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【单片机课程设计/毕业设计】基于 STM32 单片机多传感器空气环境监控终端设计基于 STM32 的室内 PM2.5 温湿度烟雾综合监测系统设计（010305）

news 2026/8/27 12:41:15

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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

20 个相关毕业设计备选题目

基于 STM32 的室内空气环境监测与智能通风控制系统设计
基于 STM32 单片机的多参数空气质量智能监测装置设计
基于 STM32 的 PM2.5 与温湿度烟雾检测报警系统设计
基于 STM32 的室内环境参数采集与自动排风控制系统设计
基于 STM32 单片机空气质量监测声光报警装置开发
基于 STM32 的多传感器环境监测阈值调控系统设计
基于 STM32 的室内空气污染物检测与智能通风设备设计
基于 STM32 单片机的环境数据采集与 OLED 显示系统设计
基于 STM32 的手动 / 自动双模式环境监测控制系统设计
基于 STM32 的空气质量阈值自定义报警控制系统设计
基于 STM32 单片机多传感器空气环境监控终端设计
基于 STM32 的室内 PM2.5 温湿度烟雾综合监测系统设计
基于 STM32 单片机的智能排风与环境声光报警系统设计
基于 STM32 的多环境参数实时采集与本地显示装置设计
基于 STM32 单片机模式可切换空气质量监测平台设计
基于 STM32 的室内环境感知与继电器驱动控制系统设计
基于 STM32 单片机的环境阈值可调智能监测终端开发
基于 STM32 的复合型室内空气质量检测控制系统设计
基于 STM32 单片机环境传感器数据处理与智能控制装置设计
基于 STM32 的室内空气多指标监测与自动通风报警系统实现

项目研究背景

随着室内人居环境安全意识持续提升，室内空气质量监测需求持续增长，PM2.5 粉尘、环境温湿度、可燃烟雾等指标直接影响居住安全与身体健康。传统环境监测设备大多功能单一，仅支持单一参数采集，多数设备控制模式固化，无法自主调整预警阈值，难以兼顾手动调试与自动运行两种使用场景。市面上部分监测装置缺少本地可视化数据展示，人机交互能力较弱，参数超标后联动通风、报警的一体化控制方案普及度较低。物联网嵌入式技术快速发展，STM32 单片机具备成本适中、运算稳定、外设拓展丰富等优势，为轻量化环境监测设备开发提供成熟技术支撑。针对现有监测设备智能化程度不足、模式切换不便、多参数协同管控缺失等痛点，本课题设计一套集成多传感器的数据采集、本地显示、模式切换、阈值自定义与联动控制功能的空气质量监测控制系统，实现室内环境多指标实时监测与超标联动处置，满足家庭、小型室内空间基础环境安全监测需求，具备良好实际应用价值。

摘要

本课题设计一套基于 STM32 单片机的室内空气质量智能监测控制系统，系统搭载 DHT11、GP2Y1014AU、MQ-2 传感器完成温湿度、PM2.5、烟雾浓度数据采集，通过 OLED 显示屏实时展示各项环境参数。系统支持自动模式、手动模式、阈值设置三种工作模式，配备独立按键实现模式切换、设备操控、阈值增减配置。自动模式下，任意环境参数超出预设阈值时，系统驱动继电器控制风扇启动排风，并触发声光报警；手动模式支持人工控制外设启停；阈值模式可自定义各项指标预警阈值。论文完成硬件电路搭建、底层驱动程序开发、业务控制逻辑编写，实现多传感器数据读取、人机交互、阈值判断与外设联动控制。经调试测试，系统运行稳定，能够完成室内多维度环境监测与智能联动控制，适用于小型室内空间环境安全监测场景。

总体方案

STM32F103C8T6 单片机主控模块：作为整个系统的核心处理器，负责接收各传感器采集数据、完成数据运算处理、识别按键指令、驱动显示屏刷新、输出控制电平驱动继电器与声光报警模块。选型理由：芯片资源充足、生态资料完善，满足本科生嵌入式开发学习需求，丰富通用 IO 口便于外接各类传感器与外设。
OLED 液晶显示模块：用于实时刷新展示 PM2.5、温湿度、烟雾浓度实时采集数据，展示系统当前运行模式、各项参数阈值，实现可视化人机交互。
DHT11 温湿度传感器：采集环境实时温度、湿度数据，以数字信号形式传输至主控芯片，实现室内温湿度检测。优势为接线简单、成本低廉，符合室内基础温湿度采集需求。
GP2Y1014AU 粉尘传感器：采集空气中 PM2.5 粉尘浓度，输出模拟电压信号交由单片机进行 AD 转换，换算得到粉尘浓度数值。
MQ-2 烟雾传感器：检测环境烟雾、可燃气体浓度，输出模拟信号供单片机采集，实现烟雾超标检测。
独立按键模块（4 路按键）：实现模式切换、设备选中、开关控制、阈值增减等交互操作，提供人工操作入口。
继电器模块：外接散热风扇，接收单片机控制信号，完成风扇启停控制，实现超标环境排风处理。
声光报警模块：参数超出阈值时触发蜂鸣器与 LED 指示灯，实现超标预警提醒。
电源模块：为单片机、各类传感器、外设提供稳定直流供电，保障整套硬件稳定运行。

核心功能

基础功能

环境数据采集功能：依靠 DHT11、GP2Y1014AU、MQ-2 传感器持续采集温湿度、PM2.5 粉尘、烟雾浓度数据，传输至 STM32 主控进行解析处理，为系统控制逻辑提供原始数据。
OLED 实时数据显示功能：持续刷新展示采集到的 PM2.5、温湿度、烟雾实时数值，同步显示当前系统工作模式，直观反馈环境状态与设备运行状态。

核心功能

工作模式切换功能：通过一号按键循环切换三种运行模式：自动模式、手动模式、阈值设置模式，满足不同场景下的设备操控需求。
手动模式控制功能：进入手动模式后，二号按键切换待操控设备，三号按键控制选中设备开启与关闭，支持人工自主控制风扇等外设运行。
阈值参数自定义功能：进入阈值设置模式，二号按键切换需要配置的参数阈值，三号按键实现阈值数值增加，四号按键实现阈值数值减少，用户可自主设定各项指标报警临界值。
自动监测联动控制功能：系统处于自动模式时持续比对实时采集数据与预设阈值；当 PM2.5、温度、湿度、烟雾任一参数高于设定阈值，单片机控制继电器开启外接风扇执行排风，同时启动声光报警进行预警。

辅助功能

声光报警提示功能：环境参数超标时触发报警，提醒人员及时关注室内环境状况。
继电器风扇驱动控制功能：接收主控指令，控制风扇启停，完成室内空气通风改善。

技术路线

开发芯片：STM32F103C8T6 单片机：整套系统硬件载体，承担数据运算、外设调度、逻辑控制任务。
编程语言：C 语言：用于编写单片机底层驱动、业务控制逻辑，嵌入式开发主流编程语言，适配 STM32 开发。
开发环境：Keil MDK5：程序代码编写、编译、调试、程序下载，STM32 嵌入式开发标准开发工具。
硬件仿真绘图工具：Altium Designer：绘制系统硬件原理图，完成硬件电路方案设计。
程序下载工具：ST-Link 下载器：实现程序烧录、在线调试，用于代码调试与固件下载。
驱动技术：GPIO 驱动、ADC 模数转换、单总线驱动：分别实现按键识别、模拟传感器信号采集、DHT11 传感器数据读取。
显示驱动：OLED I2C 驱动：实现显示屏数据传输、字符刷新，完成环境数据可视化展示。
调试工具：串口调试助手：开发阶段输出传感器原始数据，辅助排查传感器采集、数值换算相关程序问题。
测试工具：万用表、直流稳压电源：硬件电路通电测试，检测供电、信号线路是否正常，完成硬件调试。
辅助工具：STMCubeMX：快速配置单片机时钟、外设引脚，生成初始化工程代码，简化底层初始化开发工作。

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。