摘要：本文基于溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)工作模式展開(kāi)分析，通過(guò)研究溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)中溫濕度采集模塊、液晶顯示模塊、電源模塊、通信模塊、預(yù)警模塊、控制器模塊的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，其目的在于積累可靠的系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提高系統(tǒng)工作狀態(tài)的穩(wěn)定性。

　　本文基于STM32芯片設(shè)計(jì)了一種溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)，借此來(lái)更好地滿足生活發(fā)展需求。同時(shí)也可以積累相應(yīng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，為相似系統(tǒng)的完善設(shè)計(jì)提供參考。

　　1溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)工作模式概述

　　1.1人工工作模式

　　人工工作模式下，使用者可以通過(guò)裝置上的按鍵來(lái)操縱裝置功能。當(dāng)安裝在本裝置上的熱釋電人體紅外感應(yīng)模塊檢測(cè)到有人在 0～3米范圍內(nèi)時(shí)，便會(huì)開(kāi)啟人工模式，實(shí)時(shí)溫度和濕度會(huì)顯示在4 位數(shù)碼管上。裝置在運(yùn)行過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)的溫度數(shù)據(jù)和濕度數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)設(shè)的安全閾值，此時(shí)系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警，及時(shí)采取措施進(jìn)行處理，等待相應(yīng)數(shù)值下降到安全閾值范圍內(nèi)，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)關(guān)閉報(bào)警系統(tǒng)，恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)。

　　1.2無(wú)線工作模式

　　此模式則屬于一種遠(yuǎn)程操作方式，即操作者可以利用移動(dòng)設(shè)備上的藍(lán)牙功能來(lái)和待操作裝置的藍(lán)牙模塊關(guān)聯(lián)在一起，同時(shí)可以通過(guò)發(fā)送特定信號(hào)來(lái)完成溫度與濕度數(shù)據(jù)的獲取。例如，在對(duì)外發(fā)送“溫度”采集指令時(shí)，可以對(duì)該區(qū)域的溫度信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，在下達(dá)“濕度”指令時(shí)也能夠順利獲取濕度信息。過(guò)程中采集的數(shù)據(jù)也會(huì)和安全閾值進(jìn)行比對(duì)，在超出預(yù)設(shè)安全閾值時(shí)系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警，直到各項(xiàng)數(shù)值回歸到安全閾值以下時(shí)，系統(tǒng)可以重新恢復(fù)正常的工作狀態(tài)。

　　2基于STM32的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)架要點(diǎn)

　　2.1溫濕度采集模塊

　　該模塊的主要工作內(nèi)容，是對(duì)區(qū)域溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行完整采集，以此來(lái)為后續(xù)處理活動(dòng)的 展開(kāi)奠定良好基礎(chǔ)。目前使用較多的溫濕度采集模塊為AM2303溫濕度模塊，此類模塊在建設(shè)中使用到了先進(jìn)的智能數(shù)字化傳感器，在使用中能夠?qū)π枰杉臄?shù)據(jù)展開(kāi)初步校準(zhǔn)，并且對(duì)于獲取到的數(shù)據(jù)也會(huì)進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)化，這也在得很大程度上減少后續(xù)工作繁瑣度。在具體的應(yīng)用設(shè)計(jì)中，該模塊包含了A/D轉(zhuǎn)換元件、溫感元件、濕度感應(yīng)元件、單片機(jī)系統(tǒng)等，為了提高數(shù)據(jù)整理結(jié)果的直觀性，還設(shè)計(jì)了放大器，對(duì)于信號(hào)進(jìn)行放大處理，以得到更加直觀的數(shù)據(jù)信號(hào)。

　　2.2液晶顯示模塊

　　此模塊在應(yīng)用中的作用，是對(duì)采集數(shù)據(jù)、整理結(jié)果進(jìn)行直觀展示，從而為人機(jī)交互工作的順利展開(kāi)奠定基礎(chǔ)。目前多使用液晶顯示屏來(lái)作為重要載體，此類顯示屏對(duì)應(yīng)的功耗較小、傳輸信號(hào)準(zhǔn)確性高、傳輸圖像清晰度高，為確保其運(yùn)行性能穩(wěn)定性，也會(huì)使用低電壓來(lái)維持系統(tǒng)穩(wěn)定工作狀態(tài)。而且在模塊的設(shè)計(jì)中也會(huì)使用同步SPI通信串口，借此來(lái)完成數(shù)據(jù)與指令的同步傳輸，達(dá)到預(yù)期的應(yīng)用效果。

　　2.3電源模塊

　　該模塊在應(yīng)用中的工作是維持單片機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，該模塊設(shè)計(jì)合理性也會(huì)直接影響到系統(tǒng)工作狀態(tài)的長(zhǎng)久性。在具體的應(yīng)用設(shè)計(jì)中，會(huì)使用3.3V電源供給通信模塊，使用5.0V電源供給溫濕采集模塊、顯示模塊運(yùn)行。同時(shí)考慮到系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的安全性要求，也在電源模塊中設(shè)計(jì)了繼電器控制電路，其供電電壓為24V，從而滿足不同情況下系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行要求。

　　2.4通信模塊

　　該模塊在運(yùn)行時(shí)的主要工作，是對(duì)采集到的信息進(jìn)行快速傳遞，以提高數(shù)據(jù)傳輸效率和完整性。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，在通信模塊的設(shè)計(jì)中需做好各類總線接口設(shè)計(jì)，經(jīng)常使用到的總線接口為RS485通信接口，此類接口在運(yùn)行中可以滿足半雙工工作系統(tǒng)，以此來(lái)完成單獨(dú)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)接收或者發(fā)送，從而提高數(shù)據(jù)傳輸結(jié)果的準(zhǔn)確性與合理性。并且在SP3485驅(qū)動(dòng)電壓的設(shè)計(jì)中，需要將電壓數(shù)值調(diào)控在合理范圍內(nèi)。一般情況下，在系統(tǒng)無(wú)負(fù)載狀態(tài)下的 運(yùn)行電壓會(huì)控制在0-3.3V，而恢復(fù)負(fù)載運(yùn)行時(shí)也會(huì)將運(yùn)行電壓調(diào)增1.5V，而模塊運(yùn)行電流會(huì)控制在 ±200mA以內(nèi)，搭配相應(yīng)的噪聲控制工具，提高通信結(jié)果的合理性與可靠性[1]。

　　2.5預(yù)警模塊

　　該模塊的工作內(nèi)容是在發(fā)生異常問(wèn)題后第一時(shí)間進(jìn)行預(yù)警，提示相應(yīng)人員來(lái)及時(shí)處理存在問(wèn)題，以此來(lái)確保系統(tǒng)可以維持在正常的工作狀態(tài)，提升系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的安全性。在預(yù)警模塊的具體設(shè)計(jì)中，會(huì)將蜂鳴器作為主要的工作結(jié)構(gòu)，其主要是由單片機(jī)進(jìn)行控制，所設(shè)計(jì)的管腳為P1.0，而預(yù)設(shè)的P1.0口也會(huì)和系統(tǒng)濟(jì)進(jìn)行順利對(duì)接，而其中設(shè)計(jì)的I/O口也會(huì)起到系統(tǒng)保護(hù)作用，在遇見(jiàn)瞬時(shí)電流過(guò)大的情況時(shí)可以及時(shí)啟動(dòng)保護(hù)程序，避免電流燒壞其他設(shè)備的情況。另外，在該模塊的設(shè)計(jì)中也會(huì)使用NPN型三極管，作用是對(duì)電平工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督，搭配著可靠的設(shè)計(jì)電路，在出現(xiàn)突發(fā)性問(wèn)題后可以及時(shí)進(jìn)行預(yù)警，以滿足系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的相關(guān)要求[2]。

　　2.6控制器模塊

　　除上述提到的設(shè)計(jì)模塊外，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中會(huì)選擇STM32芯片來(lái)作為主要工作載體，此芯片配有大容量SRAM，可以兼容更多服務(wù)內(nèi)容。同時(shí)配置的Thumb-2指令集，在使用過(guò)程中也具備了更高的工作效率與工作性能，這樣在工作中也可以提供多元化服務(wù)功能，滿足相應(yīng)的使用要求。圍繞STM32芯片來(lái)布置其他附屬設(shè)施，包括對(duì)接電路、ADC 采樣通道等，以此來(lái)加快相關(guān)信息的傳輸速度，提高所整理資源的利用價(jià)值。另外，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還應(yīng)用了靜態(tài)存儲(chǔ)控制器，此類存儲(chǔ)器在工作中可以兼容大部分類型的存儲(chǔ)器，如SRAM、PSRAM等，以此來(lái)提高系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的安全性，提高控制活動(dòng)的開(kāi)展效率[3]。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　綜上所述，在溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，STM32芯片具備了良好的應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)整理基于STM32溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，不僅可以提升所搭建系統(tǒng)的應(yīng)用 價(jià)值，提高所采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與完整性，而且能夠提高系統(tǒng)響應(yīng)的及時(shí)性，維持環(huán)境溫濕度平衡性。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]范明民.基于STM32的無(wú)線溫濕度檢測(cè)控制系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2022，12（05）：92-94.

　　[2]陳泳屹.一種基于STM32的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2020（12）：59-60.

　　[3]宋江明，劉心蕊，張銘朗，何英昊.基于STM32的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J].機(jī)電工程技術(shù)，2020，49（07）：158- 159+173.

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