Cmd4* 描述  ：设置烟雾阈值* 输入  ：void* 输出  ：void* 调用  ：需要时调用* 备注  ：*******************************************************************************/
void Send_Cmd4(void)
{uint8_t i = 0;variable5 = (AsciiToHex(uart1_rx_buf[i+5])*10+AsciiToHex(uart1_rx_buf[i+6]));if((variable5 > 0) && (variable5 < 100)){ADC1_Threshold = variable5;printf("手机设置的烟雾阈值 = %d\r\n",ADC1_Threshold);	}	else{printf("手机设置的烟雾阈值超出设置范围 \r\n");			}	
}/******************************************************************************** 函数名：Send_Cmd5* 描述  ：查询温度、湿度、光照、烟雾浓度的数值* 输入  ：void* 输出  ：void* 调用  ：需要时调用* 备注  ：*******************************************************************************/
void Send_Cmd5(void)
{if(ADC_Flag){	printf("温度=%d 湿度=%d 光照= %d 烟雾=%d\r\n",DHT11_temp_high,DHT11_humi,ADC2_Value,ADC1_Value);	}	
}/******************************************************************************** Function    : Receive_data_Handel* Description : 数据接收判断* Input       : 无* Return      : 无* Call        : 100ms* Others      :*******************************************************************************/
void Receive_data_Handel(void)
{uint8_t i = 0;if(uart1_rx_finsh){	  for(i = 0;i< 20; i++){if(uart1_rx_buf[i] == '*')	{switch(uart1_rx_buf[i+1]){case  'T':Send_Cmd1();break;//*TempXX		case  'H':Send_Cmd2();break;//*HumiXXcase  'I':Send_Cmd3();break;//*IlluXX	case  'S':Send_Cmd4();break;//*SmogXX 								case  'R':Send_Cmd5();break;//*Read 										default:break;							}							}}uart1_rx_finsh = 0;	uart1_rx_count = 0;memset(uart1_rx_buf,0,RX_MAX_NUM);				}	
}

二、总结

今天主要讲了基于STM32的智能仓储环境监测的Proteus仿真。

感谢你的观看！

在这里插入图片描述

http://www.lryc.cn/news/508002.html

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