## 1. 项目概述 ### 1.1 系统架构 本智能停车系统采用STM32F103RCT6作为主控制器通过多传感器融合实现车库环境监测与车辆管理。系统架构分为三层 - 感知层SHT30温湿度传感器、MQ2烟雾传感器、火焰传感器、红外反射传感器 - 控制层STM32主控芯片完成数据采集与逻辑处理 - 应用层本地LCD显示华为云物联网平台远程监控 ### 1.2 设计目标 1. 实现车库环境参数实时监测温湿度/烟雾/火光 2. 建立车辆停放状态检测与计时系统 3. 构建本地远程双模监控体系 4. 开发异常情况自动报警机制 ## 2. 硬件设计 ### 2.1 主控模块 - 核心器件STM32F103RCT6ARM Cortex-M3内核 - 工作频率72MHz - 存储配置256KB Flash 48KB SRAM - 外设接口 - 3xUSART连接ESP8266、调试接口等 - 2xSPI驱动LCD显示屏 - 1xI2C连接SHT30传感器 ### 2.2 传感器网络 | 传感器类型 | 型号 | 检测范围 | 输出信号 | 采样周期 | |------------|------------|----------------|----------|----------| | 温湿度 | SHT30 | -40~125℃, 0-100%RH | I2C数字信号 | 1s | | 烟雾 | MQ2 | 300-10000ppm | 模拟电压 | 500ms | | 火焰 | 红外火焰传感器 | 760-1100nm波长 | 数字开关量 | 实时响应 | | 车辆检测 | 红外反射式 | 2-30cm检测距离 | 数字开关量 | 事件触发 | ### 2.3 通信模块 - ESP8266 WiFi模块配置 - 工作模式Station模式 - 通信协议MQTT over TCP - 数据上传频率5s/次 - 云平台对接华为云IoTDA服务 ### 2.4 电源设计 - 输入电源12V/2A DC - 电压转换 - LM259612V→5V传感器供电 - AMS11175V→3.3V主控芯片供电 - 保护电路 - 自恢复保险丝500mA - TVS二极管防护 ## 3. 软件实现 ### 3.1 主程序流程 c void main() { hardware_init(); // 外设初始化 wifi_connect(); // 连接云平台 while(1) { read_sensors(); // 采集环境数据 process_vehicle_detect(); // 车辆状态检测 update_display(); // 刷新本地界面 cloud_upload(); // 数据上传云端 alarm_check(); // 安全监测 } }3.2 关键算法烟雾浓度补偿算法基于温度传感器的读数进行非线性补偿滑动窗口滤波窗口大小10车辆停放时间计算采用RTC硬件时钟记录时间戳状态机管理车辆进出事件报警逻辑if(smoke_level THRESHOLD || flame_detected) { buzzer_on(); send_alert_to_cloud(); }3.3 云平台对接数据点定义温度float型单位℃湿度float型单位%烟雾浓度uint16_t单位ppm车辆状态bool型0无车1有车4. 系统测试4.1 功能验证测试项测试方法预期结果温湿度检测使用标准温湿度计对比读数误差≤±0.5℃/±3%RH烟雾报警点燃香烟靠近传感器浓度300ppm触发报警车辆检测模拟车辆进出准确记录停放时间远程通信查看云平台数据更新频率5s±1s间隔稳定上传4.2 性能指标系统响应时间本地报警延迟200ms云端数据延迟2s良好网络条件下工作温度范围-20℃~60℃平均功耗3W静态工况5. 应用扩展建议增加车牌识别摄像头模块集成地磁车辆检测传感器开发微信小程序替代原生APP添加太阳能供电系统实现多车位管理扩展6. 关键电路设计6.1 传感器接口电路VCC | [R] 10K | SHT30_SDA----STM32_PB7 | [R] 4.7K (上拉电阻) | GND6.2 报警驱动电路STM32_PA8 -- [2N3904] -- BUZZER | [1K] | GND