基于物联网智能实验室的设计与实现_物联网智慧实验室的硬件设计

基于物联网智能实验室系统包括了负责对实验室内环境各种数据进行收集的单元、对采集数据进行处理并下达指令的控制核心单元、为数据和下令下发提供通道的网络通信传输单元、在环境数据超标后发出警示的报警处理单元和维持系统正常运转的供电单元以及上位机软件单元，下面就通过对每一个模块所实现的功能需求进行分析来明确其在系统中所体现的作用。

（1）实验室内环境数据采集单元：一个对实验室内各种指标实现监测与自动控制功能的基于物联网智能实验室系统，其对实验室内各项指标的选择是非常重要的，因此分别选用了DHT11温湿度传感器、烟雾传感器、光照传感器和有害气体传感器对实验室内环境数据进行检测，还可通过矩阵键盘完成密码信息的采集。

（2）实验室内环境数据处理核心：如果说系统实现的是对实验室内各种环境数据参数的监测与控制功能，那作为数据处理核心单元的STM32单片机就是控制整个系统有条不紊运行的大脑，在接收到采集数据后与预设阀值进行对比来对各种环境指标进行判断，以为后续的智能控制提供数据依据。

（3）数据显示单元：以OLED液晶屏为显示单元来实现采集温湿度数据的直观显示。

（4）报警处理单元：当温度、湿度、烟雾浓度浓度、光照强度及有害气体浓度越限时蜂鸣器报警提醒。

（5）控制单元：分别包括了开关门禁的继电器、打开窗帘的电机、LED灯及除湿降温兼通风的风扇。

（6）数据传输和网络通信单元：处理完实验室内环境数据的单片机可利用串口完成与无线通信模块的数据交互，最终由后者编译打包后上传上位机进行显示与预警等。

（6）动力单元：作为一个硬件模块构成的智能家居控制系统，稳定的动力输入是支持系统实现对室内空气质量数据采集的基石，因此选择了稳定的USB接口电源来满足系统对动力的需求。

（7）上位机：在Visual Studio环境中以C#语言编码实现的上位机软件可对当前室内空气质量数据（温湿度、烟雾浓度、光照强度及有害气体浓度）进行显示与预警，也可依据天气变化而完成远程控制并开启门禁。

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