选题契机

在现代仓储和生产环境中，温湿度、空气质量等环境因素对物资储存和设备的运行有着至关重要的影响。尤其在涉及精密器械、化学品和食品等领域，对环境参数的实时监控尤为重要。然而，传统的人工监控方式不仅耗时耗力，还容易出现监测不及时、数据记录不完整等问题，进而影响物资的质量和生产效率。

通过市场调研和实地考察，发现许多企业仍未实现仓储环境的自动化监测，导致物资损坏、能源浪费等问题频发。此外，环境数据的滞后反馈使得企业无法快速采取应对措施，从而增加了企业的运营风险。因此，构建一套基于 STM32 的自动化仓储生产环境检测系统，能够对环境数据进行实时监测、存储和分析，将有效提高企业的管理效率和生产安全性。

随着工业物联网（IIoT）技术的快速发展，数据驱动的决策和智能化管理逐渐成为企业提升竞争力的关键。通过将传感器与物联网技术相结合，企业不仅能够实时采集仓储环境数据，还能通过软件平台智能分析优化生产和存储流程。因此，设计一个集成 STM32 设备与软件平台的环境监测系统，能够帮助企业更好地应对仓储和生产环境中的挑战，提高自动化水平和决策效率。

主要模块

• 硬件部分：
  • STM32环境监测模块：使用温湿度传感器、气体传感器和光照传感器，实时采集仓储环境中的温度、湿度、空气质量和光照等数据。
  • 数据采集与传输模块：通过 UART 或 SPI 通讯，将采集到的数据传输到上位机或远程服务器。
  • 电源管理模块：提供电源支持，确保系统在长时间内稳定运行，支持电池和电源线双模式供电。
• 软件平台部分：
  • 实时数据采集与监控：前端基于 Vue.js 实时展示仓储环境数据，包括温度、湿度、气体浓度等参数的变化情况。
  • 历史数据记录与分析：后端基于 Gin 框架，存储历史环境数据，并提供数据查询和分析功能。
  • 告警系统：当环境参数超出设定阈值时，系统通过 WebSocket 实时发送告警消息，并通过集成的邮件通知服务进行提醒。
  • 环境数据报表生成：自动生成环境监测报告，帮助企业定期评估仓储环境。
  • 用户权限管理：通过基于角色的权限控制，确保只有授权用户可以访问环境数据和管理告警设置。
  • 远程控制与管理：用户可通过平台远程查看实时环境数据，并调整监测参数。

技术选型

• 前端技术
  • Vue.js： 优势：支持组件化开发，便于系统的扩展与维护，具有良好的响应式设计能力。 特点：轻量高效，适合实时数据展示，易于与后端 API 进行交互。
  • Element UI： 优势：提供丰富的 UI 组件，提升开发效率和界面的一致性。 特点：支持可视化布局，方便构建友好的用户界面。
• 后端技术
  • Gin（Golang）： 优势：轻量级、高性能的 Go 语言 Web 框架，适合处理高并发场景。 特点：提供 RESTful API 接口，便于前后端分离，支持中间件机制，易于扩展。
  • GORM： 优势：ORM 框架，支持自动生成数据库表和简化数据库操作。 特点：支持 MySQL 等主流数据库，便于实现复杂查询和数据处理。
• 数据库技术
  • MySQL： 优势：高并发支持和稳定性，适合存储大量历史数据。 特点：提供强大的查询功能，支持环境监测数据的高效存储和检索。
• 数据分析与可视化
  • Apache ECharts： 优势：支持丰富的图表类型和自定义样式，适合实时数据展示和历史数据分析。 特点：轻量级，适合在前端快速集成，实现数据的可视化分析。
• 安全与权限管理
  • JWT（JSON Web Token）： 优势：轻量化的用户认证方案，适合前后端分离系统。 特点：支持跨域访问，用户登录后获取的 Token 可用于后续 API 调用，确保数据安全。
  • Gin 中间件： 优势：支持灵活的权限控制，便于实现基于角色的访问控制。 特点：中间件机制能够确保安全性和扩展性。
• 部署与运维
  • Docker： 优势：容器化部署，确保系统环境一致性，方便系统的更新与维护。 特点：提升应用的可移植性，降低部署成本，支持自动化 CI/CD 流程。
• 系统架构
  • 硬件层：基于 STM32，负责环境数据的实时采集与初步处理。
  • 网络层：通过 WiFi 或以太网将 STM32 设备与后端服务器相连，实现数据的传输。
  • 应用层：前端基于 Vue.js 负责数据展示，后端基于 Gin 实现业务逻辑和数据处理。