系统概述

基于32位单片机（如STM32）的气体监测系统可实时检测PM2.5、烟雾、甲醛及温湿度数据，并通过WiFi传输至手机APP显示。系统集成多传感器模块，具备数据采集、处理、无线传输及可视化功能，适用于室内空气质量监测、工业环境安全等领域。

硬件组成

主控芯片：STM32F103系列（或其他32位单片机），负责传感器数据采集、处理及通信控制。
传感器模块：

• PM2.5传感器：如激光粉尘传感器（GP2Y1010AU0F），检测空气中颗粒物浓度。
• 烟雾传感器：如MQ-2，检测可燃气体及烟雾。
• 甲醛传感器：如ZE08-CH2O，电化学原理检测甲醛浓度。
• 温湿度传感器：如DHT22或SHT30，提供环境温湿度数据。
  WiFi模块：ESP8266或ESP32，实现数据上传至云端或APP。

软件设计

嵌入式端（STM32）：

• 使用Keil或STM32CubeIDE开发，配置ADC读取传感器模拟信号，I2C/SPI接口通信。
• 数据滤波算法（如滑动平均）提升传感器精度。
• 通过AT指令与WiFi模块交互，将数据封装为JSON格式发送至服务器。

通信协议：

• MQTT或HTTP协议传输数据至云平台（如阿里云、腾讯云）。
• 示例JSON格式：

{"pm25":35,"smoke":120,"formaldehyde":0.08,"temp":25.5,"humidity":60}

手机APP端：

• 开发平台：Android Studio（Java/Kotlin）或Flutter（跨平台）。
• 功能：实时数据曲线显示、阈值报警、历史数据查询。
• 数据解析：通过API从云端获取JSON数据并解析展示。

关键实现步骤

传感器校准：
甲醛和PM2.5传感器需定期校准，参考厂商提供的校准系数或使用标准气体标定。

低功耗设计：

• 传感器间歇性工作模式（如每10秒采集一次）。
• STM32进入休眠模式，由定时器唤醒。

WiFi重连机制：
网络异常时自动重连，确保数据连续性。示例代码（ESP8266）：

voidreconnect(){while(!client.connected()){client.connect("clientID");delay(5000);}}

扩展功能

• 本地存储：添加SD卡模块存储历史数据，应对网络中断。
• 多节点组网：多个监测终端通过LoRa或ZigBee组网，覆盖更大区域。
• 语音报警：集成语音模块（如SYN6288）超阈值时播报提醒。

注意事项

• 传感器供电需稳定，避免电压波动影响数据精度。
• 甲醛传感器需预热时间（约3分钟），初始化时需等待。
• APP端需设计数据加密（如HTTPS）保障隐私安全。

通过上述设计，系统可实现高精度、实时远程监测，用户可通过APP随时查看环境参数并采取相应措施。

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