基于STM32的智能仓储环境监测的Proteus仿真

---

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

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：

温湿度传感器DHT11：

光照传感器BH1750：

烟雾传感器MQ-2（proteus仿真没有，用滑动变阻器代替模拟）

显示屏OLED：

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）

风扇，加热棒（proteus仿真没有，用一个红色LED点亮表示开启加热）

舵机：

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）

三个按键：

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

1.一开始显示屏显示Init（表示正在初始化）

2.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

1.当前温度数值为31°C，高于温度max阈值，打开风扇

2.当前温度数值为20°C，低于温度min阈值，打开加热

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°

打开的时候舵机角度调整为+90°

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。

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

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）

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！