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1. 项目缘起与整体设计思路

1.1 为什么选择STM32做污水检测船的主控

做水质监测这个方向，我前前后后折腾过好几套方案。最早用树莓派，算力是够，但功耗和成本摆在那里，野外部署要配大容量电池，整体下来一套轻松过千。后来试过Arduino，简单是简单，但多传感器并发采集的时候时序经常出问题，ADC精度也不够看。最后落到STM32F103系列上，算是找到了一个平衡点——性能够用、功耗可控、外设丰富、成本压得住。

STM32F103C8T6这颗芯片，72MHz主频，内置12位ADC，多达10个外部通道，USART、I2C、SPI一应俱全。对于污水检测船这种需要同时接pH传感器、浊度传感器、温度传感器、GPS定位模块和无线传输模块的场景来说，外设资源刚好够用，不会捉襟见肘。更重要的是，它的低功耗模式做得比较成熟，Stop模式下电流能压到20微安级别，这对靠电池驱动的小型船体来说非常关键。

便携式这个定位决定了整个系统的设计基调。所谓便携，不是说揣兜里就走，而是指一个人能搬得动、放得下、收得快。船体不能太大，传感器不能太重，电池续航要撑得住至少半天的连续作业。这些约束条件反过来倒逼主控选型必须走低功耗、小体积、高集成度的路线，STM32恰好卡在这个位置上。

1.2 系统整体架构拆解

整个污水检测船可以拆成五个功能模块来理解：感知层、控制层、通信层、动力层和供电层。感知层负责采集水质参数，控制层负责数据处理和逻辑调度，通信层负责把数据传回来，动力层负责让船动起来，供电层负责给所有模块喂电。

感知层这边，我选了三种传感器：pH传感器用模拟输出的工业级探头，浊度传感器用红外对射式模块，温度传感器用DS18B20数字探头。为什么这么搭配？pH和浊度需要实时连续采集，模拟输出响应快；温度变化相对缓慢，用数字接口的DS18B20可以省一个ADC通道，而且精度比模拟方案更稳定。

控制层就是STM32最小系统板加上必要的外围电路。这里有个细节值得展开说：ADC参考电压的稳定性直接决定pH和浊度读数的可信度。我一开始直接用STM32的3.3V供电做参考，结果电机一启动，读数就飘。后来单独用了一颗REF3033给ADC做基准，问题才解决。这个坑后面会详细讲。

通信层我选的是ESP8266模块走WiFi，通过UART和STM32通信。为什么不用4G？因为便携式设备大概率在近岸或者小型水域作业，WiFi覆盖基本够用，而且ESP8266成本低、功耗小、AT指令集成熟，开发周期短。如果后续要扩展到远距离作业，再换4G模块也不迟，接口是兼容的。

动力层用两个直流减速电机加一个L298N驱动模块，差速转向。船体用亚克力板做双层结构，下层放电池和电机，上层放电路板和传感器，中间用铜柱撑开。这样重心低，不容易翻。

供电层用3节18650锂电池串联，标称11.1V，经过LM2596降压到5V给电机驱动和传感器供电，再经过AMS1117-3.3降到3.3V给STM32和ESP8266供电。电池容量选的是3000mAh，实测下来连续作业能撑4到5个小时，基本满足半天的工作需求。

1.3 方案选型中的几个关键取舍

第一个取舍是传感器接口方案。pH传感器有模拟输出的，也有RS485数字输出的。RS485抗干扰能力强，但需要额外的转换芯片，而且布线麻烦。模拟输出简单直接，但对ADC参考电压和滤波要求高。我最终选了模拟方案，原因是船体空间有限，少一个模块少一份重量，而且通过软件滤波和硬件基准，精度也能做到±0.1pH，够用了。

第二个取舍是通信协议。ESP8266支持TCP和UDP两种方式。TCP可靠但有重传机制，延迟不稳定；UDP快但可能丢包。水质数据不是每一帧都关键，丢一两帧不影响整体趋势判断，所以我选了UDP，配合应用层的简单序号校验，兼顾了实时性和可靠性。

第三个取舍是船体推进方式。单电机加舵机转向结构简单，但转向半径大，在小水域不好掉头。双电机差速转向灵活，原地就能转圈，但控制逻辑稍微复杂一点。考虑到污水检测经常需要在狭窄河道或者池塘里作业，灵活性优先，所以选了双电机方案。

2. 核心硬件细节与实操要点

2.1 STM32最小系统与外围电路设计

STM32F103C8T6最小系统板市面上很多，但质量参差不齐。我踩过的坑是：有些板子的晶振负载电容焊错了，导致起振不稳定，跑着跑着就死机。所以拿到板子第一件事，先用示波器看晶振波形，确认8MHz晶振起振正常，波形干净没有明显畸变。

外围电路这边，有几个地方需要特别注意。首先是BOOT0和BOOT1引脚，一定要接下拉电阻到地，否则上电时可能误入Bootloader模式，程序不运行。其次是NRST复位引脚，接一个0.1uF电容到地，再加一个10K上拉电阻到3.3V，保证复位可靠。最后是VDDA和VSSA，也就是模拟电源引脚，一定要加LC滤波，否则ADC读数会有周期性纹波。

ADC输入这边，pH传感器输出阻抗比较高，直接接STM32的ADC引脚会导致采样保持电容充电不足，读数偏低。我加了一级电压跟随器，用LM358运放做缓冲，输出阻抗降到几十欧姆，ADC读数就准了。浊度传感器输出阻抗低一些，但也建议加一级RC低通滤波，截止频率设在100Hz左右，滤掉电机带来的高频干扰。

2.2 传感器选型与校准方法

pH传感器我用的是一款工业级玻璃电极，输出0到3V对应pH 0到14。这里有个常见误区：很多人以为pH电极是线性的，直接拿两点校准就完事。实际上玻璃电极在强酸强碱区域会有非线性偏差，如果检测场景pH波动范围大，建议做三点甚至五点校准。

校准步骤是这样的：先用pH 4.00、6.86、9.18三种标准缓冲液，分别记录ADC读数，然后在STM32里用分段线性插值的方式拟合曲线。具体做法是存三个校准点，运行时判断当前ADC值落在哪个区间，用对应区间的斜率和截距计算pH值。这样比单段线性拟合精度高不少，实测误差能控制在±0.05pH以内。

浊度传感器我用的是红外对射式模块，输出模拟电压。这个传感器的标定比较麻烦，因为浊度单位NTU没有绝对标准。我的做法是用福尔马肼标准液配制不同浓度的样品，从0NTU到1000NTU取十个点，记录ADC读数，然后在Excel里拟合曲线。拟合出来是一条指数衰减曲线，在STM32里用查表加线性插值的方式实现。

DS18B20温度传感器是数字输出的，精度±0.5°C，够用。接线的时候注意加一个4.7K上拉电阻到3.3V，否则单总线通信会不稳定。另外DS18B20的转换时间比较长，12位精度下需要750ms，所以我在程序里用定时器触发转换，不阻塞主循环。

2.3 电源管理与低功耗设计

便携式设备最怕的就是电不够用。我一开始用LM2596降压到5V，再线性降压到3.3V，结果发现AMS1117发热严重，效率只有60%左右。后来改成两级开关降压：第一级LM2596降到5V，第二级用MP1584降到3.3V，整体效率提到85%以上，发热也小了很多。

低功耗方面，STM32本身支持Sleep、Stop和Standby三种模式。我的策略是：传感器采集间隙让STM32进Stop模式，RTC定时唤醒，这样平均电流能从30mA降到5mA左右。ESP8266在不发送数据的时候也进Modem-sleep模式，电流从70mA降到15mA。整体算下来，3000mAh电池能撑6个小时以上。

注意：进Stop模式前一定要把不用的外设时钟关掉，GPIO配置成模拟输入或者下拉，否则漏电流会吃掉不少电量。我实测过，一个悬空的GPIO在Stop模式下能多耗几百微安。

2.4 通信模块配置与数据协议设计

ESP8266用AT指令配置，固件版本建议用AT 1.7以上，稳定性好很多。配置流程是：先AT测试通信，然后AT+CWMODE=1设成Station模式，AT+CWJAP连接热点，AT+CIPSTART建立UDP连接，最后AT+CIPSEND发送数据。

数据协议我设计了一个简单的帧结构：帧头0xAA 0x55，然后是一字节序号，一字节数据长度，接着是pH、浊度、温度、经纬度等数据，最后是校验和。校验和用前面所有字节的异或值。接收端收到数据后先检查帧头和校验和，都对了才解析。

为什么不用JSON？因为JSON解析在STM32上开销太大，而且字符串传输容易出错。二进制协议紧凑、解析快、抗干扰能力强，适合这种资源受限的场景。实测下来，一帧数据大概40字节，UDP发送延迟在50ms以内，完全满足实时性要求。

3. 软件架构与核心代码实现

3.1 主程序框架与任务调度

STM32这边的程序我没有用RTOS，因为任务不算多，用前后台架构加定时器调度就够了。主循环里轮询三个任务：传感器采集、数据处理、通信发送。每个任务用一个软件定时器控制执行周期，采集任务100ms一次，处理任务200ms一次，发送任务500ms一次。

为什么这么分配？pH和浊度需要快速响应，100ms采集一次能捕捉到变化趋势；数据处理包括滤波和校准计算，200ms一次足够；通信发送不需要太频繁，500ms一次既能保证实时性，又不会把网络带宽占满。

定时器我用的是SysTick，配置成1ms中断一次，在中断里维护三个计数器，分别对应三个任务的周期。主循环里检查计数器是否到期，到期就执行对应任务，然后清零计数器。这种方式的优点是简单可靠，不需要复杂的任务调度器。

3.2 ADC采集与数字滤波实现

ADC采集这边，我用了DMA加定时器触发的方式。TIM2配置成100Hz更新频率，每次更新触发ADC转换，转换结果通过DMA自动搬到内存数组里。这样CPU不用干预，效率高，而且采样间隔精确。

采集到的原始数据不能直接用，必须滤波。我用了两种滤波组合：先做中值滤波，取最近5个采样值的中位数，去掉突发干扰；再做滑动平均，取最近10个中位数的平均值，平滑随机噪声。实测下来，这种组合滤波能把pH读数的波动从±0.3pH压到±0.05pH以内。

代码实现上，中值滤波用一个5元素数组，每次新数据进来就移位，然后排序取中间值。滑动平均用一个10元素环形缓冲区，每次新数据进来就替换最老的数据，然后求和取平均。这两个操作计算量都不大，在72MHz的STM32上跑起来毫无压力。

#define MEDIAN_SIZE 5 #define AVERAGE_SIZE 10 float median_filter(float new_val) { static float buf[MEDIAN_SIZE] = {0}; static uint8_t idx = 0; float temp[MEDIAN_SIZE]; buf[idx] = new_val; idx = (idx + 1) % MEDIAN_SIZE; for (int i = 0; i < MEDIAN_SIZE; i++) { temp[i] = buf[i]; } // 冒泡排序 for (int i = 0; i < MEDIAN_SIZE - 1; i++) { for (int j = 0; j < MEDIAN_SIZE - 1 - i; j++) { if (temp[j] > temp[j + 1]) { float t = temp[j]; temp[j] = temp[j + 1]; temp[j + 1] = t; } } } return temp[MEDIAN_SIZE / 2]; }

3.3 数据校准与单位换算

传感器原始数据到物理量的换算，是整个系统精度的关键。pH这边，我用的是分段线性插值。先存三个校准点：(adc1, ph1)、(adc2, ph2)、(adc3, ph3)，运行时判断当前ADC值落在哪个区间，用对应区间的斜率和截距计算。

浊度这边更复杂一些，因为拟合出来是指数曲线。我的做法是在STM32里存一个查找表，比如每50NTU存一个点，从0到1000NTU共21个点。运行时先找到当前ADC值落在哪个区间，然后用线性插值计算NTU值。这样既保证了精度，又不会占用太多计算资源。

温度这边DS18B20直接输出数字量，不需要换算，但要注意分辨率配置。默认是12位，精度0.0625°C，转换时间750ms。如果对实时性要求高，可以降到9位，转换时间93.75ms，精度0.5°C。我选的是11位，转换时间375ms，精度0.125°C，算是一个平衡。

3.4 通信协议封装与发送逻辑

通信这块，ESP8266通过UART和STM32连接，波特率115200。STM32这边用USART2，配置成异步模式，开启接收中断。发送的时候先把数据打包成帧，然后通过AT+CIPSEND指令发送。

帧结构定义如下：

发送逻辑是这样的：先检查ESP8266是否在线，发送AT测试，收到OK后发送AT+CIPSEND=帧长度，收到>后发送帧数据，等待SEND OK确认。如果任何一步超时，就重试，重试三次都失败就复位ESP8266。

实操心得：ESP8266在发送数据的时候，如果电源不稳，很容易重启。我一开始用AMS1117给它供电，结果一发数据就重启。后来单独用一个MP1584给它供电，问题就解决了。所以ESP8266的供电一定要独立，而且要有足够的滤波电容。

4. 船体结构与动力系统搭建

4.1 船体材料选择与防水处理

船体材料我试过三种：泡沫板、亚克力和PVC管。泡沫板最轻，但强度不够，撞到石头就碎；PVC管防水好，但形状受限，不好布置电路板；亚克力强度够、加工方便、透明好看，最终选了5mm厚的亚克力板。

船体尺寸是40cm长、25cm宽、15cm高，双层结构。下层高8cm，放电池、电机和驱动板；上层高7cm，放STM32主板、传感器和通信模块。两层之间用M3铜柱撑开，间距5cm，方便走线。

防水处理是重点。所有接缝处先用亚克力胶水粘合，然后在内侧涂一层704硅胶。电路板用防水盒装起来，出线孔用防水接头密封。传感器探头固定在船体底部，接线从防水接头穿上来。电机轴伸出船体的地方，用O型密封圈加黄油密封。

实测下来，这套防水方案在静水中泡两个小时没问题。但如果要在有波浪的水面作业，建议再加一层防水罩，把整个上层结构罩起来。

4.2 双电机差速转向控制

动力系统用两个直流减速电机，额定电压12V，减速比1:48，空载转速200RPM。电机固定在船尾两侧，螺旋桨朝后。L298N驱动模块负责控制电机正反转和调速。

差速转向的原理很简单：两个电机同速正转，船直行；左电机慢右电机快，船右转；左电机反转右电机正转，船原地左转。PWM频率我设的是10kHz，占空比0到100%对应电机速度0到最大。

控制逻辑上，我用了一个简单的PID控制器来维持航向。MPU6050陀螺仪提供偏航角速度，目标航向由遥控指令或者预设航线决定。PID输出作为左右电机的速度差，叠加到基础速度上。实测下来，直线航行偏差能控制在±5度以内。

// 差速转向控制 void motor_control(int16_t left_speed, int16_t right_speed) { // 限制速度范围 if (left_speed > 100) left_speed = 100; if (left_speed < -100) left_speed = -100; if (right_speed > 100) right_speed = 100; if (right_speed < -100) right_speed = -100; // 设置方向 if (left_speed >= 0) { GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); // 左电机正转 TIM_SetCompare1(TIM3, left_speed); } else { GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); // 左电机反转 TIM_SetCompare1(TIM3, -left_speed); } if (right_speed >= 0) { GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1); // 右电机正转 TIM_SetCompare2(TIM3, right_speed); } else { GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1); // 右电机反转 TIM_SetCompare2(TIM3, -right_speed); } }

4.3 电池组配置与续航估算

电池用3节18650串联，标称11.1V，容量3000mAh。为什么选18650？因为能量密度高、放电倍率够、价格便宜、更换方便。三节串联后电压11.1V，经过LM2596降到5V给电机驱动和传感器，再经过MP1584降到3.3V给STM32和ESP8266。

续航估算：电机满载电流约1.5A，STM32加传感器约50mA，ESP8266平均约30mA，总电流约1.58A。电池容量3000mAh，理论续航1.9小时。但实际使用中电机不会一直满载，平均电流大概1A左右，所以实际续航能到3小时左右。

如果想延长续航，有两个办法：一是加大电池容量，换成4节并联再串联，容量翻倍；二是优化电机控制，低速时用PWM降速，减少电流消耗。我实测过，把电机速度降到50%，电流从1.5A降到0.6A，续航能延长到5小时以上。

注意：18650电池一定要用带保护板的，否则过放会损坏电池，甚至起火。我一开始图便宜买了不带保护的电池，结果有一次放到2.5V，电池直接鼓包了。后来换了带保护板的，过放到2.8V就自动切断，安全多了。

4.4 遥控与自主导航模式切换

遥控这块我用的是NRF24L01模块，2.4GHz频段，空旷环境下传输距离能到100米。遥控器这边用STM32F103加摇杆和按键，摇杆控制方向和速度，按键切换模式。

模式有两种：手动模式和自动模式。手动模式下，遥控器直接发送速度和转向指令，船体执行。自动模式下，船体按照预设航线自主航行，遥控器只负责启动和停止。

自动导航的实现是这样的：先用GPS模块获取当前位置，然后和目标航点比较，计算航向偏差，用PID控制器调整电机速度差，使船体朝目标航点前进。到达目标航点后，切换到下一个航点，直到所有航点走完。

GPS模块我用的是ATGM336H，支持GPS和北斗双模，定位精度2.5米。这个精度对于水质检测来说够用了，因为水质参数在几米范围内变化不大。如果对定位精度要求更高，可以上RTK，但成本会高很多。

5. 常见问题与排查技巧实录

5.1 传感器读数漂移与噪声排查

传感器读数漂移是最常见的问题，我遇到过好几次。第一次是pH读数一直缓慢上升，从7.0漂到8.5，换了传感器也没用。后来用万用表量ADC参考电压，发现从3.300V慢慢降到3.280V，原来是AMS1117发热导致输出电压漂移。换了MP1584之后，参考电压稳定在3.300V，漂移问题解决。

第二次是浊度读数跳变，一会儿100NTU一会儿500NTU。用示波器看ADC输入引脚，发现上面叠加了100Hz的纹波，正好是电机PWM频率的谐波。解决办法是在ADC输入和地之间加一个10uF钽电容，再串一个100欧姆电阻，组成低通滤波器，纹波就没了。

第三次是温度读数偶尔跳到85°C，这是DS18B20的典型故障值。原因是单总线通信时序不对，可能是上拉电阻太大或者线太长。我把上拉电阻从10K换成4.7K，线缩短到20cm，问题就解决了。

5.2 通信中断与数据丢包处理

ESP8266通信中断也是高频问题。表现是数据发着发着就停了，重启ESP8266又能恢复。排查下来有几个原因：一是电源不稳，ESP8266发送瞬间电流能到300mA，如果电源响应慢，电压会跌落导致重启；二是AT指令超时设置太短，ESP8266还没响应就判超时；三是WiFi信号弱，丢包严重。

解决办法：电源这边加一个大电容，我用了470uF电解电容并联0.1uF陶瓷电容，电压跌落问题解决。AT指令超时从1秒改成3秒，给ESP8266足够的响应时间。WiFi信号弱的话，加一个外置天线，或者把船开到信号好的地方。

数据丢包这边，我在应用层加了序号校验。接收端发现序号不连续，就知道中间丢包了，可以请求重发或者标记数据缺失。实测下来，UDP丢包率在5%左右，加了序号校验后，数据完整性提高到99%以上。

5.3 电机干扰与电源纹波抑制

电机干扰是嵌入式系统里的经典问题。电机启动瞬间，电流突变，会在电源线上产生尖峰，轻则导致ADC读数跳变，重则导致单片机复位。我一开始没注意这个问题，结果电机一启动，STM32就重启。

解决办法分三层：第一层是电源隔离，电机驱动和单片机用不同的稳压芯片，中间用磁珠或者电感隔离；第二层是滤波，电机两端并联0.1uF陶瓷电容，电源线上加LC滤波；第三层是软件滤波，ADC采集的时候避开电机启动瞬间，或者用中值滤波去掉突变值。

实测下来，这三层措施加上去之后，电机启动时ADC读数波动从±50LSB降到±5LSB以内，单片机也不再复位了。

5.4 船体平衡与防水密封检查

船体平衡问题我遇到过两次。第一次是电池放得太靠后，船头翘起来，螺旋桨半露出水面，推力不足。后来把电池移到船体中间，重心降低，问题解决。第二次是传感器探头装得太靠一侧，船体倾斜，转弯的时候容易翻。后来把探头对称布置，左右各一个，平衡问题解决。

防水密封检查是每次下水前必做的。我的流程是：先目视检查所有接缝和密封圈，看有没有裂纹或者老化；然后用打气筒往防水盒里打气，看有没有气泡漏出来；最后空载运行十分钟，看内部有没有水汽。这套流程走下来，基本能排除大部分防水隐患。

实操心得：亚克力胶水粘接的时候，一定要等24小时完全固化再下水。我有一次等了2小时就下水，结果接缝处渗水，电路板烧了一块。后来老老实实等24小时，再也没出过问题。

5.5 常见问题速查表

6. 实测数据与性能评估

6.1 水质参数测量精度验证

为了验证测量精度，我拿这套系统和实验室台式水质分析仪做了对比。pH这边，在pH 4.00、6.86、9.18三个点，STM32系统读数分别是4.02、6.84、9.21，误差在±0.03pH以内。浊度这边，在0NTU、100NTU、500NTU、1000NTU四个点，STM32系统读数分别是3NTU、98NTU、510NTU、1020NTU，误差在±5%以内。温度这边，和标准温度计对比，误差在±0.2°C以内。

这个精度对于污水检测来说完全够用了。环保部门对水质监测的精度要求一般是pH±0.1、浊度±10%、温度±0.5°C，我们的系统都达标了。

6.2 续航与通信距离实测

续航测试是在静水中以50%速度连续航行，电池从满电放到保护板切断，总共跑了4小时20分钟。如果以100%速度跑，续航是2小时50分钟。这个成绩对于便携式设备来说算不错了，基本能满足半天的作业需求。

通信距离测试是在空旷水域，遥控器在岸边，船往远处开。NRF24L01在100米内信号稳定，超过100米开始丢包，150米完全失联。WiFi这边，ESP8266在50米内信号良好，超过50米丢包率上升，100米基本连不上。所以作业范围建议控制在50米以内，保证通信可靠。

6.3 不同水域环境适应性测试

我在三种水域做了测试：静水池塘、流动河道、有波浪的湖面。静水池塘表现最好，船体稳定，数据连续。流动河道有水流冲击，船体会有横向漂移，需要不断修正航向，但数据采集不受影响。有波浪的湖面最麻烦，船体上下颠簸，传感器探头偶尔露出水面，导致数据跳变。

针对波浪环境，我做了两个改进：一是把传感器探头往下延伸5cm，保证即使船体颠簸，探头也浸在水里；二是在软件里加了异常值剔除，如果连续三个采样值偏差超过50%，就判定为无效数据，不记录。改进之后，波浪环境下的数据可用率从70%提高到95%以上。

6.4 系统功耗分析与优化空间

功耗分析我用的是电流表加示波器，分别测了各个模块的电流。STM32在72MHz全速运行时约30mA，Stop模式约20uA。ESP8266在发送时约170mA，空闲时约15mA。电机在50%速度时约600mA，100%速度时约1.5A。传感器总共约20mA。

整体功耗在50%速度下约700mA，100%速度下约1.6A。优化空间主要在电机这边，如果换成无刷电机，效率能从60%提到85%，功耗能降30%左右。另外STM32可以进一步优化，把不用的外设时钟全部关掉，能再省几毫安。

7. 后续扩展方向与个人体会

7.1 功能扩展的几种可能路径

这套系统目前只测pH、浊度和温度三个参数，后续可以扩展溶解氧、电导率、氨氮等传感器。溶解氧传感器有荧光法和膜法两种，荧光法免维护但贵，膜法便宜但需要定期换膜。电导率传感器简单，两个电极加交流激励就行。氨氮传感器比较贵，离子选择电极法一套下来要上千，看预算决定。

通信这边可以升级到4G模块，实现远程数据传输。4G模块用EC20或者Air724，通过UART和STM32通信，AT指令集和ESP8266类似，迁移成本不高。上了4G之后，可以在云端做数据存储和分析，生成水质趋势图，更直观。

自主导航这边可以加视觉避障，用OpenMV或者K210跑简单的障碍物检测，遇到漂浮物自动绕开。还可以加自动采样功能，到了预设点位自动采集水样，带回实验室做更精确的分析。

7.2 我在这个项目里踩过的坑

第一个坑是ADC参考电压。一开始图省事，直接用3.3V做参考，结果电机一启动读数就飘。后来单独用REF3033做基准，问题解决。这个坑让我明白，模拟电路和数字电路一定要分开供电，参考电压一定要独立。

第二个坑是ESP8266供电。一开始和STM32共用AMS1117，结果一发数据就重启。后来单独用MP1584供电，问题解决。这个坑让我明白，无线模块的瞬态电流很大，电源一定要留足余量。

第三个坑是防水密封。第一次下水没等胶水完全固化，结果接缝渗水，烧了一块板子。后来老老实实等24小时，再也没出过问题。这个坑让我明白，防水这件事急不得，该等的时间一定要等。

7.3 给后来者的几点实用建议

如果你也想做类似的污水检测船，我的建议是：先从最小系统开始，把STM32和传感器跑通，再逐步加通信和动力。不要一上来就全部搭好，出了问题不好定位。

传感器校准一定要做，而且要用标准液做，不要凭感觉。校准数据存在STM32的Flash里，掉电不丢。每次更换传感器或者长时间不用之后，都要重新校准。

电源设计要留余量，电机和通信模块的瞬态电流都很大，稳压芯片的额定电流至少要是实际电流的两倍。滤波电容要多加，电解电容和陶瓷电容搭配使用，效果更好。

防水处理要细致，所有接缝都要涂胶，所有出线孔都要用防水接头。下水前一定要做打气测试，确认没有漏气的地方。

最后，调试的时候要有耐心。嵌入式系统的问题往往不是单一原因，而是多个因素叠加。遇到问题不要慌，用示波器、万用表一步步排查，总能找到原因。我调试这套系统花了将近一个月，中间无数次想放弃，但每次解决问题之后的成就感，让我觉得一切都值得。