基于STM32的远程温度监控系统

王敏

摘要：介绍了基于STM32温度监控系统的设计与实现。系统选用DS18B20数字温度器和STM32F407主控器，采集被测环境温度，运用STM32F407自带的以太网接口加上LwIP TCP/IP协议栈，构建WebServer服务器。在浏览器上，可获取监控设备的数据及设置监控设备相关参数。

关键词：温度监控 远程 STM32F407 Web

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）12-0013-02

1 引言

随着现代自动化技术的发展，温度监控系统的作用日益突出。基于对温度信息的感知、采集、转换及传输，温度监控系统已成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具，其应用已遍及工农业生产和日常生活的各个领域。本文利用STM32为主控器，结合传感器技术，开发设计了一个基于以太网的远程温度监控系统，应用性强，可以作为实验室、机房温度监控系统。

2 系统概述

本系统是一个基于以太网的远程温度监控系统，用户通过浏览器可以远程获取温度信息，并能够查看监控场地的实时图片，当温度超过设定的范围时，能够报警。用户在浏览器上，通过交互界面，能够设置监控设备的温度范围、设备网络IP地址等信息。

温度监控系统包括传感器模块、摄像头模块、LCD、按键、SD卡、USB接口和以太网接口，系统框图如图1所示。

3 硬件电路

3.1 主控制器

主控制器选用STM32F407[1]，该控制器拥有1MB Flash及192KB SRAM，并带有摄像头接口、以太网接口、SD卡接口、USB接口等，这些丰富的资源能完成温度监控系统的所需功能。最好集成操作系统，增强监控系统的实时性，并能多任务并发执行。

3.2 温度传感器

温度传感器用于采集监控现场温度，系统默认一个温度范围，当检测到温度超出这个范围时，监控设备能够报警；系统的温度范围还可以进行设置，包括本机设置和远程设置。温度传感器选用DS18B20，DS18B20是全数字温度转换及输出，最高12位分辨率，精度可达0.5摄氏度，检测温度范围为-55-+125度。数据是单总线传输，硬件连接简单。

3.3 摄像头、SD卡

摄像头可以采集监控现场的图像信息，方便用户远程查看监控现场的场景，采集的图像数据还应该能存储在SD卡中。用STM32F 407自带摄像头接口（DCMI）和摄像头OV9655可以很好地实现这一功能。SD卡主要用来存储采集的温度数据及现场图像数据。添加文件系统（如FatFS），以文件的形式进行存储，方便数据维护。

3.4 通信电路

本系统采用以太网传输。以太网接口用于网络数据通信，是用户远程获取温度数据的通道。运用STM32F407自带的以太网接口加上LwIP TCP/IP协议栈，构建WebServer服务器[2]。在浏览器上，便可以获取监控设备的数据及设置监控设备相关参数。

4 基于STM32的Web服务器的实现

Web通信是在TCP通信的基础上再使用了HTTP协议，使得两个不同的WEB应用程序能正常的通信[3]。浏览器和服务器的通信流程如图2所示。在Keil软件中基于LwIp搭建Web服务器，编写静态网页，服务响应流程图如图3所示。

5 数据测试

在浏览器输入监控设备的IP地址时，首先出现的是监控系统的登陆页面，可实现用户登录、注册等功能。当用户登陆成功后，浏览器会自动转到温度显示页面，如图4所示。在这个页面中，能显示当前温度、设定的阈值温度、蜂鸣开关状态以及设备IP地址等信息。页面会每3s刷新一次，以便能及时更新当前温度。

6 总结与展望

基于以太网的温度监控系统是一个远程的温度监控系统，在监控端构建了一个WebServer服务器，并能在网页上为用户实时提供监控数据，同时，用户也可以通过网页去控制设备的工作状态。在一定程度上可以将本系统看成是智能家居设备的一个缩影，如果能提供更丰富的功能，完善其中存在的问题，并将控制端很好地移植到智能设备上，人们便能轻而易举地掌控家庭智能设备。在将来，这种模式可以改善人们的生活体验。

参考文献

[1]Dallas半导体公司.

[2]刘军.例说STM32.北京：北京航空航天大学出版社，2011.

[3]王田苗.嵌入式系统设计与实例开发[M].3版.北京：清华大学出版社，2008.