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博主介绍：✌️码农一枚 ，专注于大学生项目实战开发、讲解和毕业🚢文撰写修改等。全栈领域优质创作者，博客之星、掘金/华为云/阿里云/InfoQ等平台优质作者、专注于单片机，Java、小程序技术领域和毕业项目实战
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20 个相关毕业设计备选题目

1. 基于 STM32 的室内多参数空气质量监测与智能通风控制系统设计
2. 基于 STM32 单片机的环境温湿度与有害气体智能监测装置设计
3. 基于 STM32 的室内甲醛、PM2.5、烟雾综合监测报警系统设计
4. 基于 STM32 单片机空气质量采集与自动排风控制系统设计
5. 基于 STM32 的多传感器环境空气质量检测与阈值联动控制系统设计
6. 室内空气质量智能监测与自动通风装置 —— 基于 STM32 单片机
7. 基于 STM32 的 DHT11 与 SGP30 多传感器环境监测系统设计
8. 基于 STM32 单片机的空气污染物实时检测与声光报警系统设计
9. 基于 STM32 的 OLED 显示空气质量监测与手动自动双模式控制系统设计
10. 多气体粉尘环境监测及智能排风系统设计（基于 STM32 单片机）
11. 基于 STM32 的室内环境参数采集、阈值配置与联动控制装置设计
12. 基于 STM32 单片机的温湿度、甲醛、PM2.5 一体化监测系统设计
13. 室内空气污染物智能预警与通风控制系统设计 —— 以 STM32 为核心
14. 基于 STM32 的多传感器融合空气质量监测终端设计与实现
15. 基于 STM32 单片机的环境监测阈值自定义与继电器联动控制系统
16. 基于 STM32 的室内空气质量实时显示与智能排风报警装置设计
17. 多参数室内环境感知与自动调控系统设计（STM32 单片机）
18. 基于 STM32 单片机的空气质量检测设备模式切换与参数整定系统设计
19. 基于 STM32 的室内有害气体与粉尘监测及声光预警系统设计
20. 面向室内场景的空气质量智能监测终端设计 —— 基于 STM32 单片机

项目研究背景

随着居民室内环境健康意识持续提升，室内空气质量监测需求持续增长。室内温湿度、甲醛、烟雾、PM2.5 等污染物长期超标会直接影响人体呼吸系统健康，搭建有效的环境监测与调控装置具备显著现实应用价值。现阶段市面上部分空气监测设备功能单一，大多仅支持单一指标检测，缺少多污染物一体化采集能力；多数设备控制逻辑固化，无法自定义各类污染物报警阈值，同时缺少手动、自动模式灵活切换功能，智能化调控能力不足。传统监测装置普遍存在人机交互能力薄弱，无法直观展示全部环境参数，超标后联动排风、声光报警机制不完善。物联网嵌入式技术快速成熟，STM32 单片机具备运算稳定、外设资源丰富、成本适中的优势，为低成本室内环境监测设备开发提供可行技术路径。基于上述现状，本课题设计一套集成多类传感器的空气质量监测控制系统，实现多环境参数实时采集、数据可视化展示、阈值自定义与智能联动通风控制，弥补现有监测设备功能短板，满足家庭、小型办公场所室内环境监测调控需求。

摘要

本文设计一套以 STM32F103C8T6 单片机为核心的室内空气质量智能监测控制系统。系统搭载 DHT11、SGP30、MQ-2、GP2Y1014AU 传感器采集温湿度、甲醛、烟雾、PM2.5 环境数据，通过 OLED 显示屏实时展示各项监测数值。系统支持三种工作模式，可通过按键完成模式切换、设备控制、阈值参数调整。自动模式下，各项环境指标超过预设阈值时，系统将驱动继电器开启风扇排风，并触发声光报警；手动模式支持人工控制外设启停；阈值模式能够自定义各类污染物报警阈值。课题完成硬件电路搭建、底层驱动程序编写与控制逻辑开发，实现环境数据采集、实时显示、模式切换、超标联动控制等全部功能。经过调试测试，装置运行稳定，能够完成室内多参数空气质量监测与智能通风调控，适用于家庭、小型办公室等室内场景。

总体方案

1. 主控单元：STM32F103C8T6 单片机

   硬件作用：整个系统的数据处理与逻辑控制核心，接收各传感器采集数据、扫描按键信号、驱动 OLED 屏幕、输出继电器控制信号与声光报警信号。选型理由：芯片资源充足，具备多路 GPIO、I2C 通信接口，开发资料丰富，开发门槛适合本科嵌入式开发学习，功耗适中，满足本系统多传感器接入需求。整体架构逻辑：统一调度所有外设，完成数据接收、逻辑判断、指令输出。

2. DHT11 温湿度传感器

   硬件作用：采集环境实时温度、湿度数据。选型理由：单总线通信，电路简单，成本低廉，满足室内温湿度常规监测精度需求。使用场景：室内环境温湿度持续采集。

3. SGP30 甲醛传感器

   硬件作用：采集环境甲醛气体浓度。选型理由：采用 I2C 通信，数字信号输出，抗干扰能力强，适合室内挥发性气体检测。

4. MQ-2 烟雾传感器

   硬件作用：采集环境烟雾浓度，实现火灾隐患监测。选型理由：模拟输出，响应速度快，广泛应用于室内烟雾检测场景。

5. GP2Y1014AU 粉尘传感器

   硬件作用：采集环境 PM2.5 粉尘浓度。选型理由：体积小巧，集成光学检测单元，适合嵌入式设备集成。

6. OLED 液晶显示屏

   硬件作用：实时可视化展示温湿度、甲醛、烟雾、PM2.5 全部监测数据。选型理由：I2C 接口，占用引脚少，自发光，无需背光，显示效果清晰。

7. 独立按键模块（4 路按键）

   硬件作用：实现系统模式切换、设备选择、设备启停、阈值增减操作。选型理由电路简单，响应稳定，满足人机交互需求。

8. 继电器模块与散热风扇

   硬件作用：执行排风动作，超标时启动通风。选型理由：单片机弱电信号可以控制外设通断，驱动能力满足风扇供电需求。

9. 声光报警模块（蜂鸣器 + LED 指示灯）

   硬件作用：环境参数超标时进行声光预警提示。

10. 硬件运行环境：直流稳压电源

为整套单片机、传感器、外设模块提供稳定工作电压，保障设备长期稳定运行。

核心功能

基础功能

1. 环境温湿度采集功能

   实现效果：系统上电后，主控芯片周期性读取 DHT11 传感器数据，获取当前环境温度、湿度数值。核心作用：获取基础室内环境参数，为阈值判断提供原始数据。使用场景：设备持续运行过程中不间断采集环境温湿度信息。

2. 甲醛浓度采集功能

   实现效果：STM32 单片机通过 I2C 总线读取 SGP30 传感器检测数据，实时获取空气中甲醛浓度。核心作用：监测室内挥发性有害气体，识别甲醛超标风险。

3. 烟雾浓度采集功能

   实现效果：单片机采集 MQ-2 传感器模拟输出信号，转换得到环境烟雾浓度数值。核心作用：监测室内烟雾，防范火情隐患。

4. PM2.5 粉尘浓度采集功能

   实现效果：读取 GP2Y1014AU 传感器输出信号，计算当前环境粉尘浓度。核心作用：监测室内粉尘污染情况。

5. 实时数据 OLED 显示功能

   实现效果：所有采集到的温度、湿度、甲醛、烟雾、PM2.5 数据同步刷新在 OLED 屏幕上，直观展示实时监测结果。核心作用：实现监测数据可视化，方便使用者直观读取环境指标。

核心控制功能

6. 系统工作模式切换功能（按键 1）

   实现效果：按下第一个按键，系统循环切换自动模式、手动模式、阈值设置三种工作模式，屏幕同步显示当前所处模式。核心作用：实现系统不同工作状态切换，适配自动运行与人工调试两种使用场景。

7. 手动模式设备控制功能（按键 2、按键 3）

   实现效果：系统处于手动模式时，按键 2 切换待控制外设，按键 3 控制选中设备开启与关闭。操作逻辑：人工不受阈值约束，自主控制排风风扇等设备启停。核心作用：支持人工干预设备运行，方便设备调试、临时通风。

8. 阈值参数设置功能（按键 2、按键 3、按键 4）

   实现效果：进入阈值模式后，按键 2 切换需要配置的参数阈值；按键 3 实现阈值数值增加，按键 4 实现阈值数值减少，修改后的阈值作为自动模式报警判断标准。核心作用：支持用户自定义各类污染物报警临界值，适配不同场景使用需求。

9. 自动模式智能联动排风功能

   实现效果：系统运行在自动模式时，持续对比实时监测数据与预设阈值；任意指标高于阈值，主控输出信号驱动继电器开启外接风扇进行排风。核心作用：实现超标环境自动通风，改善室内空气质量。

10. 超标声光报警功能

实现效果：自动模式下，湿度、甲醛、烟雾、PM2.5 指标超出阈值时，在启动风扇排风的同时，触发声光报警模块进行预警；温度超标仅启动风扇排风，不触发声光报警。核心作用：及时提醒用户室内环境存在污染超标问题。

辅助功能

11. 数据循环采集逻辑功能

实现效果：主控循环轮询各个传感器，持续更新环境数据，保障监测数据实时性。核心作用：保障整套监测系统持续采集最新环境信息。

技术路线

1. 硬件平台：STM32F103C8T6 单片机

   用途：作为系统主控硬件平台，承担数据采集、逻辑运算、外设驱动工作。

2. 开发语言：C 语言

   用途：嵌入式底层驱动、业务控制逻辑程序编写，是 STM32 单片机主流开发语言。

3. 开发软件：Keil MDK5

   用途：代码编写、程序编译、程序调试，将程序下载至 STM32 单片机。

4. 程序下载工具：ST-Link 仿真器

   用途：实现电脑与单片机程序下载、在线调试。

5. 电路设计工具：Altium Designer

   用途：绘制系统硬件电路原理图，辅助硬件方案设计验证。

6. 通信协议：I2C、单总线、ADC 模拟信号采集

   用途：实现单片机与 OLED、SGP30、DHT11、MQ-2、GP2Y1014AU 之间的数据交互。

7. 驱动技术：GPIO 外设驱动

   用途：实现按键扫描、继电器控制、声光报警模块电平控制。

8. 调试工具：万用表、示波器

   用途：硬件电路排查、传感器信号采集调试、设备整体功能测试。

9. 仿真工具：STM32CubeMX

   用途：快速完成单片机时钟、GPIO、通信外设初始化配置，简化底层初始化代码开发。

10. 测试工具：串口调试助手

用途：调试阶段打印传感器采集数据，校验数据采集准确性，方便功能排错。

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。

项目案例

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