设计说明书
总字数：15000+
本文设计了一种基于STM32F103C8T6单片机的地缆管网环境监测系统。该系统通过多种传感器监测环境参数，包括甲烷浓度、氧气浓度、温度和湿度，并根据设定的阈值进行实时监测和报警。当甲烷值超过最大阈值时，系统触发声光报警，同时开启排风风扇进行排风；当氧气浓度小于最小阈值时，系统触发声光报警，并启动氧气风机。此外，系统还能根据设定的最大温度和湿度阈值控制风扇进行降温或除湿。为了方便用户设置各个阈值，并手动控制各继电器，系统使用按键进行设置和控制。通过OLED显示屏，实时展示各测量数据和系统状态，使用户能够直观了解环境参数。为了实现远程监控和控制，系统还集成了4G通信模块。通过4G模块，数据可以传输到手机端，用户可以在手机端修改各个阈值，实现远程控制各继电器的功能。综上所述，该地缆管网环境监测系统能够全面监测环境参数，并及时报警和控制继电器，有效保障地缆管网的安全运行。同时，远程监控功能使得用户可以随时了解系统状态并进行远程控制，提高了监测系统的智能化和便捷性。。
关键词：地缆管网；环境监测； STM32F103C8T6；甲烷监测；4G通信模块；OLED显示屏
Abstract
This paper presents the design of a ground cable network environmental monitoring system based on the STM32F103C8T6 microcontroller. The system utilizes multiple sensors to monitor environmental parameters, including methane concentration, oxygen concentration, temperature, and humidity, and performs real-time monitoring and alarming based on predefined thresholds. When the methane concentration exceeds the maximum threshold, the system triggers sound and light alarms and activates the exhaust fan for ventilation. Similarly, when the oxygen concentration falls below the minimum threshold, the system initiates sound and light alarms and starts the oxygen fan. Additionally, the system can control the fan to cool or dehumidify based on predefined maximum temperature and humidity thresholds.To facilitate user interactions, the system employs buttons for setting various thresholds and manual control of relays. Real-time measurement data and system status are displayed on an OLED screen to provide users with a visual understanding of the environmental parameters.For remote monitoring and control, the system integrates a 4G communication module. Data can be transmitted to a mobile phone, allowing users to modify threshold settings and remotely control the relays.In summary, this ground cable network environmental monitoring system comprehensively monitors environmental parameters and timely triggers alarms and relay controls, effectively ensuring the safety of the ground cable network. Moreover, the remote monitoring feature allows users to stay informed about system status and enables remote control, enhancing the system’s intelligence and convenience.
Keywords: Ground cable network; Environmental monitoring; STM32F103C8T6; Methane detection; 4G communication module; OLED display.
目 录
基于物联网的地缆管网环境监测系统设计
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及其研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究目标
2 系统方案设计
2.1 整体方案设计
2.2 主要器件选型选择
2.2.1 主控芯片方案选择
2.2.2 显示模块方案选择
2.2.3 甲烷监测模块方案选择
2.2.4 温湿度监测模方案选择
2.2.5 氧气监测模块方案选择
3 硬件电路设计
3.1 主控模块电路
3.2甲烷监测模块电路
3.3 氧气监测模块电路
3.4 温湿度检测模块电路
3.5 显示模块模块
3.6 4G模块电路
3.7 继电器模块电路
3.8 声光报警模块电路
3.9 独立按键模块电路
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 系统主流程设计
4.3 独立按键
4.4 OLED显示流程设计
4.5 温湿度检测模块子流程
5 实物调试
5.1 实物调试部分
5.2 整体焊接实物
5.3 温度测控实物测试
5.4 湿度测控实物测试
5.5 甲烷测控实物测试
5.6 氧气测控实物测试
总结与展望
致 谢
参考文献
附录
附录一：原理图
附录二：PCB
附录三：主程序
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