温湿度监测系统设计
■ 温湿度监测系统设计方案简述
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一、核心硬件概览
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在温湿度监测系统的硬件架构中，我们选择了多种传感器模块以满足不同精度和成本需求。包括DHT22、SHT35以及具有防潮设计的AM2301B。主控单元涵盖了Arduino Uno与ESP-01基础版、具有WiFi和BLE功能的ESP32以及高性能的STM32F103C8T6。我们配备了多种交互模块如0.96寸OLED显示屏、带背光的LCD屏以及三色LED状态指示灯。数据存储则通过MicroSD卡模块、EEPROM以及物联网平台实现本地化存储与云端同步。
二、软件设计流程详解
系统启动之初，首先进行传感器校准，并建立WiFi和MQTT连接，创建CSV文件头以便存储数据。主循环逻辑包括传感器唤醒、数据采集、异常检测、显示刷新、本地存储、云端同步、报警判断以及低功耗休眠。异常处理机制则包括连续采集失败触发硬件复位、湿度过高启动红色LED报警以及温度突变记录事件日志等。
三、扩展功能设计展望
为满足多场景需求，本系统设计了扩展功能。包括通过RS485总线（Modbus协议）和LoRa无线mesh网络实现多节点组网；通过微信小程序实时查看数据，生成24小时变化曲线并标红提示异常数据；实现智能联动，如超过阈值自动开启除湿机，云端API对接气象数据以及微信/短信报警通知等。
四、电路连接示意
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本系统的电路连接简洁明了。传感器通过I2C接口连接到主控板，存储模块则通过SPI接口连接。主控板通过UART接口与WiFi模块相连，通过GPIO接口控制报警指示灯。整个电路布局合理，便于维护和升级。
五、开发过程中的注意事项
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在开发过程中，我们注意到一些关键细节。包括传感器防结露处理以确保在潮湿环境下正常工作；部署环境的电磁干扰测试以保证数据准确性；锂电池供电时的RTC唤醒优化以节省电能；以及预留OTA固件升级接口以便系统更新。推荐使用PlatformIO开发环境，搭配FreeRTOS实现任务调度，以提高系统性能和稳定性。
本温湿度监测系统设计方案融合了先进的硬件和软件技术，旨在提供一款功能丰富、性能稳定、易于扩展的监测系统。无论是对于工业应用还是日常生活，都能提供实时、准确的温湿度数据，并具备智能报警和联动功能，为用户带来便捷和安心。