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编号：
T4442310M
设计简介：
本设计是基于LoRa网的环境监测系统设计，主要实现以下功能：
通过Lora模块实现主从机通信
主机通过Lora模块获取从机信息，当超过阈值进行声光报警
主机通过按键设置阈值，oled显示屏显示获取的信息
主机通过WiFi模块进行远程监控
从机通过温湿度传感器获取空气温湿度
从机通过土壤湿度传感器获取土壤湿度
从机通过PH传感器获取土壤湿度ph值
从机通过SGP30传感器获取甲醛和二氧化碳
从机通过空气质量传感器获取空气质量
从机通过pm2.5传感器获取pm2.5值
从机通过气压传感器获取气压
从机通过光敏电阻获取光照
电源： 5V
传感器：温湿度传感器（DHT11）、土壤湿度传感器（电容式土壤湿度），PH传感器(ph0-14 pH)，甲醛和二氧化碳传感器（SGP30），空气质量传感器（MQ135），pm2.5传感器（GP2Y1014AU），气压传感器（BMP180），光敏电阻
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：蜂鸣器（5V有源蜂鸣器），led灯
人机交互：独立按键，WiFi模块（ESP8266），Lora模块（ATK-LORA-01）
标签：STM32、OLED12864、DHT11、电容式土壤湿度、ph0-14 pH、SGP30、MQ135、GP2Y1014AU、BMP180、ESP8266、ATK-LORA-01、光敏电阻
题目扩展：基于物联网的环境监测系统设计、基于LoRa网的农田环境监测系统设计、基于单片机的校园环境监测系统设计
- 中控部分（STM32单片机）：
- 作为系统的核心，负责处理输入数据并控制输出。
- 从机输入部分：
- PH检测模块：测量环境PH值。
- MQ-135空气质量传感器：检测有害气体。
- 土壤湿度传感器：监测土壤湿度。
- PM2.5检测模块：测量空气中PM2.5浓度。
- SGP30气体传感器：检测甲醛和CO2浓度。
- 光敏电阻：测量光照强度。
- 大气压强传感器：监测大气压值。
- DHT11温湿度传感器：监测温度和湿度。
- 供电电路：为从机提供电力。
- 调试接口：用于系统调试。
- 从机输出部分：
- LORA模块：与主机进行无线数据传输。
- 声光报警：在检测到异常时发出警报。
- 主机输入部分：
- 调试接口：用于系统调试。
- 供电电路：为主机提供电力。
- LORA模块：接收从机传输的数据。
- 独立按键：用于界面切换和参数设置。
- 主机输出部分：
- OLED显示屏：显示环境监测参数和阈值设置。
- 声光报警：在参数超标时发出警报。
- WIFI模块：将数据上传至云端。
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
首先将电路焊接在集成板上，共有以下部分，第一部分是电源模块，将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排针焊接好后，将OLED12864显示屏插入排针。第三部分是单片机模块，本次课题使用的是STM32F103C8T6单片机。第四部分是独立按键模块。第五部分为温湿度传感器，第六部分为气压模块，第七部分为PM2.5传感器，第八部分为气体浓度传感器，第九部分为蜂鸣器，第十部分为Lora模块，第十一部分为WIFI模块。下图5-1为焊接完整实物图：
图5-1电路焊接总图
5.2 环境监测系统实物测试
如图5-2所示，下图为上电后，此时显示屏显示环境监测系统的基本情况。
图5-2环境监测系统实物图
5.3 设置阈值测试
如图5-3所示，此设计中通过按键设置温度阈值。
图5-3设置阈值测试实物图
5.4WIFI测试
如图5-4所示，通过WIFI模块连接云平台，我们可以通过微信小程序远程查看并且控制环境监测系统。
图5-4WIFI测试实物图
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
如图5-5所示，仿真部分包含STM32F103C8T6最小系统板、OLED12864显示屏、温湿度传感器、独立按键、模拟空气质量、PM2.5、光照蜂、气压、二氧化碳、甲醛的电位器，模拟WiFi的串口。
图5-5 环境监测系统仿真图
6.2按键设置阈值测试
如图5-6所示，此设计中通过按键设置温度阈值。
图5-7 按键设置阈值仿真图
6.3各项值检测测试
如图5-8所示，检测各项值超过阈值，报警，否则不报警。
图5-8报警测试真图
设计说明书部分资料如下
设计摘要：
本设计以STM32单片机为核心控制器，构建了一个基于LORA技术的环境监测系统。该系统分为从机和主机两部分，通过LORA模块实现高效、稳定的数据传输。从机部分负责环境参数的实时采集，包括PH值、空气质量、土壤湿度、PM2.5、甲醛和CO2浓度、光照强度、大气压强、温湿度等。这些数据通过多种高精度传感器获取，并通过LORA模块传输至主机。主机部分负责接收从机数据，并通过OLED显示屏实时显示各项参数值，同时具备声光报警功能，当检测值超过预设阈值时触发报警，确保环境异常情况能够及时被发现和处理。此外，主机还通过WIFI模块将数据上传至云端，实现远程监控和数据分析，便于用户随时随地了解环境状况，并进行长期数据存储和趋势分析。
本系统设计具有高度的实用性和扩展性，适用于多种环境监测场景，如农业、工业、城市环境监测等。通过集成多种传感器和先进的通信技术，本系统能够提供全面、准确的环境数据，帮助用户及时采取措施，保障环境质量和安全。
关键词: STM32单片机, LORA, 环境监测, 传感器, 数据传输, 声光报警, WIFI, 远程监控
字数：11000+
摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温湿度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.3 显示模块
3.4 DHT11传感器检测温湿度模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主机主程序流程设计
4.3 主机按键函数流程设计
4.4 主机显示函数流程设计
4.5 主机处理函数流程设计
4.6 从机主函数流程设计
图4-7 从机主函数流程图
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 环境监测系统实物测试
5.3 设置阈值测试
5.4WIFI测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2按键设置阈值测试
6.3各项值检测测试
结 论
参考文献
致 谢
