一、项目概述
本项目基于 STM32F103C8T6 单片机作为主控，搭配 DHT11 数字温湿度传感器，搭建一套温湿度实时采集、本地显示、状态指示、超限报警以及 WiFi 上传的监测系统。在 Proteus 中完成电路仿真，可实现环境温湿度采集、OLED 屏幕本地显示、LED 状态灯提示、蜂鸣器报警，同时通过 ESP8266 将数据发送至串口虚拟终端，适合嵌入式课程设计、毕设入门项目。
系统功能清单
- 温湿度采集：DHT11 传感器实时采集环境温度、湿度数据，单总线通信，硬件接线简单。
- OLED 本地显示：0.96 寸 I2C OLED 屏幕实时刷新当前温度、湿度数值。
- LED 状态指示：绿灯为系统正常运行指示灯；红灯作为超限告警指示灯。
- 蜂鸣器报警：当温湿度超出设定阈值时，三极管驱动蜂鸣器发出报警提示。
- ESP8266 数据上传：通过 ESP8266 WiFi 模块，把采集到的温湿度数据串口输出，虚拟终端可实时打印监测日志，预留上位机 / 网页远程查看扩展接口。
二、硬件电路方案（Proteus 原理图解析）
整体电路分为主控单元、采集单元、显示单元、声光报警单元、WiFi 通信单元5 个部分：
- STM32F103C8T6 主控：系统核心，负责 DHT11 数据读取、OLED 驱动、阈值判断、IO 控制、串口数据转发。
- DHT11 温湿度传感器：PB15 引脚作为单总线数据引脚，上拉电阻保证通信稳定，输出温度、湿度整数数据。
- OLED 显示屏：I2C 接口，挂载在 STM32 对应 I2C 引脚，用于实时展示温湿度，图中预设阈值：温度上限 30℃、湿度上限 70%。
- LED 指示灯电路
- 绿灯 D3：系统上电正常运行常亮；
- 红灯 D2：温湿度超过阈值时点亮告警。
- 蜂鸣器报警电路：PA13 引脚串联限流电阻驱动 NPN 三极管 Q2，三极管控制有源蜂鸣器，超限后蜂鸣器鸣响。
- ESP8266 WiFi 模块：串口和 STM32 相连，采集的温湿度数据通过串口转发到 Virtual Terminal 虚拟终端，在仿真界面打印字符串日志，可后续拓展连接云平台。
仿真截图可以看到：当前采集温度 28℃，湿度 72%；湿度 72% 已经大于设定阈值 70%，触发告警逻辑，串口持续打印温湿度监测信息。
三、软件设计思路
1. 程序整体框架
系统初始化 → DHT11读取温湿度 → OLED刷新显示 → 阈值判断
→ 正常：绿灯常亮，红灯熄灭，蜂鸣器关闭
→ 超限：红灯点亮，蜂鸣器报警
→ 串口发送数据给ESP8266 → 循环2. 主要驱动模块
- DHT11 单总线驱动：实现起始信号、等待应答、数据位读取，解析温度、湿度；
- I2C-OLED 驱动：字符显示、数字刷新；
- GPIO 驱动：LED、蜂鸣器 IO 口配置；
- USART 串口驱动：和 ESP8266 通信，打印温湿度数据。
3. 阈值逻辑示例
设定阈值：温度＞30℃ 或者 湿度＞70%，触发声光报警。 当前仿真数据湿度 72%＞70%，满足报警条件。
四、Proteus 仿真效果
- 上电后 OLED 屏幕显示当前温湿度与告警阈值；
- DHT11 采集环境参数，实时更新；
- 参数正常：绿灯亮，红灯灭，蜂鸣器不响；
- 温湿度超出阈值：红灯点亮，蜂鸣器响起；
- Virtual Terminal 窗口持续输出温湿度字符串，ESP8266 模块完成数据转发。
五、项目拓展方向
- 更换 DHT22 传感器，提升温湿度测量精度；
- ESP8266 接入阿里云 / ESPHome，实现网页端远程查看；
- 增加 SD 卡模块，实现温湿度数据本地存储；
- 增加按键，支持现场修改报警阈值；
- 增加实时时钟 RTC 模块，记录每条数据的采集时间。
六、总结
本套 STM32 温湿度监测系统硬件结构简单，代码量适中，Proteus 仿真可以完整验证全部功能，非常适合嵌入式入门学习、单片机课程设计与毕业设计。项目覆盖单总线、I2C、串口通信、三极管驱动、阈值判断等多个嵌入式知识点，兼顾硬件原理和软件逻辑，可直接在此基础上迭代升级。
通过网盘分享的文件：仿真文件获取.zip
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