1 系统功能介绍

本系统为 基于STM32单片机的新版OneNET物联网云平台环境检测手机APP系统，旨在实现智能化环境监测与远程控制。随着物联网与智能农业、智能家居的发展，环境参数实时采集与云平台交互逐渐成为主流。通过云端平台的中转，用户不仅可以远程查看数据，还能对设备进行远程控制，从而提高了系统的智能化程度与实用性。

系统功能主要体现在以下几个方面：

1. 温湿度检测：通过 DHT11温湿度传感器 实时采集环境温度和湿度数据。
2. 数据上传：STM32 单片机通过网络模块将采集到的数据上传至 新版OneNET物联网云平台。
3. APP查看：用户可以通过手机APP随时查看实时温湿度数据，数据同步及时。
4. 远程控制：用户可通过APP远程下发指令，控制系统端的 LED 灯开关。
5. 云端交互：利用OneNET提供的设备管理、数据存储与命令下发功能，实现本地与云端的数据交互。

该系统不仅具备实时数据监测能力，同时具备远程操控功能，可广泛应用于智慧农业、智能家居、实验室环境监测等场景。

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2 系统电路设计

系统电路分为 核心控制电路、传感器采集电路、网络通信电路、执行器控制电路 及 电源电路 五大部分。

2.1 核心控制模块（STM32F103C8T6）

STM32F103C8T6 作为主控单片机：

• 主频 72MHz，性能稳定，适合实时采集与数据处理。
• 提供 GPIO 用于 DHT11 数据采集和 LED 控制。
• 内部定时器与串口资源丰富，便于与网络模块通信。
• 作为系统核心，负责采集传感器数据、打包并上传云端，同时接收来自云端的控制指令。

2.2 温湿度采集模块（DHT11）

DHT11 是一种常用的数字式温湿度传感器，特点如下：

• 数字信号输出，无需ADC转换，通信简单。
• 测温范围：0~50℃；湿度范围：20%~90%RH，满足日常环境检测需求。
• 通过单总线协议与 STM32 进行数据通信。
  在电路上，DHT11的 数据引脚 连接至STM32的GPIO，且通过上拉电阻保证数据传输稳定。

2.3 网络通信模块

为了实现数据与云平台的交互，需要配置网络通信模块，本系统常见的选择包括 ESP8266 WiFi模块 或 NB-IoT 模块。本文以 ESP8266 为例：

• 通过串口（USART）与 STM32 通信。
• 连接 WiFi 热点后，通过 MQTT 或 HTTP 协议与OneNET云平台建立连接。
• 负责将采集的数据发送至云端并接收云端下发的控制命令。

2.4 执行器控制模块（LED）

LED作为远程控制对象：

• 连接至STM32 GPIO，通过电阻限流。
• 由单片机根据APP下发的控制命令实现点亮或熄灭。
• 通过云端与APP实现交互，用户可在手机端一键控制。

2.5 电源模块

系统由 5V直流电源 供电：

• STM32与DHT11工作在3.3V或5V环境下，需提供稳定电源。
• ESP8266 模块要求3.3V电源，因此电路中需要使用 LDO 稳压芯片（如 AMS1117-3.3）。
• 设计时需保证电源稳定，避免因电压波动导致通信异常。

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3 程序设计

系统软件主要包括 主机程序 和 云端交互逻辑，其核心分为：

1. 传感器采集模块
2. OneNET数据上传模块
3. 云端指令解析模块
4. LED控制模块
5. APP交互与数据刷新逻辑

3.1 主程序框架

int main(void)
{
    System_Init();       // 系统初始化
    DHT11_Init();        // 初始化温湿度传感器
    ESP8266_Init();      // 初始化WiFi模块
    OneNET_Connect();    // 连接OneNET云平台
    
    while(1)
    {
        DHT11_ReadData(&temperature, &humidity);  // 采集温湿度
        OneNET_SendData(temperature, humidity);   // 上传至云端
        
        if(OneNET_ReceiveCmd(&ledState))          // 接收云端指令
        {
            if(ledState == 1)
                LED_On();
            else
                LED_Off();
        }
        
        Delay_ms(2000);   // 2秒一次数据上传
    }
}

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3.2 温湿度采集模块

uint8_t DHT11_ReadData(uint8_t *temp, uint8_t *humi)
{
    uint8_t buffer[5];
    if(DHT11_ReadBytes(buffer))
    {
        *humi = buffer[0];
        *temp = buffer[2];
        return 1;
    }
    return 0;
}

此模块负责采集环境的温湿度信息，并以整型数据返回给主控。

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3.3 OneNET 数据上传模块

系统通过 MQTT 协议与OneNET交互，STM32将采集到的数据封装为 JSON 格式上传。

void OneNET_SendData(uint8_t temp, uint8_t humi)
{
    char jsonBuf[64];
    sprintf(jsonBuf, "{\"Temperature\":%d,\"Humidity\":%d}", temp, humi);
    MQTT_Publish("onenet/device/data", jsonBuf);
}

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3.4 云端指令接收模块

APP端可通过OneNET平台下发控制命令，STM32解析后执行。

uint8_t OneNET_ReceiveCmd(uint8_t *ledState)
{
    char cmdBuf[32];
    if(MQTT_Receive("onenet/device/cmd", cmdBuf))
    {
        if(strstr(cmdBuf, "LED_ON"))
        {
            *ledState = 1;
            return 1;
        }
        else if(strstr(cmdBuf, "LED_OFF"))
        {
            *ledState = 0;
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}

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3.5 LED 控制模块

void LED_On(void)
{
    GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);
}

void LED_Off(void)
{
    GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);
}

此模块根据云端下发的指令实现LED灯的开关操作。

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4 手机APP交互设计

在新版OneNET物联网云平台中，手机APP是数据展示与控制的主要接口。

1. 数据展示界面

   • 实时显示当前温度和湿度数据。
   • 通过折线图、数字显示等形式直观展现历史与实时数据。

2. 设备控制界面

   • APP内置控制按钮，可发送 LED_ON 或 LED_OFF 指令。
   • 通过MQTT消息下发，实现与硬件端的实时交互。

3. 报警提示

   • 当温湿度超过设定阈值时，OneNET平台可触发报警，并通过APP推送消息。
   • 用户可即时获取环境异常信息。

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5 总结

本系统通过 STM32F103C8T6 单片机 与 DHT11传感器 实现了温湿度数据的实时采集，并通过 ESP8266 WiFi 模块 将数据上传至 新版OneNET物联网云平台。借助 手机APP，用户可随时查看环境信息，并可远程控制本地LED设备。

系统的特点包括：

1. 实时性强：温湿度数据以秒级频率上传至云端。
2. 交互性好：用户不仅能查看数据，还能下发控制指令。
3. 易扩展性：在现有系统基础上，可进一步扩展光照、土壤湿度、空气质量等传感器，实现更完善的环境监控。
4. 应用前景广阔：适用于智能家居、农业大棚、实验室环境监测等多种场景。

该设计展示了基于 STM32 + OneNET云平台 + 手机APP 的完整物联网应用流程，为后续更多的智慧环境监控系统提供了借鉴与参考。