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1．目的及意义（含国内外的研究现状分析）：
1.1研究目的
在图书馆运营与管理中，环境质量对书籍的保存、读者的阅读体验以及图书馆的整体服务质量有着至关重要的影响。温度、湿度、烟雾等环境参数若超出适宜范围，不仅会加速书籍的老化、变质，影响其使用寿命，还可能引发火灾等安全事故，严重威胁图书馆内人员和财产的安全。
本毕业设计旨在设计并开发一个基于STM32的图书馆环境监测系统。该系统能够实时、准确地检测图书馆环境中的温度、湿度和烟雾数据，并将这些数据直观地显示出来。同时，当温度、湿度不符合设定值或烟雾数据超过设定阈值时，系统能够及时发出报警信号，并自动开启相关设备进行调节，以维持图书馆内环境的稳定。此外，借助无线通信技术，系统还能将监测结果发送到上位机或云端平台，实现远程监控和管理，为图书馆的环境管理提供更加便捷、高效的手段。
1.2研究意义
1.2.1理论意义
本课题的研究将进一步丰富和完善环境监测领域的理论体系。通过将STM32单片机技术与传感器技术、数据采集处理技术、无线通信技术等相结合，探索一种适用于图书馆环境的智能化监测方案，为相关领域的研究提供新的思路和方法。同时，本课题的研究也将有助于推动物联网技术在图书馆管理中的应用和发展，促进图书馆管理的智能化、信息化进程。
1.2.2实际意义
保障书籍安全：通过实时监测图书馆内的温度、湿度和烟雾等环境参数，及时发现并处理可能影响书籍保存的不利因素，有效延长书籍的使用寿命，降低书籍损坏和丢失的风险。
提升读者体验：稳定的图书馆环境能够为读者提供一个舒适、宜人的阅读和学习空间，提高读者的满意度和忠诚度。
增强安全管理：烟雾报警功能的实现能够及时发现火灾隐患，为图书馆的安全管理提供有力保障，减少火灾事故的发生概率和损失。
提高管理效率：通过远程监控和管理功能，图书馆管理人员可以随时随地了解图书馆内的环境状况，及时调整管理策略，提高管理效率和质量。
1.3国内外研究现状分析
1.3.1国外研究现状
在国外，环境监测技术起步较早，发展较为成熟。许多发达国家已经将先进的传感器技术、物联网技术和云计算技术应用于图书馆环境监测领域，实现了图书馆环境的智能化、自动化管理。例如，一些国外图书馆采用了分布式传感器网络，能够实时监测图书馆内各个区域的温度、湿度、光照、空气质量等参数，并通过无线通信技术将数据传输到中央控制系统进行处理和分析。同时，这些系统还具备自动调节功能，能够根据监测结果自动开启或关闭空调、加湿器、除湿器等设备，以维持图书馆内环境的稳定。此外，一些国外图书馆还引入了云计算技术，将监测数据存储在云端平台上，实现了数据的共享和远程访问，为图书馆的管理和决策提供了更加全面、准确的数据支持。
1.3.2国内研究现状
近年来，随着物联网技术的快速发展和普及，国内图书馆环境监测领域也取得了显著进展。许多高校和科研机构纷纷开展了相关研究工作，推出了一系列具有自主知识产权的图书馆环境监测系统。这些系统大多采用STM32等单片机作为核心控制器，结合温度、湿度、烟雾等传感器，实现了对图书馆环境的实时监测和报警功能。同时，一些系统还具备了数据存储、查询和统计分析等功能，为图书馆的管理和决策提供了有力支持。然而，与国外先进水平相比，国内图书馆环境监测系统在智能化程度、自动化水平、数据共享和远程访问等方面仍存在一定差距。例如，一些系统仍需要人工干预才能实现设备的自动调节功能；一些系统的数据存储和处理能力有限，无法满足大规模图书馆的管理需求；一些系统的无线通信技术不够稳定可靠，影响了数据的传输效率和准确性。
1.3.3研究现状总结
综上所述，国内外在图书馆环境监测领域已经取得了一定的研究成果，但仍存在一些不足之处。本课题的研究将借鉴国内外先进经验和技术成果，结合图书馆的实际需求和管理特点，设计并开发一个基于STM32的图书馆环境监测系统。该系统将集成传感器技术、数据采集处理技术、无线通信技术等多种技术于一体，实现图书馆环境的实时监测、数据采集、无线传输和远程监控等功能。同时，该系统还将具备自动调节功能，能够根据监测结果自动开启或关闭相关设备，以维持图书馆内环境的稳定。本课题的研究将有助于推动图书馆环境监测技术的进一步发展，提高图书馆的管理效率和质量。
2．基本内容和技术方案：
2.1基本内容
本文基于STM32的研究系统主要确定了数据的采集对环境监测改怎样选择传感器，还有对采集到的数据进行分析然后传输，主要是传感器检测到的数据与蓝牙模块相结合，采集到数据后可以及时的发送到手机或者电脑端，可以让我们及时的观测到数据的变化。
以及人机交互功能，即使在手机上也可以对系统进行操控，如设置的温度阈值较低，在没有火灾的情况下，报警器开始报警，那我们可以通过在手机上进行阈值的更改或其他操作，关闭报警。
最后是系统的整合和优化，在完成以上任务后，通过实验观察能否对电路和他的设计方法再次进行优化，能否降低系统的干扰和成本，提高测量的精度等。
总体结构框图如下：
图2--1总体结构框图
2.2技术方案
本设计以STM32单片机板块为基础，在此基础上增加传感器，使用传感器采集环境中的各种参数。根据实际需求通过蓝牙模块将数据发送给手机端或者电脑端，然后单片机经过串口工具对数据进行解析后显示在OLED屏上。在单片机上还有三个按键，可以根据不同的需求，连接不同的管脚来改变他的功能，本文主要用三个按键放置在现场的场景以现场的工作人员根据现场情况来调整不同传感器监测环境参数的阈值，在发生报警时，可以通过这三个按键来改变他们的阈值从而关闭报警。蜂鸣器主要用来报警，在三个环境参数其中的某一个或几个达到设置的阈值时，蜂鸣器发出声音进行报警。
3．进度安排：
第1周（[2025年12月2日）前熟悉“基于STM32的图书馆环境监测系统”课题，了解目标、要求与关键技术，准备开题论证材料。
2025年12月3日 - 20日查阅资料，分析不同设计方案，结合实际确定方案，熟悉开发环境，撰写修改开题报告，做好答辩准备。
第1 - 2周调研STM32、温湿度及烟雾传感器等元件性能，对比选型，列出适配清单。
第3 - 4周用电路设计软件完成硬件电路原理图与PCB图绘制。
第5 - 7周设计软件算法，编写温湿度、烟雾数据处理及报警控制程序。
第8周全面测试系统稳定性、准确性与可靠性，记录结果。
第9 - 10周完善系统功能调试，修改论文并查重。
第11 - 12周完成论文定稿，制作答辩PPT。
第13周提交答辩材料，进行毕业设计答辩。
4．指导老师意见：
指导教师签名： 年 月 日
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