STM32低功耗温湿度采集系统:30天长续航设计
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更新于2024-08-28
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"基于STM32的低功耗温湿度采集器设计实现了长时间工作的温湿度监测系统,采用STM32F103RET6芯片,利用停止模式实现低功耗,结合SHO传感器进行数据采集,5分钟为一个采集周期。系统使用18650锂电池供电,配备SD卡存储及USB全速通信与串口通信功能。硬件设计包括供电模块、USB通信模块、STM32芯片、SD卡存储、温湿度传感器、串口通信和JTAG调试模块。STM32通过RTC实时时钟控制周期性唤醒,与SHT10传感器通信获取数据,数据以16进制格式存入SD卡。"
在嵌入式系统设计中,STM32微控制器因其Cortex-M3内核的强大性能、低功耗特性和成本效益而被广泛应用。在这个项目中,设计者选择STM32F103RET6作为核心处理器,构建了一个低功耗的温湿度采集器,解决了市场上此类设备较少且价格较高的问题。该采集器能够连续工作约30天,这得益于其采用的停止模式,有效地降低了待机功耗。传感器部分,使用了SHO温湿度传感器,它提供准确的温湿度数据。
系统硬件设计包括多个关键组件。电源模块选择了18650锂电池,提供了足够的能量储备,配合HT7333降压模块,确保稳定供电。STM32通过RTC(实时时钟)模块,每5分钟唤醒一次执行数据采集,这样既实现了低功耗又保证了定时采样。数据存储方面,利用SD卡记录采集的温湿度数据,便于后期分析和导出。通信接口支持USB全速通信和串口通信,方便数据传输和设备联网。
SHT10温湿度传感器的通信协议是系统运行的关键。它的通信时序如图2所示,涉及特定的时序控制以确保数据的正确读取。传感器在上电后进入短暂的休眠状态,之后才能进行有效的数据交换。STM32通过精确控制时序与SHT10交互,获取温湿度值,并将这些数值转换为16进制格式存储在SD卡中,便于数据持久化和后期处理。
总结而言,这个基于STM32的低功耗温湿度采集器设计充分利用了STM32的优势,实现了长时间的低功耗工作模式,同时集成了多种通信方式和数据存储功能,是物联网环境中理想的环境监控解决方案。其硬件模块化设计易于扩展,软件层面则可通过优化RTC唤醒机制和通信协议进一步提升系统的效率和可靠性。
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