基于STM32的灭蝇灯智能远程监控系统设计

第一章 绪论

传统灭蝇灯仅具备紫外光诱捕、高压电网灭杀的基础功能，存在无法实时监测工作状态、灭杀效果无数据化反馈、故障预警滞后、人工巡检成本高等问题，难以满足食品加工厂、商超、餐饮后厨等场景的精细化虫害管控需求。STM32单片机凭借低功耗、多接口扩展、远程通信适配能力，成为灭蝇灯智能化升级的核心控制单元。本研究设计基于STM32的灭蝇灯智能远程监控系统，核心目标包括：实现灭蝇灯电网工作状态、灭杀数量、环境温湿度的实时监测；具备故障报警、远程启停、数据统计分析功能；系统待机功耗≤1W，支持市电+备用电池双供电，解决传统灭蝇灯管理被动、无数据支撑的痛点，实现灭蝇灯的智能化、远程化管控。

第二章 系统设计原理与核心架构

本系统核心架构围绕“状态感知-数据处理-远程通信-智能管控”四大模块构建，基于STM32L431RCT6低功耗单片机实现全流程管控。状态感知模块通过电流传感器、红外对射传感器、温湿度传感器采集灭蝇灯电网电流、灭杀数量、环境参数；数据处理模块依托STM32的运算能力，分析电网电流判定工作状态，统计红外对射信号计数灭杀数量，与预设阈值对比判定故障类型；远程通信模块通过NB-IoT将监测数据上传至云平台，接收远程控制指令；智能管控模块根据数据判定结果触发本地报警，响应远程启停指令。核心原理为“感知-分析-传输-管控”闭环：STM32完成灭蝇灯多维度状态采集与解析，同步实现本地故障预警、远程数据上报与指令执行，实现灭蝇灯的主动式、数据化管理。

第三章 系统设计与实现

系统硬件以STM32L431RCT6为核心，集成霍尔电流传感器（ADC接口）监测电网工作电流，判定电网是否断路/短路；红外对射传感器（GPIO中断接口）布置于集虫仓，捕捉虫体掉落信号实现灭杀数量计数；SHT30温湿度传感器（I2C接口）采集工作环境参数，辅助分析灭蝇效果；声光报警器（GPIO驱动）在电网故障、集虫仓满溢时触发报警；NB-IoT模块（BC28，USART串口）实现与云平台的通信，定时上传电流、灭杀数、温湿度数据，接收远程启停指令；继电器模块（GPIO驱动）响应指令控制灭蝇灯电源通断；电源模块采用220V转5V开关电源为主供电，3.7V锂电池为备用电源，断电后可持续上传故障信息8小时。软件层面采用模块化编程，核心逻辑包括：初始化模块配置外设与阈值（如电网正常电流范围、集虫仓满溢计数阈值），设定数据上传频率（默认10分钟/次）；数据采集模块读取传感器数据，通过滤波算法消除干扰，对灭杀数量进行累加统计；状态判定模块分析电网电流判定故障类型，统计灭杀数据生成日报/周报；通信模块按MQTT协议封装数据上传云平台，解析远程指令驱动继电器；低功耗模块在非采集时段将单片机切换至休眠模式，降低待机能耗。

第四章 系统测试与总结展望

选取食品加工厂后厨场景开展系统测试，结果显示：电网故障识别准确率100%，灭杀数量计数误差≤±2%，温湿度监测误差≤±0.3℃/±1.5%RH；数据上传至云平台延迟≤5秒，远程启停指令响应时间≤1秒；故障报警触发精准，备用电池续航达8.5小时；系统待机功耗0.8W，连续运行30天无数据丢失、通信中断现象。误差分析表明，少量灭杀计数偏差源于虫体体积过小遮挡红外信号，可通过优化传感器安装角度解决。综合来看，该系统基于STM32实现了灭蝇灯状态监测、远程管控、数据化管理核心功能，解决了传统灭蝇灯管理被动的痛点。后续优化方向包括：增加AI图像识别模块，精准区分蝇类与其他虫体；优化云平台数据分析算法，结合环境数据预判虫害高发期；接入蓝牙模块，支持本地蓝牙调试与数据查看，提升运维便捷性。

总结

1. 本系统以STM32L431RCT6为核心，整合多类型传感器实现灭蝇灯电网状态、灭杀数量、环境参数的精准监测，数据精度符合虫害管控需求。
2. 系统具备远程通信、故障报警、远程启停功能，双供电设计保障稳定运行，实现灭蝇灯的智能化、数据化管控。
3. 系统解决了传统灭蝇灯人工巡检成本高、管理被动的问题，后续可通过图像识别、AI分析进一步提升虫害管控的精准性与前瞻性。
   
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