1. 研究目的与意义
1.1研究背景 温度是和人们生活环境密切相关的物理量，单纯的靠人类的感官触觉去了解温度信息已经不是首选，这促使着温度采集技术的不断发展，越来越精细的温度传感器应运而生。
近几年来，随着我国电子信息产业持续高速增长，工业现代化进程步伐的加快，电子产业带动了传感器市场的扩张。
在种类繁多的传感器中,温度传感器作为传感器的重要一类,占整个传感器总需求量的40%以上。
2. 研究内容与预期目标
2.1课题研究的主要内容：本文采用STM32单片机进行数传终端的设计，着重介绍该系统的特点及实现方法。本设计采用单片机作为控制来构成数据采集系统，并完成了软硬件的设计。电源模块和温湿度传感器经过STM32F103R8T6单片机进行处理，然后通过WIFI模块，4G模块和蓝牙模块使用MQTT协议传给ONENET平台，达到对收集的数据进行监控。系统整体框图如下图1-1所示。
图1-1系统整体框图
3. 研究方法与步骤
3.1 研究方法1.前期主要在图书馆、网络上查询资料，同时寻求老师和同学们帮助，首先会对单片机、温度传感器的型号进行了解选择，了解市场上一些温度采集系统设计的基本知识，心中有了设计的大概思路，运用以往学习的专业知识对模块的选择、电路框图、程序流程图进行了设计。2.在硬件设计电路中，针对温度采集系统以及无线通讯的特性，我们采用通过编程序，选择STM32F103R8T6单片机以及温湿度传感器、WIFI模块、4G模块和蓝牙模块ONENET平台对其进行处理。3.在软件设计中，采用结构模块化程序设计思想，使得我们程序结构清晰，便于调试与修改，由于本设计对计算要求精度很高，故借助C语言浮点计算能力，提高计算精度。4.另外，为了保证温度数据采集工作的可靠性、稳定性、精准，在软硬件方面都采用了抗干扰措施，保证ONENET平台上传的温度数据的精准。3.2单片机方案选择方案一:采用STC12C5A60S2系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。方案二:采用ST公司基于Cortex-M3内核的32位增强型闪存微控制器STM32F103RBT6作为主控CPU,Cortex-M3内核是专门设计于满足集高性能、低功耗、实时应用。该芯片最高工作频率可达到72 MHz,具有512K字节的闪存以及64K字节的SRAM,丰富的片上资源大大简化了系统硬件,同时大大降低了系统功耗。
3.3无线传输方案方案一：采用WiFi传输。WiFi的优点是局域网部署无需使用电线，降低部署和扩充的成本。另外，根据WiFi联盟指定，“WiFi认证”是向后兼容的，它指定一套全球统一标准：不同于移动电话，任何WiFi标准设备将在世界上任何地方正确运行。WiFi的缺点是通信距离有限，稳定性差，功耗较大，组网能力差，安全性也较差。方案二：采用蓝牙传输。“低功耗蓝牙”模式下实现了低功耗，覆盖范围增强，最大范围可超过100米；支持复杂网络：针对一对一连接最优化，并支持星形拓扑的一对多连接等；智能连接：增加设置设备间连接频率的支持，Ipv6网络支持。较高安全性：使用AES－128 CCM加密算法进行数据包加密和认证。蓝牙模块体积很小，便于集成。蓝牙的各个版本不兼容，组网能力差；网络节点少，不适合多点布控。方案三：采用ZigBee传输。功耗低，网络容量大，工作频段灵活。数据传输速率低，有效范围小，抗干扰性差，ZigBee协议没有开源，以及和IP协议不的对接比较复杂等。方案四：采用4G传输。4G通信技术是第四代的移动信息系统，是在3G技术上的一次更好的改良，其相较于3G通信技术来说一个更大的优势，是将WLAN技术和3G通信技术进行了很好的结合，使图像的传输速度更快，让传输图像的质量和图像看起来更加清晰。在智能通信设备中应用4G通信技术让用户的上网速度更加迅速，速度可以高达100Mbps。本课题采用方案一和方案四。WiFi模块采用ESP8266，4G模块采用EC200-CN。
4. 参考文献
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5. 工作计划
①2022年2月26日-2022年3月5日，有针对性的学习课题相关资料，学习相关学科的基础知识，学习实验所需软硬件的相关知识。
②2022年3月6日-2022年3月20日，设定实验方案，采集实验数据。
查阅资料，撰写并提交开题报告。
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