文章目录

一、前言
- 1.1 项目介绍
- - 【1】项目开发背景
  - 【2】设计实现的功能
  - 【3】项目硬件模块组成
  - 【4】设计意义
  - 【5】国内外研究现状
  - - （1）国内研究现状
    - （2）国外研究现状
    - （3）技术演进趋势分析
    - （4）现存技术缺口
    - （5）关键案例技术对比表
  - 【6】摘要
- 1.2 设计思路
- 1.3 系统功能总结
- 1.4 开发工具的选择
- - 【1】设备端开发
  - 【2】上位机开发
- 1.5 参考文献
- 1.6 系统框架图
- - 框架图关键要素说明
  - 数据流向特征
  - 技术亮点标注
- 1.7 系统原理图
- - 1. **主控芯片：STM32F103C8T6**
  - 2. **温度与湿度传感器 — SHT30模块**
  - 3. **震动传感器**
  - 4. **继电器控制制冷机（半导体制冷模块）**
  - 5. **继电器控制加湿器（5V雾化器）**
  - 6. **蜂鸣器（高电平触发有源蜂鸣器）**
  - 7. **OLED显示屏（0.96寸，128×128，I2C接口）**
  - 8. **4×4机械按键**
  - 9. **GPS定位模块 ATGM336H-5N-GPS**
  - 10. **4G通信模块 Air780e**
  - 11. 总结管脚
  - 12. 设计思路说明
- 1.8 模块的技术详情介绍
- - 【1】Air780e模块
  - 【2】GPS模块
  - 【3】SHT30模块
- 1.9 上传的属性字段
- - 1. 环境监测数据字段
  - 2. 设备控制状态字段
  - 3. 地理信息与时间字段
  - 4. 阈值配置字段（需云端下发）
  - **MQTT主题设计示例**
二、硬件选型
- 2.1 STM32F103C8T6
- 2.2 电源扩展板
- 2.3 OLED显示屏（IIC协议4针）
- 2.4 母对母杜邦线
- 2.5 Air780e模块
- 2.6 蜂鸣器模块
- 2.7 继电器（X2）
- 2.8 加湿器
- 2.9 独立按键
- 2.10 PCB版
- 2.11 震动传感器
- 2.12 SHT30温湿度模块
- 2.13 稳压模块
- 2.14 电源插头【12V 2A】
- 2.15 GPS模块-需要焊接排针
- 2.16 制冷模块
三、部署华为云物联网平台
- 3.1 物联网平台介绍
- 3.2 开通物联网服务
- 3.3 创建产品
- - （1）创建产品
  - （2）填写产品信息
  - （3）产品创建成功
  - （4）添加自定义模型
- 3.4 添加设备
- - （1）注册设备
  - （2）根据自己的设备填写
  - （3）保存设备信息
  - （4）设备创建完成
  - （5）设备详情
- 3.5 MQTT协议主题订阅与发布
- - （1）MQTT协议介绍
  - （2）华为云平台MQTT协议使用限制
  - （3）主题订阅格式
  - （4）主题发布格式
- 3.6 MQTT三元组
- - （1）MQTT服务器地址
  - （2）生成MQTT三元组
- 3.7 模拟设备登录测试
- - （1）填入登录信息
  - （2）打开网页查看
  - （3）MQTT登录测试参数总结
- 3.8 创建IAM账户
- 3.9 获取影子数据
- 3.10 访问接口的代码实现
- - （1）配置 Qt 项目
  - （2）代码实现
- 3.11 数据解析代码
- - （1）配置 Qt 项目
  - （2）解析 JSON 数据的完整代码
四、Qt开发入门与环境搭建
- 4.1 Qt是什么？
- 4.2 Qt版本介绍
- 4.3 Qt开发环境安装
- 4.4 开发第一个QT程序
- 4.5 调试输出
- 4.6 QT Creator常用的快捷键
- 4.7 QT帮助文档
- 4.8 UI设计师使用
- 4.9 按钮控件组
- 4.10 布局控件组
- 4.11 基本布局控件
- 4.12 UI设计师的布局功能
五、上位机开发
- 5.1 Qt开发环境安装
- 5.2 新建上位机工程
- 5.3 切换编译器
- 5.4 编译测试功能
- 5.5 设计UI界面与工程配置
- - 【1】打开UI文件
  - 【2】开始设计界面
- 5.6 设计代码
- - 【1】获取token
  - - **1. 设置功能标识**
    - **2. 构造请求URL**
    - **3. 设置请求头**
    - **4. 设置请求URL**
    - **5. 构造请求体**
    - **6. 发送HTTP POST请求**
    - **7. 总结**
  - 【2】获取影子数据
  - 【3】解析数据更新界面
  - 【4】判断设备是否离线
  - - **（1）功能分析**
    - **（2）离线处理**
    - **（3）在线处理**
  - 【5】获取设备最新数据上传时间
  - - **（1）详细代码解析**
    - **（2）代码运行效果**
- 5.5 编译Windows上位机
- 5.6 配置Android环境
- - 【1】选择Android编译器
  - 【2】创建Android配置文件
  - 【3】配置Android图标与名称
  - 【3】编译Android上位机
- 5.7 设备仿真调试
六、STM32代码设计
- 6.1 硬件连线说明
- 6.2 传感器代码
- 6.3 项目核心代码
- 整体代码设计思路说明
- 6.4 程序下载
- 6.5 程序正常运行效果
- 6.6 取模软件的使用
七、总结
**技术细节文档**
- 一、项目功能概述
- 二、硬件组成与模块说明
- - 1. 主控模块
  - 2. 温湿度检测模块
  - 3. 震动检测模块
  - 4. 制冷控制模块
  - 5. 加湿控制模块
  - 6. 蜂鸣器模块
  - 7. 显示模块
  - 8. 输入按键模块
  - 9. GPS定位模块
  - 10. 4G通信模块
- 三、核心技术介绍
- - 1. 嵌入式系统设计（STM32）
  - 2. MQTT通信协议
  - 3. 数据显示与人机交互
  - 4. 上位机与APP开发
- 四、系统设计思路与流程
- - 1. 系统整体架构图
  - 2. 工作流程
- 五、总结
开题报告
- - （一）选题来源与背景
  - （二）研究目的
  - （三）国内外研究现状
  - - **（1）国内研究现状**
    - **（2）国外研究现状**
    - **（3）技术演进趋势分析**
    - （4）**现存技术缺口**
    - （5）关键案例技术对比表
  - （四）主要参考文献
  - （五）研究内容
  - （六）研究思路
  - （七）研究方法
  - （八）设计的总体结构描述
  - （九）设计的各个功能模块描述
  - （十）可行性分析
  - （十一）预期成果
**论文目录大纲**
- 第一章绪论
- 第二章设计方法与方案选择
- 第三章系统设计与硬件选型
- 第四章系统设计与实现（嵌入式软件设计）
- 第五章上位机设计与实现
- 第六章系统调试与测试
- 第七章结论与展望
- 参考文献
- 致谢
**任务书**
- - （1）课题背景与目的
  - （2）设计的内容
  - （3）设计的基本要求

一、前言

1.1 项目介绍

【1】项目开发背景

在当前公共卫生安全和疾病防控形势日益严峻的背景下，疫苗成为预防和控制传染病的关键手段。疫苗的有效性高度依赖其在储存和运输过程中的环境条件，尤其是温度和湿度。如果在冷链运输过程中未能保持适宜的温湿度，疫苗的药效将大幅降低，甚至完全失效，进而危害人群健康。因此，建设一个可靠、高效、智能的疫苗冷链物流监测系统，成为疫苗全生命周期管理中的重要一环。

传统的疫苗冷链运输通常依靠人工记录、定时巡查等方式，存在实时性差、误差大、难以远程监控等问题，无法满足现代疫苗运输对环境监测的高标准要求。随着物联网技术的飞速发展，将传感器技术、无线通信技术与嵌入式控制系统相结合，为实现疫苗冷链运输的智能化、网络化、远程化监测提供了强有力的技术支撑。

本项目基于物联网技术，设计并实现一套疫苗冷链物流监测系统。系统以STM32F103C8T6单片机为核心，集成了温湿度传感器、震动传感器、GPS定位模块、蜂鸣器和LCD显示屏等多种功能模块，能够实时采集运输环境中的关键参数，并通过4G模块将数据上传至华为云IOT物联网平台，便于后台远程监控和数据分析。同时，系统具备本地自动控制功能，如温度过高自动启动制冷、湿度过低自动启动加湿器，以及检测到剧烈震动时进行蜂鸣器报警&#x