基于STM32單片機(jī)的衣柜智能檢測儀

摘 要：基于STM32單片機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)了一款衣柜智能檢測儀，旨在解決傳統(tǒng)衣柜監(jiān)控困難和空氣質(zhì)量差等問題。該設(shè)備配備溫濕度采集模塊、空氣質(zhì)量監(jiān)測模塊、WiFi模塊、UART串口模塊、顯示屏模塊和語音模塊，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測衣柜內(nèi)的空氣溫濕度、CO2和TVOC濃度，并采用PID算法調(diào)節(jié)。經(jīng)過在密閉環(huán)境中的測試，該設(shè)備的溫度誤差在±1 ℃范圍內(nèi)，濕度誤差在±5%區(qū)間，CO2和TVOC濃度的測量誤差控制在3%～5%的有效范圍內(nèi)。此外，該衣柜智能檢測儀還具備語音交互功能，用戶可以通過語音指令對衣柜進(jìn)行控制和查詢，實(shí)現(xiàn)更加人性化的操作。同時(shí)，設(shè)備支持連接WiFi網(wǎng)絡(luò)，用戶除了可在顯示屏端實(shí)時(shí)查看檢測數(shù)據(jù)外，還可以在上位機(jī)端查看數(shù)據(jù)變化，提高了使用的便捷性和實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：STM32；衣柜智能檢測儀；空氣質(zhì)量；PID調(diào)節(jié)；數(shù)據(jù)顯示；無線數(shù)據(jù)傳輸

中圖分類號：TP212 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2024）08-00-08

DOI：10.16667/j.issn.2095-1302.2024.08.003

0 引 言

近年來，人們對生活質(zhì)量的要求不斷提高，傳統(tǒng)衣柜功能單一，缺乏感知性，無法滿足智能生活的需求。因此，衣柜的智能化成為一個(gè)備受關(guān)注的問題。實(shí)現(xiàn)衣柜環(huán)境監(jiān)測、天氣預(yù)報(bào)、衣物管理和語音智能交互等功能，對于提升生活質(zhì)量具有重要意義[1]。

為此，研究設(shè)計(jì)了一款基于STM32單片機(jī)[2]的衣柜智能檢測儀，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測衣柜內(nèi)的環(huán)境溫度、濕度，獲取外界天氣信息，并將這些數(shù)據(jù)顯示在用戶界面上。同時(shí)，利用PID算法對溫濕度進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，并進(jìn)行日常消毒和烘干。此外，該設(shè)備還可以通過語音交互完成基本操作，如開關(guān)門，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)給出穿衣建議等。

在密閉環(huán)境中進(jìn)行實(shí)際測試，該設(shè)備響應(yīng)迅速、交互能力良好，滿足了用戶對舒適、健康和智能化使用的需求。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要包含控制模塊、數(shù)據(jù)無線傳輸模塊、傳感器模塊、顯示模塊、存儲模塊、語言模塊等。

控制模塊：該模塊使用STM32單片機(jī)作為主控制器，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的控制和協(xié)調(diào)。

數(shù)據(jù)無線傳輸模塊：該模塊使用WiFi模塊實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)或其他設(shè)備的無線數(shù)據(jù)傳輸，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和遠(yuǎn)程控制。

傳感器模塊：該模塊包括溫濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器等，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測衣柜內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度、CO2和TVOC（總揮發(fā)性有機(jī)化合物）濃度等。

顯示模塊：該模塊用于顯示衣柜內(nèi)環(huán)境的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)狀態(tài)，可以使用液晶顯示屏或其他合適的顯示設(shè)備。

存儲模塊：該模塊用于存儲系統(tǒng)的配置信息、歷史數(shù)據(jù)記錄等，可以使用閃存或者SD卡等存儲。

語音模塊：用于實(shí)現(xiàn)語音交互功能，用戶可以通過語音指令對衣柜進(jìn)行控制和查詢。

其他模塊：包括舵機(jī)、電機(jī)、繼電器、指紋模塊、按鍵模塊等，主要用于衣柜門的開關(guān)控制、除濕、除味、殺菌消毒、衣柜抽屜安全保證、功能選擇等。

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

1.1 控制電路設(shè)計(jì)

控制模塊選用STM32F103VCT6作為主控芯片，該芯片擁有豐富的多功能復(fù)用I/O口，集成了SPI通信、UART通信、I2C通信等常用通信接口。控制電路如圖2所示。

1.2 電源電路設(shè)計(jì)

電源部分采用MP2359芯片和AMS1117芯片將6～24 V

電壓降為5 V，將5 V降為3.3 V。電源電路如圖3所示。

1.3 溫濕度采集、環(huán)境光、空氣質(zhì)量傳感器電路設(shè)計(jì)

高靈敏度、高精度的SI7006溫濕度傳感器能同時(shí)利用芯片內(nèi)部集成的AD/DA轉(zhuǎn)換器采集濕度和溫度。采用I2C模式對SI7006進(jìn)行讀寫、復(fù)位（0xFE）、測量相對濕度、保持主控模式（0xE5）等操作，將讀取的數(shù)據(jù)通過公式轉(zhuǎn)換為濕度值。測量溫度，保持主模式（0xE3），將讀取的數(shù)據(jù)通過公式轉(zhuǎn)換為溫度值。

環(huán)境光傳感器采用AP3216C，該芯片集成了光傳感器、距離傳感器、紅外LED芯片，能同時(shí)利用芯片內(nèi)部集成的AD/DA轉(zhuǎn)換器采集環(huán)境光強(qiáng)度、距離參數(shù)等。采用I2C模式對AP3216C進(jìn)行讀寫、復(fù)位（0x30）、啟動轉(zhuǎn)換（0x03）等操作，通過0x0A，0x0B，0x0C，0x0D，0x0E，0x0F讀取數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行高低字節(jié)的組合、轉(zhuǎn)換，得到環(huán)境光、距離、紅外LED相應(yīng)數(shù)據(jù)。

空氣質(zhì)量傳感器采用SGP30，其能同時(shí)利用芯片內(nèi)部集成的AD/DA轉(zhuǎn)換器采集CO2濃度和TVOC濃度，將采集的數(shù)據(jù)處理后即可得到相應(yīng)數(shù)據(jù)[3]。傳感器電路設(shè)計(jì)如圖4所示。

1.4 基于WiFi的無線傳輸電路

無線傳輸采用ESP8266 WiFi無線傳輸模塊，該模塊內(nèi)部集成了WiFi傳輸協(xié)議，可以通過透傳模塊，利用串口發(fā)送AT命令實(shí)現(xiàn)WiFi通信。無線傳輸電路如圖5所示。

1.5 語言交互電路

語言交互采用LD3320語音識別模塊和MY1690語音播報(bào)模塊，可以根據(jù)輸入的聲音進(jìn)行頻譜分析、語音特征提取、匹配關(guān)鍵詞列表中的關(guān)鍵詞，將此關(guān)鍵詞列表中得分最高的關(guān)鍵詞作為最終語音識別的結(jié)果輸出。語音交互電路如圖6所示。

1.6 LCD顯示電路

采用4.3寸的TFT LCD顯示屏，其1～21引腳用于連接LCD控制器，23引腳用來控制顯示屏背光，可連接單片機(jī)的PWM引腳控制顯示屏背光亮度，5 V電源用于背光供電，

3.3 V電源用于除背光外的其他部分供電，剩下的引腳是觸摸屏接口，主要使用I2C與CPU通信。LCD顯示電路如圖7所示。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包含GPIO、按鍵、時(shí)鐘、定時(shí)器、串口等硬件初始化程序。

在軟件設(shè)計(jì)中，智能衣柜軟件通過WiFi連接網(wǎng)絡(luò)，獲取所在地的實(shí)時(shí)天氣信息，支持實(shí)時(shí)查詢天氣，通過語音播報(bào)給出適當(dāng)?shù)拇┮?、出行建議。使用環(huán)境光傳感器檢測衣柜是否打開，檢查環(huán)境光照強(qiáng)度，根據(jù)光線強(qiáng)弱自動調(diào)節(jié)照明；使用溫濕度傳感器監(jiān)測衣柜內(nèi)的溫濕度情況，輸入外界命令控制烘干、除濕等功能，動態(tài)調(diào)節(jié)衣柜內(nèi)環(huán)境的溫濕度值；TFT顯示屏用以顯示相應(yīng)數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)智能化管理。主程序流程如圖8所示。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

智能衣柜系統(tǒng)以嵌入式技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建了智能衣柜的整體架構(gòu)，可對溫濕度進(jìn)行自動控制。

3.1 SI7006溫濕度采集程序設(shè)計(jì)

SI7006是集成了溫度傳感器和濕度傳感器的一款高效能芯片，通過I2C數(shù)據(jù)線（SDA）和時(shí)鐘線（SCL）與STM32連接。工作原理：先將SDA、SCL置于高電平，表示I2C開始工作，然后將設(shè)備地址與讀寫位組成8位數(shù)據(jù)，ACK為每一字節(jié)數(shù)據(jù)后面跟隨的應(yīng)答信號，之后進(jìn)行信息數(shù)據(jù)傳輸。SDA置于高電平，SCL由低電平拉至高電平表示傳輸結(jié)束。對SI7006首先進(jìn)行硬件初始化，SI7006通過數(shù)字I2C接口與主機(jī)控制器通信。當(dāng)向設(shè)備發(fā)送命令時(shí)，讀命令的

R/W位設(shè)置為高，寫命令設(shè)置為低[4]。數(shù)據(jù)傳輸示意圖如圖9

所示。

7位的從設(shè)備地址與1位的讀寫位可構(gòu)成8位的0x81讀命令和0x80寫命令，通過HAL_I2C_Master_Transmit函數(shù)寫入0xFE進(jìn)行軟復(fù)位，之后寫入0xE5，啟動濕度傳感器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過函數(shù)HAL_I2C_Master_Receive（amp;hi2c1， 0x81， amp;RH_Code， 1， 100）讀取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行高低字節(jié)轉(zhuǎn)換，再運(yùn)用轉(zhuǎn)換公式計(jì)算濕度：

（1）

式中：RH_Code為單片機(jī)讀取的濕度對應(yīng)的數(shù)字信號。通過公式計(jì)算出濕度值，寫入0xE3，啟動溫度傳感器進(jìn)行A/D

轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過函數(shù)HAL_I2C_Master_Receive（amp;hi2c1， 0x81， amp;Temp_Code， 1， 100）將數(shù)據(jù)讀取后存入Temp_Code，再經(jīng)過高低字節(jié)轉(zhuǎn)換得到正確的數(shù)據(jù)，運(yùn)用轉(zhuǎn)換公式得到溫度值：

（2）

式中：Temp_Code為單片機(jī)讀取的溫度對應(yīng)的數(shù)字信號。

SI7006數(shù)據(jù)采集流程如圖10所示。

3.2 衣柜PID恒溫控制設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)需要通過設(shè)備完成對衣柜內(nèi)部的溫濕度調(diào)節(jié)，但是調(diào)節(jié)過程中的輸入與輸出是非線性變化，需要提高衣柜內(nèi)溫濕度控制的準(zhǔn)確性和魯棒性。文中選用傳統(tǒng)PID控制算法，根據(jù)溫濕度采集的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)內(nèi)部預(yù)先設(shè)定的值作比較，調(diào)用PID算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到最后想要的調(diào)節(jié)結(jié)果[2]。PID調(diào)節(jié)如圖11所示。

PID控制算法由比例控制、積分控制、微分控制組成。由于需要調(diào)節(jié)衣柜內(nèi)部的溫度，通常需調(diào)節(jié)占空比：

OUT=Pout+Iout+Dout （3）

式中：Pout為比例控制輸出；Iout為積分控制輸出；Dout為微分控制輸出。

對于比例控制，最終將溫度穩(wěn)定在Sv。系統(tǒng)上電運(yùn)行后，設(shè)計(jì)溫度采樣時(shí)間值，根據(jù)時(shí)間的變化會得到一系列溫度采樣值：X1， X2， X3， ...， Xk。可得采樣數(shù)據(jù)與設(shè)定值Sv之間的差值Ek：

Ek=Sv-Xk （4）

通常Ek有3種情況：Ekgt;0代表當(dāng)前環(huán)境溫度未達(dá)標(biāo)；Ek=0表示當(dāng)前環(huán)境溫度滿足要求；Eklt;0表示當(dāng)前環(huán)境溫度已超標(biāo)。當(dāng)出現(xiàn)Ek＞0或Ek＜0時(shí)需要調(diào)節(jié)Pout。

Pout=（Sv-Xk）+out0=KP*Ek+out0 （5）

式中：out0是常數(shù)；KP表示比例系數(shù)。

對于積分控制，通過用戶設(shè)定值Sv與采集的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)做減法，得到差值Ek，由于需要連續(xù)采集溫度，于是有了一系列的差值數(shù)據(jù)：

E1=Sv-X1

E2=Sv-X2

E3=Sv-X3

…

Ek=Sv-Xk （6）

將E1， E2， E3， ...， Ek進(jìn)行SUM處理得到：

SE=E1+E2+E3+E4+ ... +Ek-1+Ek （7）

同樣，SE也有3種情況：SEgt;0表示數(shù)據(jù)大多數(shù)未達(dá)標(biāo)；SE=0表示控制效果較理想；SElt;0表示數(shù)據(jù)大多數(shù)超標(biāo)。SEgt;0或SE＜0時(shí)需要調(diào)節(jié)Iout。

（8）

式中：TI表示積分時(shí)間。

對于STM32單片機(jī)，通過積分運(yùn)算可以得到近似值：

（9）

式中：T表示采樣時(shí)間。積分公式近似于：

（10）

TI的大小決定了恢復(fù)正常溫度的時(shí)間。

對于微分控制，通過獲得的差值數(shù)據(jù)，將兩次數(shù)據(jù)的差值表示為：

Dk=Ek-Ek-1 （11）

同樣，Dk也有3種狀態(tài)：Dkgt;0表示差值逐漸增大；Dk=0表示差值逐漸平穩(wěn)；Dklt;0表示差值逐漸減少。Dkgt;0或Dklt;0時(shí)需要調(diào)節(jié)Dout：

（12）

式中：TD表示微分時(shí)間。

在STM32單片機(jī)中可以近似于：

（13）

得到PID控制近似公式：

（14）

3.3 AP3216C傳感器數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)

AP3216C是一個(gè)集成的ALSamp;PS模塊，包括數(shù)字環(huán)境光傳感器（ALS）、接近傳感器（PS）和單個(gè)封裝IRLED，采用I2C傳輸模式。對于AP3216C先向設(shè)備地址0x3C寫入0x04進(jìn)行軟復(fù)位，短暫延時(shí)，再向設(shè)備地址寫入0x03啟動ALS+PS+IR功能，延時(shí)一段時(shí)間等待轉(zhuǎn)換完成，從0x0A中讀取紅外數(shù)據(jù)（低），從0x0B中讀取紅外數(shù)據(jù)（高），從0x0C中讀取ALS數(shù)據(jù)（低），從0x0D中讀取ALS數(shù)據(jù)（高），從0x0E中讀取PS數(shù)據(jù)（低），從0x0F中讀取PS數(shù)據(jù)（高），最后進(jìn)行處理。AP3216C數(shù)據(jù)采集流程如圖12所示。

3.4 SGP30氣體傳感器數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)

SGP30是一款集成了多個(gè)傳感元件的室內(nèi)氣體傳感器，用于檢測空氣質(zhì)量。它采用I2C傳輸模式通信，通過寫入特定的命令并讀取數(shù)據(jù)來獲取CO2和TVOC的值[3]。在使用SGP30傳感器時(shí)，向設(shè)備地址寫入0x2003進(jìn)行設(shè)備初始化，該命令用于啟動傳感器并進(jìn)行初始化設(shè)置。寫入0x2008命令獲取空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，該命令會觸發(fā)傳感器進(jìn)行測量，并返回CO2和TVOC數(shù)據(jù)。

首先獲取CO2的高8位數(shù)據(jù)，然后獲取CO2的低8位數(shù)據(jù)。這兩個(gè)數(shù)據(jù)分別表示CO2濃度的高位和低位。SGP30傳感器會提供一個(gè)CRC校驗(yàn)值，用于數(shù)據(jù)的完整性驗(yàn)證。接下來獲取TVOC的高8位數(shù)據(jù)，然后獲取TVOC的低8位

數(shù)據(jù)，同樣表示TVOC濃度的高位和低位。再次獲取一次CRC校驗(yàn)值，用于校驗(yàn)數(shù)據(jù)的完整性。數(shù)據(jù)獲取完畢后，將CO2的高8位數(shù)據(jù)和低8位數(shù)據(jù)整合為一個(gè)16位的數(shù)值，即可得到CO2的濃度值。同樣，將TVOC的高8位數(shù)據(jù)和低8位數(shù)據(jù)整合為一個(gè)16位的數(shù)值，即可得到TVOC的濃度值，如圖13所示。

3.5 ESP8266 WiFi無線傳輸模塊驅(qū)動程序設(shè)計(jì)

與上位機(jī)通信采用ESP8266 WiFi模塊[5]，該模塊通過UART通信，在程序設(shè)計(jì)時(shí)需通過串口發(fā)送AT指令連接網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器，從而獲取時(shí)間以及天氣等信息。模塊無需初始化，可直接使用，發(fā)送相關(guān)AT指令對模塊進(jìn)行模式設(shè)置。首先，需要配置該模塊為STA模式；然后繼續(xù)發(fā)送指令連接路由器，通過在AT指令中加入WiFi名稱和密碼，即可連接WiFi；之后發(fā)送相關(guān)AT指令連接TCP服務(wù)器；連接成功后，將模塊設(shè)置為透傳模式，輸入GET+API接口獲取時(shí)間和天氣信息，等待模塊返回JSON格式的天氣或時(shí)間數(shù)據(jù)，成功后則退出透傳。ESP8266工作流程如圖14所示。

4 系統(tǒng)測試

4.1 系統(tǒng)軟硬件實(shí)現(xiàn)測試

按照需求設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)，燒錄程序，檢查TFT顯示屏是否能夠正確顯示數(shù)據(jù)，測試各傳感器能否正常采集數(shù)據(jù)，完成軟硬件測試。硬件實(shí)物運(yùn)行如圖15所示。

將調(diào)試完成的檢測儀放入實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，通過預(yù)留的注氣孔注入各體積分?jǐn)?shù)的氣體以及改變實(shí)驗(yàn)環(huán)境的光線和傳感器位置，多次測試，調(diào)整預(yù)設(shè)參數(shù)，觀察溫濕度傳感器、環(huán)境光傳感器、空氣質(zhì)量傳感器的采集結(jié)果，證明了儀器的可靠性。

4.2 溫濕度控制算法性能測試

該智能衣柜的溫濕度調(diào)節(jié)采用傳統(tǒng)的PID控制算法在任意時(shí)刻開啟系統(tǒng)，首先預(yù)設(shè)衣柜內(nèi)目標(biāo)溫度為Temp_base=22 ℃，

濕度為RH_base=50%RH，初始化比例、積分、微分控制輸出值。通過SI7006每間隔10 min實(shí)時(shí)獲取衣柜內(nèi)部的溫濕度，得到相關(guān)數(shù)據(jù)。為防止數(shù)據(jù)異常，連續(xù)獲取24個(gè)數(shù)據(jù)做均值濾波處理后得到該時(shí)間點(diǎn)的溫度值Temp_Code，再與系統(tǒng)預(yù)設(shè)的Temp_base作數(shù)據(jù)差，根據(jù)誤差值計(jì)算出PID控制算法的比例、積分、微分項(xiàng)。再將PID算法的輸出值傳遞給加熱器，調(diào)節(jié)衣柜內(nèi)部的溫度，并持續(xù)監(jiān)測衣柜內(nèi)部的溫度，根據(jù)反饋信息調(diào)整PID控制參數(shù)，以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)（濕度控制方法同溫度控制方法）[6-7]。實(shí)際測得的溫濕度變化值如圖16所示。

現(xiàn)場測試時(shí)，啟動時(shí)衣柜內(nèi)溫濕度初始值為溫度26.7 ℃，

濕度68.7%RH；設(shè)定目標(biāo)溫濕度值為溫度23.0 ℃，濕度

50.0%RH。每10 min獲取一次衣柜內(nèi)部的溫濕度值，根據(jù)濕度和溫度的變化曲線可知，初值狀態(tài)下柜內(nèi)柜外溫濕度情況一致，當(dāng)關(guān)閉衣柜啟動設(shè)備后，溫濕度前期下降較為明顯，之后溫度趨于穩(wěn)定，約為23.0 ℃；濕度在150 min時(shí)接近目標(biāo)濕度50.0%RH；溫濕度均能通過調(diào)節(jié)達(dá)到預(yù)期值，最后得到的調(diào)節(jié)后的溫度誤差范圍為±1 ℃，調(diào)節(jié)后的濕度誤差范圍為±5%，滿足設(shè)計(jì)要求。

4.3 空氣質(zhì)量傳感器性能測試

將微量氣體注入觀測環(huán)境，檢測CO2和甲苯（屬于TVOC中的一種）的體積分?jǐn)?shù)來觀測傳感器數(shù)值變化[6-7]。啟動設(shè)備，初始化后CO2 _value值為5×10-4，TVOC_value為0，先對CO2的體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行檢測，每10 min注入5×10-5的CO2，利用串口打印數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。隨著CO2的注入，SGP30傳感器的電阻值發(fā)生變化，將電阻值轉(zhuǎn)換為體積分?jǐn)?shù)。隨著注入量的增加，顯示屏上的體積分?jǐn)?shù)也隨之增加，達(dá)到預(yù)設(shè)值后，啟動舵機(jī)，開放測試環(huán)境，CO2的體積分?jǐn)?shù)隨之下降。同理對TVOC進(jìn)行測試，每10 min注入5×10-6甲苯，隨著甲苯注入量的增加，TVOC_value也增加，從數(shù)據(jù)結(jié)果看，誤差控制范圍為3%～5%，滿足設(shè)計(jì)要求?？諝赓|(zhì)量檢測如圖17所示。

4.4 上位機(jī)數(shù)據(jù)曲線顯示

上位機(jī)可顯示溫度、濕度、CO2和TVOC體積分?jǐn)?shù)等多個(gè)參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。通過上位機(jī)界面，用戶可以一目了然地查看關(guān)鍵環(huán)境指標(biāo)的變化。

為了實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)間的可靠通信，采用TCP通信協(xié)議。上位機(jī)作為客戶端，通過與下位機(jī)建立連接，確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。下位機(jī)利用強(qiáng)大的ESP8266-12F WiFi模塊創(chuàng)建了一個(gè)服務(wù)器[8-11]，可提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸通道。

通過這種通信方式，上位機(jī)可以及時(shí)獲取下位機(jī)采集的環(huán)境數(shù)據(jù)。用戶可通過動態(tài)曲線圖或直觀的數(shù)據(jù)表格，實(shí)時(shí)查看溫度、濕度、CO2和TVOC體積分?jǐn)?shù)等參數(shù)的變化。此舉有助于用戶迅速發(fā)現(xiàn)溫度波動、濕度異?；蛴泻怏w體積分?jǐn)?shù)的變化，從而采取相應(yīng)措施。

此外，上位機(jī)還提供了一些額外功能，以增強(qiáng)用戶體驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析能力。用戶可以根據(jù)需要調(diào)整顯示的時(shí)間范圍，放大或縮小曲線以便更詳細(xì)地觀察特定時(shí)間段的數(shù)據(jù)。還可以設(shè)置警報(bào)閾值，當(dāng)環(huán)境參數(shù)超過設(shè)定值時(shí)，上位機(jī)會發(fā)出警報(bào)通知，有助于用戶及時(shí)采取行動。

上位機(jī)顯示功能通過實(shí)時(shí)展示溫度、濕度、CO2和甲苯體積分?jǐn)?shù)等多個(gè)參數(shù)，以直觀的方式幫助用戶了解環(huán)境狀況。TCP通信協(xié)議確保了可靠的數(shù)據(jù)傳輸，而豐富的功能和友好的界面提升了用戶體驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析效果。數(shù)據(jù)24小時(shí)采集圖如圖18所示。

5 結(jié) 語

文中研究了基于STM32單片機(jī)的衣柜智能檢測裝置，該儀器具有檢測性能穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、功耗低、體積小等特點(diǎn)，還能根據(jù)室外天氣情況進(jìn)行生活提示，對衣柜內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行控制，使衣柜功能更加豐富。

在后續(xù)的研究中，將對檢測設(shè)備與上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)無線傳輸部分進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步提高該檢測設(shè)備的智能化、一體化和數(shù)字化系統(tǒng)集成能力，并對衣柜內(nèi)部的衣服進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)和標(biāo)簽式分類，對穿衣、搭配、喜好進(jìn)行更加豐富的

提示[12]。

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收稿日期：2023-08-22 修回日期：2023-09-29

基金項(xiàng)目：重慶對外經(jīng)貿(mào)學(xué)院基于STM32單片機(jī)的衣柜智能交互檢測儀（KYKJ202207）；重慶對外經(jīng)貿(mào)學(xué)院產(chǎn)教融合視域下學(xué)科競賽平臺研究（CYXYKY2022005）

作者簡介：周 杰（1989—），男，碩士，重慶對外經(jīng)貿(mào)學(xué)院講師，主要研究方向?yàn)榍度胧郊夹g(shù)。

黃 波（2000—），男，就職于重慶醫(yī)藥集團(tuán)席勒醫(yī)療設(shè)備有限公司，主要研究方向?yàn)榍度胧郊夹g(shù)。