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【单片机毕业设计推荐】基于 STM32 的室内空气质量监测与智能通风控制系统设计,基于 STM32 的 PM2.5 与温湿度智能监测及蓝牙管控系统设计(010304）

news 2026/7/27 18:37:04

文章目录

20 个相关毕业设计备选题目
项目研究背景
摘要
总体方案
核心功能
- 基础功能
- 核心功能
- 辅助功能
技术路线
项目演示
关于我们
- 项目案例
- 源码获取

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✌️技术范围：单片机，STM32，52/51单片机、小程序、SpringBoot、SSM、JSP、Vue、PHP、Java、python、爬虫、数据可视化、大数据、物联网、机器学习等设计与开发。
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20 个相关毕业设计备选题目

基于 STM32 的室内空气质量监测与智能通风控制系统设计
基于 STM32 的 PM2.5 与温湿度智能监测及蓝牙管控系统设计
基于 STM32 单片机的环境参数采集与远程智能通风装置设计
基于 STM32 的室内环境监测、阈值报警与蓝牙移动端控制系统设计
基于 STM32 的粉尘温湿度监测与自动排风智能控制系统设计
基于 STM32 单片机的多模式环境监测与无线智能调控系统设计
基于 STM32 的室内空气参数实时监测与声光报警控制系统设计
基于 STM32 单片机的 JDY-31 蓝牙环境监测与远程管控平台设计
基于 STM32 的 OLED 显示环境监测与手动自动双模式控制系统设计
基于 STM32 的室内 PM2.5 温湿度采集智能通风报警装置设计
基于 STM32 单片机的环境阈值自定义设置与蓝牙远程监控系统
基于 STM32 的多传感器室内空气质量监测智能执行系统设计
基于 STM32 单片机的本地按键操控与蓝牙 APP 环境监控系统设计
基于 STM32 的 GP2Y1014AU 与 DHT11 环境感知智能控制系统设计
基于 STM32 单片机的室内环境智能排风与远程监控终端设计
基于 STM32 的双模式环境监测、阈值报警与无线控制系统设计
基于 STM32 单片机的空气质量实时显示与移动端远程调控系统
基于 STM32 的传感器数据采集、本地交互与蓝牙通信控制系统
基于 STM32 单片机的室内环境智能预警与通风设备控制系统设计
基于 STM32 的嵌入式环境监测终端与蓝牙 APP 联动控制系统设计

项目研究背景

随着人居健康意识持续提升，室内空气质量逐渐成为大众重点关注的环境指标，各类室内场所对 PM2.5 粉尘浓度、空气温湿度等环境参数进行常态化监测的需求持续增长。现阶段传统环境监测设备普遍存在功能固化、智能化程度较低的问题，多数装置仅能够完成环境数据采集展示，缺少自动调控能力；部分监测系统仅支持单一工作模式，无法兼顾现场手动操控与自动化运行，同时参数阈值修改流程复杂，难以适配多变的使用场景。另外，许多传统监测终端缺少无线远程交互能力，工作人员仅能够现场查看数据，无法远程获取环境信息、调整设备参数与控制执行机构，管理便捷性不足。物联网嵌入式技术快速成熟，以 STM32 单片机为核心的嵌入式终端具备成本低廉、功耗可控、拓展性强等优势，结合蓝牙无线通信、传感器感知技术能够构建轻量化环境监测控制系统。因此，本文设计一套集环境数据采集、本地显示、多模式控制、声光报警、蓝牙远程管控于一体的室内空气质量智能监测系统，弥补传统监测设备交互方式单一、缺少远程控制的短板，满足室内环境智能化监测与调控的实际应用需求。

摘要

本文设计一套以 STM32F103C8T6 单片机为核心的室内空气质量智能监测控制系统。系统搭载 DHT11 温湿度传感器与 GP2Y1014AU 粉尘传感器完成环境参数采集，通过 OLED 屏幕实时展示 PM2.5 浓度、温度与湿度数据。系统支持自动、手动、阈值设置三种工作模式，借助物理按键完成模式切换、阈值调整以及本地设备控制；自动模式下当环境参数超出预设阈值时，驱动继电器开启排风风扇并触发声光报警。系统搭载 JDY-31 蓝牙模块，实现与手机 APP 通信，支持远程查看监测数据、修改参数阈值、远程控制排风设备、蜂鸣器与灯光。测试结果表明，系统可以稳定完成环境监测、本地智能调控与蓝牙远程管控，结构简单、运行稳定，适用于室内环境智能监测场景。

总体方案

STM32F103C8T6 单片机：系统主控核心。选型理由：芯片资源充足、开发资料丰富、外设接口完善，成本适中，非常适合本科生嵌入式开发；作用是接收各传感器采集的数据、处理按键指令、驱动屏幕显示、控制继电器与声光报警模块、完成与蓝牙模块的数据交互，统筹整个系统逻辑运行。
DHT11 温湿度传感器：环境感知硬件。选型理由：单线通信协议简单，驱动代码成熟，满足室内温湿度基础采集需求；作用是实时采集环境温度、湿度数据并传输至主控单片机。
GP2Y1014AU 粉尘传感器：粉尘浓度采集硬件。选型理由：常用于室内 PM2.5 浓度检测，模拟信号输出，易于单片机读取；作用是采集空气中粉尘浓度，为系统环境判断提供 PM2.5 数据依据。
OLED 液晶显示屏：本地可视化模块。选型理由：功耗低、显示清晰、驱动简单；作用是实时刷新展示 PM2.5、温度、湿度监测数据，同时显示当前系统工作模式。
独立物理按键（4 路）：本地人机交互硬件。选型理由：电路结构简单，程序逻辑易于实现；作用用于系统模式切换、设备选中、开关控制、阈值增减操作。
继电器模块：执行机构驱动硬件。选型理由：可以实现弱电控制强电；作用驱动外接排风风扇，完成通风控制。
声光报警模块：预警硬件。选型理由：响应迅速，方便直观提醒环境超标；作用在参数超过设定阈值时发出灯光与蜂鸣报警信号。
JDY-31 蓝牙模块：无线通信硬件。选型理由：串口通信，配置简单，兼容安卓蓝牙 APP 开发；作用实现单片机和手机 APP 双向数据传输，支持远程查看数据、设置阈值、远程控制外设。
直流供电电源：系统供电单元，为单片机、传感器、外设模块提供稳定工作电压，保障整套嵌入式终端持续稳定运行。

核心功能

基础功能

环境数据采集功能：通过 DHT11 传感器持续采集环境温湿度，GP2Y1014AU 传感器采集 PM2.5 粉尘浓度，主控单元周期性读取传感器数据，完成原始数据解析，为系统控制逻辑提供数据源。
OLED 实时数据显示功能：将解析完成的 PM2.5、温度、湿度数值实时刷新在 OLED 屏幕上，便于现场人员直观读取实时环境参数，同时同步显示当前系统所处工作模式。

核心功能

多模式切换功能：通过第一个物理按键循环切换系统运行模式，包含自动模式、手动模式、阈值设置模式，满足不同场景下操控需求。
手动模式本地操控功能：系统处于手动模式时，第二个按键用于切换待控制设备，第三个按键完成选中设备的开启、关闭操作，支持现场人工控制排风、灯光、蜂鸣器等外设。
阈值参数设置功能：系统进入阈值设置模式后，第二个按键切换待调整的参数项（PM2.5 阈值、温度阈值、湿度阈值），第三个按键执行阈值数值增加，第四个按键执行阈值数值减小，用户可以自定义环境预警标准。
自动监测与联动控制报警功能：系统运行在自动模式时持续比对实时环境数据与预设阈值；当 PM2.5 浓度、环境温度、环境湿度任意一项高于设定阈值，单片机控制继电器启动排风风扇，同时启动声光报警装置，自动开展通风作业并发出超标提醒。
JDY-31 蓝牙无线通信功能：单片机借助 JDY-31 蓝牙模块建立与手机 APP 的数据链路，实现双向通信。

辅助功能

手机 APP 远程查看功能：移动端 APP 通过蓝牙连接终端，实时接收系统上传的 PM2.5、温湿度监测数据，远程掌握室内环境状态。
手机 APP 远程阈值设置功能：用户在 APP 端下发阈值修改指令，单片机接收指令更新内部阈值参数，实现远程修改预警标准。
手机 APP 远程设备控制功能：APP 发送控制指令，远程控制排风风扇、蜂鸣器、灯光的开启与关闭，脱离现场按键完成设备管控。

技术路线

硬件平台：STM32F103C8T6 单片机：整套嵌入式系统硬件载体，负责全部业务逻辑调度、外设驱动、数据运算。
编程语言：C 语言：嵌入式底层开发语言，用于编写单片机驱动程序、传感器数据读取逻辑、按键交互、模式控制、蓝牙串口通信代码。
开发软件：Keil MDK5：STM32 程序编译、代码调试、程序烧录工具，完成嵌入式固件开发与在线调试。
电路辅助设计：Altium Designer：绘制系统硬件原理图，辅助完成嵌入式终端硬件电路规划。
通信协议：串口 UART 通信：单片机与 OLED 屏幕、JDY-31 蓝牙模块之间的数据传输协议，实现设备间信息交互。
传感器通信协议：单总线协议、模拟量采集：驱动 DHT11、GP2Y1014AU 传感器，实现环境数据采集。
移动端配套：安卓蓝牙 APP（Android Studio）：开发手机客户端，实现蓝牙连接、数据展示、远程指令下发功能。
调试工具：串口调试助手、示波器：用于串口数据监控，排查通信异常、传感器数据读取故障。
仿真测试：STM32 硬件实物联调：依托实体硬件开展系统整体功能测试，验证采集、控制、报警、蓝牙通信全部功能。
文档工具：Visio：绘制系统总体架构图、程序流程图，支撑毕业设计文档撰写。

项目演示

关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。