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参考层 · 设备端细节,汇总传感器、告警、预热校准和本地控制相关说明

固件与硬件

一句话结论

设备端负责采样、阈值判断、本地显示和执行控制,是整个系统的“感知与执行核心”。

设备组成

当前固件围绕以下模块组织:

  1. STM32F103C8T6
  2. ESP8266 WiFi 模块
  3. DHT11 温湿度传感器
  4. MQ135 + LM393 空气质量模块
  5. OLED 显示屏
  6. 风扇、台灯、蜂鸣器
STM32 主板接线总览
STM32 主板与 GPIO 扩展板、ESP8266 模块的整体接线。
风扇模块实物
执行器之一:直流风扇模块,用于空气净化联动控制。
声光报警器模块
执行器之一:声光报警器模块,主告警触发时发出声光提示。

MQ135 的 AO / DO 区别

AO

  1. 接到 STM32 的 ADC
  2. 软件通过原始值换算得到 gasPpm
  3. 用于空气质量等级展示和软件阈值判断

DO

  1. 来自模块上的 LM393 比较器
  2. 阈值由蓝色电位器调节
  3. 在当前实现中仅作为”硬件比较器状态”展示,不直接触发主告警
MQ135 传感器模块
MQ135 模块实物:左侧为 DOUT LED(比较器状态),右侧蓝色旋钮为 DO 阈值电位器,AO 引脚接 STM32 ADC。
OLED 显示 AO DO 状态
OLED 实时显示 MQ135 阈值(800 DO)与 ADC 原始值(R2009 V1619),用于说明 AO/DO 区别。

告警逻辑

当前主告警与蜂鸣器按以下规则触发:

  1. 温度 >= tempThreshold
  2. 湿度 >= humiThreshold
  3. 空气质量 gasPpm >= ppmThreshold

这意味着:

  1. gas=true 不一定代表主告警
  2. 主告警和页面气体阈值语义是一致的
声光报警器模块
声光报警器模块:主告警触发时蜂鸣器鸣响,LED 亮起,用于本地提示。

预热与校准

MQ135 上电后需要预热与自动校准:

  1. 预热时间约 120 秒
  2. 预热结束后采样建立基线
  3. 在此期间前端显示“预热中”
  4. gasCalibrated=true 后,前端恢复按空气等级显示

本地显示与网络

固件除了上传数据,还负责:

  1. OLED 本地状态显示
  2. 蜂鸣器、台灯和风扇控制
  3. ESP8266 的网络连接与 MQTT 登录状态机
OLED 显示传感器采样数据
OLED 正常运行时的显示:温度 21°C、湿度、空气质量 122 OK,设备在线状态一目了然。
OLED 显示网络连接状态
OLED 网络页面:显示 WiFi/MQTT 连接状态与数据上传频率(1s/0s),便于排查连接问题。
OLED 显示联动控制状态
OLED 控制页面:显示台灯与风扇当前状态,确认远程命令已被执行。

如果你主要关心通信细节,请结合系统架构一起阅读。