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【单片机毕业设计】基于 STM32 的温度烟雾采集与智能执行机构控制系统设计基于 STM32 的环境参数实时监测与声光报警系统设计（012603）

news 2026/8/15 2:26:09

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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
摘要
总体方案
核心功能
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 的环境温烟监测与智能通风报警系统设计
基于 STM32 的室内温湿度烟雾智能监控装置设计与实现
基于 STM32 的环境安全监测与自动风控控制系统设计
基于 STM32 的烟雾温度检测与门窗风扇联动控制系统设计
基于 STM32F103 的室内环境智能监测报警装置开发
基于 STM32 的自动 / 手动双模式环境安防控制系统设计
基于 STM32 的温度烟雾采集与智能执行机构控制系统设计
基于 STM32 的环境参数实时监测与声光报警系统设计
基于 STM32 的室内安防智能通风预警装置设计与开发
基于 STM32 的阈值可调式温烟监测联动控制系统实现
基于 STM32 单片机的环境安全智能监控终端设计
基于 STM32 的风扇窗户联动环境安防控制系统研究
基于 STM32 的 OLED 实时显示环境监测报警系统设计
基于 STM32 的多模式环境感知与自动控制装置设计
基于 STM32 的室内火灾预监测与智能处置系统设计
基于 STM32 的传感器数据采集与智能执行控制系统设计
基于 STM32 的温烟环境参数监测与阈值控制系统开发
基于 STM32 的手动自动切换智能安防终端设计与实现
基于 STM32 的环境感知、声光预警与通风控制系统设计
基于 STM32 单片机的室内环境智能监测与联动设备控制系统

项目研究背景

随着物联网技术持续普及，室内环境安全监测逐步成为家居、小型机房、仓储空间的基础保障需求。传统环境监测设备大多功能单一，仅能完成数据采集，缺少风扇、窗户等执行设备联动控制能力，多数装置仅支持单一运行模式，无法灵活切换自动调控与人工干预模式。现有同类监测装置普遍存在参数阈值调整操作复杂、人机交互能力薄弱、报警处置手段有限等问题，难以同时实现温度散热、烟雾通风、险情声光预警一体化管控。依托 STM32 单片机嵌入式开发技术，结合传感器采集、继电器与舵机驱动技术，构建集数据监测、模式切换、设备联动、声光报警于一体的嵌入式控制系统，能够弥补传统监测设备智能化不足的短板。本课题面向室内环境安全管控场景，搭建具备自动、手动、阈值设置三种工作模式的环境监控装置，实现温度、烟雾实时感知与对应设备联动调控，满足低成本、小型化嵌入式安防监测的现实需求，具备良好的实用价值与研究意义。

摘要

本文设计一套基于 STM32F103C8T6 单片机的环境温烟监测与智能联动控制系统。系统采用 DS18B20 温度传感器、MQ-2 烟雾传感器采集环境数据，通过 OLED 显示屏实时展示温度与烟雾浓度信息。系统支持自动模式、手动模式、阈值设置三种工作模式，配备独立按键完成模式切换、阈值增减、设备选中与启停控制。自动模式下，温度超标启动风扇降温，烟雾浓度超标驱动舵机开窗并触发声光报警；手动模式支持人工独立控制风扇、窗户、声光报警设备。论文完成硬件电路搭建、底层驱动程序编写、控制逻辑开发与整机功能调试。测试结果表明，系统数据采集稳定，模式切换流畅，联动控制响应及时，能够实现室内环境参数监测与智能安防处置，适用于小型室内空间环境安全监测场景。

总体方案

STM32F103C8T6 单片机主控模块
作为整个系统的控制核心，负责采集传感器数据、处理按键指令、驱动外设执行机构、刷新显示屏数据。该芯片资源充足，具备丰富 GPIO 接口，支持串口、定时器等外设，开发资料完善，适合本科生嵌入式项目开发，承担系统整体逻辑调度任务。
DS18B20 温度传感器模块
用于实时采集环境温度数据，采用单总线通信，硬件接线简单，测量精度满足室内环境监测需求，持续向主控芯片传输温度数值。
MQ-2 烟雾传感器模块
负责检测空间内烟雾浓度，输出模拟电平信号，由单片机完成模数转换，获取实时烟雾浓度数据，作为环境险情判定依据。
OLED 液晶显示模块
IIC 通信接口，实时刷新展示当前温度、烟雾浓度数据与系统当前工作模式，提供直观人机数据可视化界面。
独立按键模块
一共四路独立按键，分别实现模式切换、设备选择、设备启停、阈值增减功能，完成人机交互指令输入。
继电器风扇驱动模块
继电器作为开关器件，接收单片机电平信号控制风扇启停，实现高温环境下自动散热功能。
SG90 舵机模块
模拟窗户开关动作，单片机输出 PWM 信号控制舵机旋转角度，实现烟雾超标时自动开窗通风。
声光报警模块
由有源蜂鸣器与 LED 指示灯组成，收到主控触发信号后发出声光提示，完成险情预警。
供电模块
采用 5V 直流电源为整套硬件平台供电，保障单片机、传感器、执行机构稳定持续运行。

核心功能

环境数据采集处理功能
由 STM32F103C8T6 单片机读取 DS18B20、MQ-2 传感器采集的温度、烟雾浓度数据，完成数据滤波与转换处理，为系统控制逻辑提供原始环境参数，是整套系统运行的数据基础。
实时数据显示功能
驱动 OLED 显示屏持续刷新，直观展示当前环境温度、烟雾浓度实时数值，同步显示系统当前所处工作模式，方便使用者实时掌握环境状态。
多模式切换控制功能
通过一号按键循环切换三种工作状态：自动模式、手动模式、阈值设置模式，实现系统运行方式灵活切换，适配无人值守自动管控与人工干预两种使用场景。
阈值参数配置功能
系统进入阈值设置模式后，按键三实现阈值数值增加，按键四实现阈值数值减少，使用者可自定义温度报警阈值、烟雾报警阈值，适配不同场景管控标准。
手动模式设备管控功能
系统切换至手动模式，二号按键循环选中风扇、窗户、声光报警其中一个设备，三号按键控制选中设备开启或关闭，支持人工单独操控各类执行设备。
自动模式智能联动控制功能
系统处于自动模式时持续对比实时参数与设定阈值；当环境温度高于设定阈值，控制继电器闭合启动风扇开展降温；当烟雾浓度高于设定阈值，驱动舵机转动模拟开窗操作，同时启动声光报警装置进行预警。

技术路线

C 语言：嵌入式底层开发编程语言，用于编写单片机传感器驱动、按键检测、外设控制、业务逻辑代码，是本系统程序开发基础语言，通用性强，适配 STM32 嵌入式开发。
STM32CubeMX：图形化配置工具，完成单片机时钟、GPIO、定时器、通信外设初始化配置，自动生成初始化工程代码，简化底层硬件配置流程，提升开发效率。
Keil MDK5：嵌入式程序编译、调试下载集成开发环境，用于代码编写、程序编译、在线调试，支持 STM32 系列芯片固件烧录，主流嵌入式本科开发工具。
Altium Designer：硬件电路原理图绘制工具，完成系统硬件电路设计，辅助完成硬件平台搭建。
ST-Link 调试器：硬件调试工具，实现程序下载、在线断点调试，用于排查代码逻辑与硬件通信故障。
串口调试助手：辅助调试工具，可打印传感器采集数据，验证数据采集逻辑是否正常，方便开发阶段功能测试。
STM32 标准库：单片机底层驱动函数库，提供 GPIO、定时器、通信接口成熟驱动接口，无需从零编写底层驱动，降低嵌入式开发难度。
逻辑示波器 / 万用表：硬件测试工具，调试传感器信号、舵机 PWM 信号、继电器输出电平，用于硬件电路故障排查与整机功能验证。

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。