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单片机毕设项目：基于 STM32 的环境监测与执行设备联动系统，基于单片机的自动除湿加湿温控系统设计（010501）

news 2026/7/29 23:59:17

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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
总体方案
核心功能
- 一、基础数据处理功能
- 二、实时数据显示功能
- 三、传感器采集功能
- 四、模式切换按键功能
- 五、手动模式设备控制功能
- 六、阈值参数设置功能
- 七、自动联动控制功能（核心自动逻辑）
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 的温湿度智能调控系统设计
基于单片机的环境温湿度自动监测控制系统
基于 STM32F103 的温湿度阈值调控装置开发
基于 DHT11 的智能温湿度闭环控制系统设计
基于单片机的手动 / 自动双模式温湿度管理系统
基于 STM32 的环境温湿度监测与设备联动系统
基于单片机的温湿度阈值设置与声光报警系统
基于 STM32 的多路继电器温湿度智能控制装置
基于 OLED 显示的单片机温湿度测控系统设计
基于 STM32 的多模式温湿度智能调节平台搭建
基于单片机的室内温湿度自动管控系统开发
基于 DHT11 传感器的温湿度智能控制系统实现
基于 STM32 的按键交互温湿度调控设备设计
基于单片机的温湿度上下限阈值控制系统研究
基于 STM32 的环境监测与执行设备联动系统
基于单片机的自动除湿加湿温控系统设计
基于 STM32 的多模式温湿度测控报警系统开发
基于单片机的人机交互温湿度智能调节装置
基于 STM32F103 的环境温湿度闭环管控系统
基于传感器的单片机温湿度智能调控平台设计

项目研究背景

随着物联网技术在仓储、育苗、小型实验室等场景的普及，环境温湿度管控已经成为日常生产管理的基础需求。传统温湿度管理大多依靠人工值守观测仪表，手动启停温控设备，不仅人力成本高，还容易出现调控不及时的问题。目前市面上部分简易监测设备仅具备数据显示功能，缺少手动、自动切换与阈值自定义功能，设备联动控制单一，人机交互手段匮乏，难以满足精细化环境管控的要求。现有自动化设备大多集成度高、硬件成本昂贵，并不适合小型场景低成本部署。在嵌入式技术快速发展的背景下，以 STM32 单片机为核心搭建小型测控系统，能够兼顾低成本与实用性。本课题针对中小型室内环境温湿度管控的痛点，设计一套兼具手动操作、自动联动、阈值自定义的控制系统，实现温湿度实时采集、液晶显示与多路执行设备智能启停，填补低成本嵌入式环境调控方案的空白，具备良好的实际应用价值。

总体方案

主控硬件：STM32F103C8T6 单片机
选型理由：该型号是本科嵌入式开发最常用的入门级芯片，IO 资源充足，成本低廉，支持 GPIO 外部中断、定时器等基础外设，完全满足数据采集、按键处理与继电器控制需求。作用：作为整个系统的运算核心，完成温湿度数据解析、按键逻辑处理、模式切换、阈值判断以及继电器输出控制。
传感器硬件：DHT11 温湿度传感器
选型理由：单总线通信，接线简单，无需复杂信号调理，自带数字信号输出，开发难度低，适合本科生调试。作用：实时采集环境空气温度、相对湿度数据，并将数字信号传输给单片机。
显示硬件：0.96 寸 OLED 液晶模块
选型理由：I2C 通信协议，占用引脚少，屏幕功耗低，能够稳定刷新温湿度数值与系统状态。作用：实时刷新当前温湿度数值、工作模式、各项阈值参数，实现可视化人机交互。
输入硬件：4 个独立轻触按键
选型理由：独立按键电路简洁，无需矩阵扫描，编写外部中断程序难度低。作用：分别负责模式切换、选项选中、数值增加、数值减少，完成人机指令输入。
执行硬件：四路继电器模块 + 声光报警模块
选型理由：继电器可实现小信号控制大功率外设，驱动风扇、加热片、加湿片等设备；蜂鸣器与 LED 构成声光报警，电路简单易实现。作用：由单片机输出电平信号控制四路继电器通断，对应完成降温、加热、除湿、加湿动作，超限条件下触发声光报警。
开发环境硬件：台式计算机
配置：普通酷睿 CPU、8GB 及以上内存，满足 Keil 软件编译、程序下载与在线调试。
辅助硬件：USB 转 TTL 下载器、5V 直流电源、面包板与杜邦线，用于程序烧录与硬件电路搭建。

核心功能

一、基础数据处理功能

单片机实时接收 DHT11 采集的温湿度原始数据，完成数据校验与数值解析，剔除异常采集值，保证数据稳定可靠，为后续控制逻辑提供数据源。
实现目标：持续获取准确的温度、湿度数值，保障整套系统的数据基础。

二、实时数据显示功能

OLED 液晶屏循环刷新当前环境温度、湿度实时数值，同时显示当前所处工作模式与已设定的阈值参数，界面信息清晰直观。
使用场景：操作人员随时查看环境数据与系统配置，无需外接上位机。

三、传感器采集功能

DHT11 传感器按照固定周期持续检测环境温湿度，以数字信号形式传输至单片机，采集周期可由单片机定时器控制，避免频繁采集造成数据抖动。
实现目标：不间断感知环境变化，为自动控制提供实时环境参数。

四、模式切换按键功能

第一个按键作为模式切换键，每按下一次，系统依次在自动模式、手动模式、阈值设置模式三者之间循环切换，屏幕同步更新当前模式标识。
操作逻辑：循环切换三种工作状态，区分自动化运行与人工干预场景。

五、手动模式设备控制功能

切换至手动模式后，第二个按键用于循环选中降温、加热、除湿、加湿、声光报警这五路设备；第三个按键控制当前选中设备的开启与关闭，每按一次切换一次通断状态。
使用场景：脱离自动逻辑，人工手动启停各类执行设备，适用于临时人工干预环境。

六、阈值参数设置功能

切换至阈值设置模式后，第二个按键循环切换待修改的参数（温度上限、温度下限、湿度上限、湿度下限）；第三个按键执行数值加 1 操作，第四个按键执行数值减 1 操作，修改后的参数实时保存并同步显示在屏幕上。
实现目标：用户自由自定义温湿度上下限，适配不同场景的管控标准。

七、自动联动控制功能（核心自动逻辑）

自动模式下，系统持续对比实时采集值与设定阈值：
（1）温度高于温度上限：继电器 1 吸合，启动风扇降温，同时触发声光报警；
（2）温度低于温度下限：继电器 2 吸合，启动加热片升温，同时触发声光报警；
（3）湿度高于湿度上限：继电器 3 吸合，启动风扇除湿，同时触发声光报警；
（4）湿度低于湿度下限：继电器 4 吸合，启动加湿片增湿，同时触发声光报警；
一旦环境数值回落至阈值区间内，继电器断开，停止设备运行并关闭报警。
实现目标：无需人工操作，系统自主完成环境调控与超限告警。

技术路线

主控编程语言：C 语言
选型理由：嵌入式单片机开发主流语言，执行效率高，语法成熟，本科课程重点教学内容，便于编写 GPIO、定时器、外部中断程序。用途：完成所有业务逻辑代码编写，包含传感器驱动、按键扫描、模式逻辑、阈值判断与继电器控制。
开发编译软件：Keil MDK5
选型理由：专门针对 ARM 内核单片机的编译开发环境，完美支持 STM32 系列芯片，自带在线调试功能，是高校嵌入式毕设主流工具。用途：代码编写、语法编译、程序调试、生成 hex 固件文件。
驱动开发工具：STM32CubeMX
选型理由：图形化配置芯片引脚、外设时钟，自动生成初始化代码，大幅减少底层配置工作量，降低入门难度。用途：配置 GPIO、定时器、I2C 通信引脚，生成项目初始化工程。
通信外设：I2C 总线、单总线协议
选型理由：I2C 用于 OLED 屏幕通信，占用引脚少；DHT11 采用单总线协议，仅需一根 IO 口即可完成数据收发，硬件接线简洁。用途：实现单片机与外设之间的数据传输。
电路绘图软件：Altium Designer
选型理由：电子设计主流软件，支持原理图与 PCB 绘制，符合工科本科硬件设计要求。用途：绘制系统硬件电路原理图，完成接线设计。
调试工具：串口助手、逻辑分析仪
选型理由：低成本调试工具，便于打印变量数值、观测电平信号。用途：排查传感器数据异常、按键中断失灵、继电器输出失控等问题。
运行环境：Windows10 操作系统，保障开发软件稳定运行，完成程序下载与硬件联调。

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。