原標(biāo)題：基于 stm32 的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（原理圖+PCB+手機(jī)APP源碼+stm32源碼+相關(guān)參考資料）

基于 STM32 的高精度水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1. 系統(tǒng)概述

水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于環(huán)保、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域，本方案基于 STM32F103C8T6 微控制器，結(jié)合高精度 pH 傳感器、TDS（總?cè)芙夤腆w）傳感器、溫度傳感器，并通過(guò) WiFi/藍(lán)牙模塊將數(shù)據(jù)傳輸至手機(jī) APP，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)可視化。

2. 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 功能概述

• pH 監(jiān)測(cè)：檢測(cè)水的酸堿度，適用于飲用水、農(nóng)業(yè)灌溉等場(chǎng)景。

• TDS 監(jiān)測(cè)：檢測(cè)水的電導(dǎo)率，判斷水質(zhì)是否符合安全標(biāo)準(zhǔn)。

• 溫度補(bǔ)償：溫度影響 pH 和 TDS，采用 DS18B20 進(jìn)行溫度補(bǔ)償，提高測(cè)量精度。

• 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸：支持 WiFi/藍(lán)牙，可遠(yuǎn)程監(jiān)控水質(zhì)。

• 低功耗優(yōu)化：適用于野外長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)應(yīng)用。

2.2 系統(tǒng)框圖

3. 硬件設(shè)計(jì)

3.1 主要元器件選型

3.2 關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)

• pH 傳感器電路：使用運(yùn)放對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，并加 RC 濾波提高信噪比。

• TDS 傳感器接口：采用 ADC 采集信號(hào)，并進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

• 電源管理：AMS1117-3.3V 提供穩(wěn)定電源，TVS 二極管保護(hù)電路防止浪涌電壓。

4. PCB 設(shè)計(jì)

• 信號(hào)完整性優(yōu)化：高頻無(wú)線模塊與模擬信號(hào)區(qū)隔離，減少干擾。

• 地線布局：采用單點(diǎn)接地方式，確保 ADC 采樣穩(wěn)定。

• 抗干擾設(shè)計(jì)：重要信號(hào)線加屏蔽，防止噪聲影響數(shù)據(jù)精度。

5. 固件開(kāi)發(fā)（STM32 代碼結(jié)構(gòu)）

5.1 主要功能模塊

1. 傳感器數(shù)據(jù)采集：使用 STM32 ADC 讀取 pH 和 TDS 傳感器數(shù)據(jù)。

2. 數(shù)據(jù)處理：濾波算法 + 溫度補(bǔ)償，提高測(cè)量精度。

3. 無(wú)線數(shù)據(jù)通信：通過(guò) ESP8266 發(fā)送數(shù)據(jù)到手機(jī) APP。

4. 低功耗模式：空閑時(shí)進(jìn)入休眠模式，延長(zhǎng)電池續(xù)航。

6. 手機(jī) APP 設(shè)計(jì)

• 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示：通過(guò) WiFi/藍(lán)牙獲取水質(zhì)數(shù)據(jù)，并顯示在 UI 界面。

• 歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)和曲線分析。

• 遠(yuǎn)程報(bào)警：當(dāng)水質(zhì)異常時(shí)，APP 發(fā)送報(bào)警通知。

7. 方案優(yōu)化

• 低功耗優(yōu)化：STM32 進(jìn)入深度睡眠模式，ESP8266 僅在數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)喚醒。

• 云存儲(chǔ)：支持 MQTT / Firebase 數(shù)據(jù)上傳，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

• 抗干擾設(shè)計(jì)：PCB 采用良好接地、濾波電路，提高測(cè)量精度。

8. 參考資料

• STM32F103C8T6 數(shù)據(jù)手冊(cè)

• ESP8266 AT 指令集

• pH 傳感器 SEN0161 應(yīng)用指南

• TDS 傳感器測(cè)量原理

本方案適用于家庭、農(nóng)業(yè)及工業(yè)水質(zhì)檢測(cè)，具備高精度、遠(yuǎn)程監(jiān)控、低功耗的特點(diǎn)，可擴(kuò)展至云存儲(chǔ)與 AI 數(shù)據(jù)分析。