原標題：基于 stm32 的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)（原理圖+PCB+手機APP源碼+stm32源碼+相關參考資料）

基于 STM32 的高精度水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)設計

1. 系統(tǒng)概述

水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)廣泛應用于環(huán)保、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領域，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 WiFi/藍牙模塊將數(shù)據(jù)傳輸至手機 APP，實現(xiàn)實時監(jiān)測與數(shù)據(jù)可視化。

2. 系統(tǒng)架構設計

2.1 功能概述

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

• TDS 監(jiān)測：檢測水的電導率，判斷水質(zhì)是否符合安全標準。

• 溫度補償：溫度影響 pH 和 TDS，采用 DS18B20 進行溫度補償，提高測量精度。

• 無線數(shù)據(jù)傳輸：支持 WiFi/藍牙，可遠程監(jiān)控水質(zhì)。

• 低功耗優(yōu)化：適用于野外長期監(jiān)測應用。

2.2 系統(tǒng)框圖

3. 硬件設計

3.1 主要元器件選型

3.2 關鍵電路設計

• pH 傳感器電路：使用運放對信號進行放大，并加 RC 濾波提高信噪比。

• TDS 傳感器接口：采用 ADC 采集信號，并進行溫度補償。

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

4. PCB 設計

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

• 地線布局：采用單點接地方式，確保 ADC 采樣穩(wěn)定。

• 抗干擾設計：重要信號線加屏蔽，防止噪聲影響數(shù)據(jù)精度。

5. 固件開發(fā)（STM32 代碼結(jié)構）

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 + 溫度補償，提高測量精度。

3. 無線數(shù)據(jù)通信：通過 ESP8266 發(fā)送數(shù)據(jù)到手機 APP。

4. 低功耗模式：空閑時進入休眠模式，延長電池續(xù)航。

6. 手機 APP 設計

• 實時數(shù)據(jù)顯示：通過 WiFi/藍牙獲取水質(zhì)數(shù)據(jù)，并顯示在 UI 界面。

• 歷史數(shù)據(jù)存儲：支持數(shù)據(jù)存儲和曲線分析。

• 遠程報警：當水質(zhì)異常時，APP 發(fā)送報警通知。

7. 方案優(yōu)化

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

• 云存儲：支持 MQTT / Firebase 數(shù)據(jù)上傳，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

• 抗干擾設計：PCB 采用良好接地、濾波電路，提高測量精度。

8. 參考資料

• STM32F103C8T6 數(shù)據(jù)手冊

• ESP8266 AT 指令集

• pH 傳感器 SEN0161 應用指南

• TDS 傳感器測量原理

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