基于STM32的环境监测系统设计

Abstract: In order to improve people's living environment and quality of life，based on the hardware
STM32 microprocessor and software control method， the control system of solar power supply is
文献标识码：A
源自文库
文章编号：1674-6236（2019）02-0160-06
Design of environmental monitoring system based on STM32
CHEN Yun⁃jun
（Luzhou Vocational & Technical College，Luzhou 646600 ，China）
1.1
基于 STM32 的环境监测系统设计
1
ö
VOUT ≈ ΔIL*æ ESR +
（2）
8*F*COUT ø
è
式中的 F ：开关频率，COUT ：输出电容，ΔIL ：
供电电源模块设计
太阳能电池板提供 24 V 电源，通过太阳能电池
板控制电路模块对蓄电池进行充电控制，当检测到
蓄电池充满时断开电源停止充电，从而达到保护蓄
1.2~36 V连续可调（默认输出 5 V）；
IOUT(VIN - VOUT)
VIN
（4）
环境信息采集电路设计
环境信息采集模块主要完成设计中要求的环境
相关信息的采集，相当于人的眼睛、耳朵、鼻子等，是
对周围信息的感知。主要的环境信息采集所需要的
图2
电源控制模块电路原理图
电源电压控制模块电路如图 2 所示。该电源控
制模块主要参数如下：输入电压：5~40 V；输出电压：
发，结合大量的调研获取系统需求，对系统各功能模
块、软件系统架构进行了详细的功能设计，实现了系
统对空气质量监测、PM2.5 监测、风速风向监测等 [6]。
1 环境监测系统的硬件设计
环境监测系统结构框图如图 1 所示。它主要包
括 太 阳 能 供 电 系 统 、主 控 制 系 统 、环 境 数 据 监 测 系
系统和各模块使用。风速传感器、温湿度传感器、光
照度传感器、颗粒物检测传感器等检测模块检测相
应信息并通过 MCU 处理后通过串口发送给 LED 显
示屏，在 LED 屏上显示出相关数据信息。
作者简介：陈运军（ 1979—），男，四川资阳人，高级工程师，副教授。研究方向：智能控制技术。
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陈运军
统、数据上传系统、显示系统等 [7]。
收稿日期：2017-09-26
稿件编号：201709118
图 1 环境监测系统结构框图
环境监测系统基于太阳能系统供电，提供清洁
能源且便于野外独立使用。太阳能电池板提供 24 V
电源，通过控制系统对蓄电池进行充电。电源通过
稳压、降压模块为系统提供 5 V 和 3.3 V 电源供主控
system can control real- time solar charging，collecting environmental information such as temperature
and humidity，wind speed，PM2.5 and so on. The software of the system is designed by using the software
电感器中的纹波电流。
电感选择：
电池的目的。蓄电池通过稳压、降压模块给系统提
供所需的相关电压电源 [8]。
用于设定纹波电流的一个合理起始点为
ΔIL = 0.3ILIM ，其中 ILIM 为峰值开关电流限值。为
了保证纹波电流处于一个规定的最大值以下，电感
值的选择为式（3）给出：
æ
ö
L = VOUT *ç1 - VOUT ÷
法，通过软硬件联调，研制了以太阳能供电电源的控制系统，环境相关数据采集及显示，同时采集
数据可以上传到数据中心实时掌握环境数据信息。系统能实时控制太阳能充电、采集温湿度、风
速 PM2.5 等环境信息。采用多任务和模块化的软件设计理念，设计了系统的软件。
关键词：STM32；太阳能；环境；信息采集
中图分类号：TN98
丰富的今天，大家对生存环境信息给予了越来越密
切的关注，大家都渴望生活在空气清新、饮水安全、
生态环境优良的青山绿水中。对环境信息多点、实
时的采集就变得必要 [1-4]。良好的生态环境能很好的
提高人们的生活健康水平，在现实生活中具有很强
的实用价值，极具研究前景 [5]。
系统主要通过城市环境监测系统软硬件系统的开
developed through the combination of hardware and software. The data collection and display of the
environment related data can be uploaded to the data center to master the real-time data in real time. The
F*ΔIL è VIN(MAX) ø
（3）
续流二极管：
续流二极管在电源控制模块电路中我们建议使
用 肖 特 基 二 极 管 ，比 如 MBR1545。 8 A 电 流 下 典 型
正 向 电 压 为 0.6 V。 在 正 常 工 作 时 平 均 正 向 电 流 计
算由式（4）给出：
1.2
ID(AVG) =
第 27 卷
Vol.27
第2期
No.2
2019 年 1 月
Jan. 2019
电子设计工程
Electronic Design Engineering
基于 STM32 的环境监测系统设计
陈运军
（泸州职业技术学院 四川泸州 646600）
摘要：针对改善人们生活环境及生活质量的目的，采用基于硬件 STM32 微处理器加软件控制的方
design concept of multi task and modularity.
Key words: STM32；solar energy；the mosquito；environmental science；information acquisition
随着人们生活水平的提高，在物质生活越来越