基于云與stm32的濕度監控系統的設計與實現

【摘? 要】隨著互聯網、云等技術的進步，智能家居也步入人們的生活，本文實現了對空調房間的空氣濕度進行實時監測，并在物聯網云平臺進行顯示。設置理想濕度閾值，當空氣濕度低于閾值下限時，Onenet云平臺下發觸發郵件，自動開啟加濕設備進行加濕，空氣濕度逐漸上升，當上升到某一上限值時，自動停止加濕。

【關鍵詞】智能家居;濕度監控;云

1 引言

我國地域遼闊，尤其是冬季的北方，氣候比較干燥，人們為了追求更加健康的生活，會購置加濕器來增大室內濕度，對濕度的要求不管工業還是民用，都有許多場合需要。當前市場上手動加濕器比較多，只有當人體感覺不適時才開啟或關閉，有諸多不便。工業上也有自動加濕，只要調整好范圍即可，但是，如果我們要實現遠程觀測與監控的話，最好還是上云。本文設計的加濕系統基于云平臺，可以實時查看環境濕度，并加以控制。

2 系統總體設計

本文目的在于設計一個用于空調房間的智能濕度監控系統，應該具有空調房間環境溫濕度測量，濕度調節等功能。具體功能如下：首先要對空調房間的空氣溫濕度進行實時監測;在Onenet云平臺上實現溫濕度數據實時更新并展示;設置理想濕度閾值，當環境濕度低于閾值下限時，自動開啟加濕模塊進行加濕，一段時間后，空氣濕度抵達理想上限，自動終止加濕。

基于以上空調房間濕度監控系統的性能要求，將系統整體方案設計分為四個部分，首先是由單片機、傳感器、加濕器、繼電器等組成的前端設備，然后是物聯網云平臺，還有用戶使用的終端設備，電腦手機等，還有系統應用服務器。設備端采集空調房間空氣的濕度數據經由EDP協議上傳至Onenet云平臺，平臺對數據進行監測分析，判斷是否需要啟用加濕，對于用戶而言，應用終端包括PC端和手機，用于環境濕度實時監測，遠程控制加濕等。系統總體設計方案如圖1所示。

3 硬件系統設計

硬件系統整體采用STM32F103系列中單片機作為微型控制器，配備了DHT11溫濕度傳感器，加濕器、蜂鳴器等模塊。圖2展示了系統的總體設計方案，單片機上電后，DHT11溫濕度傳感器采集環境濕度數據后通過單總線與單片機進行通信，僅需要一個I/O口，接收到測量數據后，存放于數據存儲模塊，然后單片機進行數據分析，第一，將測量數值通過Wi-Fi模塊發送到PC端的Onenet云平臺進行實時顯示。第二，在單片機內部與理想濕度最小值進行邏輯判斷，如果環境濕度低于最小值，啟動加濕模塊，并進行蜂鳴器報警。

4 軟件系統設計

軟件系統包括主程序設計、濕度采集程序、云平臺UI設計以及移動端的app設計。限于篇幅，僅介紹主程序。

主程序是單片機程序的中心部分，是最先執行的部分，它能夠調用子程序，但是任意子程序不會調用主程序。單片機上電后，首先對定時器，串行通用接口，外圍硬件等進行初始化，利用蜂鳴器鳴叫的提示來判斷成功接入Onenet，接下來執行while（1）死循環函數，在此函數中先采集溫濕度數據，然后調用ESP8266，將溫濕度數據上傳至云平臺顯示。主程序主要代碼如圖3所示。

5 總結

該系統包含前端、云平臺及移動端，前端使用了STM32微控制器及DHT11溫濕度傳感器等，實現了對溫濕度數據的采集、云平臺對數據的上傳處理、設備終端響應平臺命令、事件觸發等的測試。DHT11溫濕度傳感器采集溫濕度數據，通過EDP協議將數據封裝，從ESP8266模塊發送至云平臺顯示，對于用戶，可以通過電腦端登錄官網或者在手機端設備云APP上實時查看數據效果。

作者簡介：

趙暉，女，山東淄博人，1973-，山東理工大學，計算機科學與技術學院，研究方向：網絡與數據通信。