嵌入式实战项目：基于STM32的车载消毒净化器设计与实现

原创 梁工*开通会员可解锁* 嵌入式单片机

一、前言

1.1 项目开发背景

随着汽车成为日常出行的核心工具，车内密闭空间易滋生细菌、异味，且驾乘人员频繁进出带来的空气污染问题日益突出。传统车载香薰、消毒喷雾等方式存在操作繁琐、无法自动启停、缺乏实时监测等问题，难以满足智能化、健康化的车内环境管理需求。

本项目基于 STM32F103ZET6 主控芯片，整合 KQM6600 气体检测、热释电人体感应、DHT11 温湿度监测、继电器控制、TFTLCD 可视化显示及 ESP8266 WiFi 通信等功能，开发一套智能车载消毒净化器。STM32F103ZET6 凭借丰富的外设接口和稳定的处理能力，可实现车内气体浓度、温湿度的实时监测，结合人体感应实现消毒功能的智能启停，并通过巴法云平台实现数据远程监控，解决传统车载消毒方式的痛点。

1.2 设计实现的功能

（1）手动控制消毒：用户通过物理按键触发继电器开关，手动启停消毒模块（继电器模拟 消毒器工作）；

（2）自动消毒触发：KQM6600 检测到有害气体浓度超过预设阈值时，自动进入消毒准备流 程；

（3）人体感应保护：自动模式下，仅在热释电传感器检测到车内无人时，才触发继电器开启消毒，避免消毒物质对人体造成影响；

（4）环境参数监测：DHT11 实时采集车内温湿度数据，KQM6600 实时监测有害气体浓度，数据精准且更新及时；

（5）可视化显示：240*320 像素 TFTLCD 屏实时显示气体浓度、温湿度、消毒器工作状态（开启 / 关闭）、工作模式（手动 / 自动）；

（6）远程数据上传：ESP8266 WiFi 模块将温湿度、气体浓度、继电器状态等数据上传至巴法云物联网平台，支持远程查看；

（7）模式切换：支持手动 / 自动模式一键切换，切换状态同步显示在 LCD 屏并上传至云端。

1.3 项目硬件模块组成

（1）主控芯片：STM32F103ZET6基于 ARM Cortex-M3 架构，主频最高 72MHz，内置 256KB Flash 和 64KB SRAM，具备多个 GPIO 口、USART 串口、ADC、定时器等外设，负责数据采集、逻辑判断、模块驱动及通信控制，是系统核心。

（2）气体检测模块：KQM6600一款高精度有害气体检测传感器，支持 VOC、甲醛等多种有害气体浓度检测，可直接接入 STM32 串口 引脚，检测范围广、响应速度快，适配车载环境的气体监测需求。

（3）人体感应模块：热释电红外传感器（SR602）基于热释电效应，可检测人体发出的红外线，有效探测距离 2-7 米，输出高低电平信号，用于判断车内是否有人，为自动消毒提供安全触发条件。

（4）执行模块：继电器模块采用 5V 低电平触发的单路继电器，与 STM32 GPIO 口连接，用于控制消毒器的电源通断，触点负载能力强，可适配不同功率的车载消毒模块。

（5）温湿度检测模块：DHT11一款低成本、易集成的数字温湿度传感器，单总线通信方式，测温范围 0-50℃，测湿范围 20%-90% RH，满足车载环境的温湿度监测需求。

（6）显示模块：TFTLCD 屏（240320 像素）SPI 接口通信，240*320 高分辨率彩色显示，支持实时刷新气体浓度、温湿度、设备状态等信息，直观呈现系统工作情况。

（7）无线通信模块：ESP8266 WiFi 模块串口转 WiFi 通信，支持 AT 指令控制，可连接巴法云物联网平台，实现本地数据的远程上传，功耗低、适配车载 12V 转 5V 电源。

（8）交互按键：独立按键 ×2分别实现 “消毒启停” 和 “手动 / 自动模式切换” 功能，配合软件消抖处理，避免误操作。

（9）电源模块：车载 12V 转 5V/2A 电源适配汽车 12V 电瓶供电，转换为 5V 稳定电压，为主控、传感器、继电器等模块供电，满足车载场景的电源需求。

1.4 设计思路

本项目以 STM32F103ZET6 为主控，采用模块化设计，各模块协同实现智能消毒功能，具体逻辑如下：

（1）系统初始化：上电后完成 STM32 外设（GPIO、ADC、USART、SPI 等）、KQM6600、热释电、DHT11、继电器、TFTLCD、ESP8266 的初始化配置；

（2）数据采集：ADC 采集 KQM6600 的气体浓度模拟信号，单总线读取 DHT11 温湿度数据，GPIO 检测热释电传感器的人体感应信号；

（3）模式判断：根据按键设置的工作模式（手动 / 自动）执行不同逻辑：

手动模式：直接响应 “消毒启停” 按键，控制继电器开关，同步更新 LCD 显示和云端数据；

自动模式：当 KQM6600 检测的气体浓度超过阈值，且热释电检测到无人时，自动触发 继电器开启消毒，达到预设消毒时长后自动关闭；

（4）可视化显示：TFTLCD 屏循环刷新气体浓度、温湿度、工作模式、消毒状态等信息；

（5）数据上传：ESP8266 通过 USART 接收主控发送的传感器数据和设备状态，按巴法云协议封装后上传至云端；

（6）安全保护：自动模式下，若热释电检测到有人，立即关闭继电器停止消毒，保障人体安全。

1.5 开发环境介绍

软件开发环境采用 Keil MDK-ARM V5，作为 ARM 微控制器开发的行业标准工具，在STM32 开发中应用广泛，具备以下优势：

（1）内置 STM32F10x Standard Peripheral Library 标准外设库，简化外设配置，降低开发难度；

（2）支持 ST-Link V2 等调试工具在线调试，可实时查看变量、寄存器状态和程序流程，便于问题定位；

（3）兼容 C 语言、汇编语言，可与第三方工具集成，扩展性强；

（4）网络上有丰富的教程、案例和解决方案，适合新手上手。

硬件调试工具采用 ST-Link V2 仿真器，支持程序下载和在线调试，通过 SWD 接口与STM32连接，传输稳定、操作便捷；串口调试助手用于调试 ESP8266 的 AT 指令和数据上传功能。

1.6 模块技术详情介绍

（1）KQM6600 气体检测模块

基于电化学原理，输出 0-5V 模拟电压信号，电压值与有害气体浓度成正比（如 0V 对应 0ppm，5V 对应预设最大浓度）。STM32 通过 ADC 将模拟电压转换为数字量，经校准后得到实际气体浓度值，检测响应时间≤3 秒。

（2）热释电红外传感器（SR602）

由红外探测元件、菲涅尔透镜、信号处理电路组成，当检测到人体红外辐射时，输出高电平；无人时输出低电平。传感器具备抗干扰设计，可过滤阳光、车灯等非人体红外信号，适配车载复杂环境。

（3）继电器模块

采用电磁式继电器，低电平触发，线圈电压 5V，触点最大负载 250V/10A（交流）、30V/10A（直流），可直接控制车载消毒器的电源回路。STM32 通过 GPIO 输出低电平触发继电器吸合，高电平释放，实现消毒器的通断控制。

（4）DHT11 温湿度模块

单总线通信，无需额外外设，仅需一根 GPIO 口即可完成数据读取。每次通信输出 40 位数据，包含湿度整数、小数（固定 0）、温度整数、小数（固定 0）、校验位，数据更新周期 1 秒，满足车载环境的实时监测需求。

（5）ESP8266 WiFi 模块

支持 802.11b/g/n 协议，串口波特率默认 9600bps，通过 AT 指令可配置 WiFi 连接、数据上传等功能。本项目中，STM32 通过 USART 向 ESP8266 发送封装好的传感器数据，模块将数据以 TCP/UDP 方式上传至巴法云平台，实现远程监控。

（6）TFTLCD 屏（240*320 像素）

SPI 接口通信，传输速率快，支持 16 位真彩显示，可显示中文、数字、图形等内容。通过字库驱动可实现气体浓度、温湿度等数据的可视化展示，刷新率≥10 帧 / 秒，无卡顿。

二、硬件选型以及硬件连接图

（1）继电器模块

（2）热释电模块

（3）空气质量检测模块

（4）温湿度模块

（5）ESP8266联网模块

三、关键代码

3.1 相关模块驱动代码

（1）继电器模块

#include "relay.h" void Relay_Config(void){ //1、开时钟 -- 供能 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); //2、初始化 GPIO_InitTypeDef relay; relay.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出 relay.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11; relay.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA,&relay); }

（2）热释电模块

#include "pir.h" //热释电模块//低电平 -- 没有人//高电平 -- 有人void Pir_Config(void){ //1、开时钟 -- 供能 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOF,ENABLE); //2、初始化 GPIO_InitTypeDef pir; pir.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入 pir.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; GPIO_Init(GPIOF,&pir); }

（3）空气质量检测模块

#include "kqm660.h"#include "bsp_lcd.h" float CH20MAX = 0.03;/*******************接线： G-------GND V-------3.3V A-------PA3 B-------PA2*******************/void kqm660_config(void){ USART_InitTypeDef USART_InitStruct = {0}; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct = {0}; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct); //浮空输入 GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //引脚 GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; //2.配置工作模式 GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct); //开启usart2时钟 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE); USART_InitStruct.USART_BaudRate = 9600;//波特率 USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;//奇偶失能 USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//8位数据 USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//1停止位 USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;//发送使能，接收使能 USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//硬件流控制失能 USART_Init(USART2,&USART_InitStruct); //中断配置 //数据接收中断--收到数据就会进中断 USART_ITConfig(USART2,USART_IT_RXNE,ENABLE); //空闲中断--》数据接收完成，进入空闲中断 USART_ITConfig(USART2,USART_IT_IDLE,ENABLE); //NVIC配置 NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn; NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStruct); //使能USART外设 USART_Cmd(USART2,ENABLE);} void Usart2_Send_Byte(char ch){ //确保上一次数据发生完成 while(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_TC)!=SET); //发送数据 USART2->DR = ch;}//发送数组void Usart2_Send_NByte(uint8_t data[],uint32_t len){ uint32_t i; for(i=0;i <len;i++)< span> </len;i++)<> Usart2_Send_Byte(data[i]);} Kqm6600_data_Typedef kqm6600={0}; void USART2_IRQHandler(void){ volatile uint32_t data; //接收中断 if(USART_GetITStatus(USART2,USART_IT_RXNE)!=RESET) { //接收数据 kqm6600.data_buf[kqm6600.data_count++] = USART2->DR;//数据来源 kqm6600.data_count %= 8; USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_RXNE); } //空闲中断 if(USART_GetITStatus(USART2,USART_IT_IDLE)!=RESET) { //空闲中断 kqm6600.data_rx_flag = 1; //清除空闲中断标志 data = USART2->SR; data = USART2->DR; }} void kqm660_data(void){ uint32_t i; uint8_t check_sum = 0; if(kqm6600.data_rx_flag == 1) { for(i=0;i <kqm6600.data_count;i++)< span> </kqm6600.data_count;i++)<> { printf("%#x ",kqm6600.data_buf[i]); } printf("\r\n"); if(kqm6600.data_buf[0] == 0X5F) { printf("地址码正确\r\n"); if(kqm6600.data_buf[1] == 0XFF && kqm6600.data_buf[3] == 0XFF) { printf("正在预热\r\n"); } else { //printf("有效数据\r\n"); for(i=0;i<7;i++) { check_sum+=kqm6600.data_buf[i]; } check_sum &= 0xff; if(check_sum == kqm6600.data_buf[7]) { char kqm_buf[100]={0}; //printf("检验成功\r\n"); kqm6600.voc = ((kqm6600.data_buf[1]<<8)|kqm6600.data_buf[2])*0.1; kqm6600.ch2o = ((kqm6600.data_buf[3]<<8)|kqm6600.data_buf[4])*0.01; kqm6600.co2 = ((kqm6600.data_buf[5]<<8)|kqm6600.data_buf[6])*1; printf("VOC:%.2fPPM\r\n",kqm6600.voc); printf("CH2O:%.2fmg/m3\r\n",kqm6600.ch2o); printf("CO2:%.2fPPM\r\n",kqm6600.co2); sprintf(kqm_buf,"CO2指数:%.2fPPM",kqm6600.co2); LCD_ShowStringAndHz(0,260,200,16,16,(u8*)kqm_buf,0); memset(kqm_buf,0,sizeof(kqm_buf)); sprintf(kqm_buf,"VOC指数:%.2fPPM",kqm6600.voc); LCD_ShowStringAndHz(0,280,200,16,16,(u8*)kqm_buf,0); memset(kqm_buf,0,sizeof(kqm_buf)); sprintf(kqm_buf,"CH2O指数:%.2fmg/m3",kqm6600.ch2o); LCD_ShowStringAndHz(0,300,200,16,16,(u8*)kqm_buf,0); memset(kqm_buf,0,sizeof(kqm_buf)); } else { printf("检验失败\r\n"); } } } else { printf("地址码错误"); } kqm6600.data_rx_flag = 0; kqm6600.data_count = 0; memset(kqm6600.data_buf,0,sizeof(kqm6600.data_buf)); }}

（4）DHT11模块

#include "dht.h"#include "delay.h"#include "bsp_lcd.h"#include "stdio.h"#include "string.h"#include "esp8266.h"//初始化 PG11 DHT11数据引脚void Dht_Config(u8 mode){ RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG,ENABLE); GPIO_InitTypeDef dh = {0}; dh.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11; dh.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; if(mode == DHT_IN) { dh.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; } else { dh.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD; } GPIO_Init(GPIOG,&dh);} //获取DHT11数据函数 float Tem = 0;//温度float Hum = 0; //湿度u8 data[5] = {0};//存放40位数据 uint8_t Get_DhtData(void){ u8 check = 0;//40位数据校验 u8 i = 0;//40位数据循环接收 u8 count = 0;//时间校验 //起始信号 Dht_Config(DHT_OUT);//输出模式 DHT_L; Delay_ms(20); DHT_H; //目的是终止发送低电平 //响应信号 Dht_Config(DHT_IN);//输入模式 while(DHT_DATA == 1) //等待低电平到来 { Delay_us(1); count++; if(count>100) { return 1; } } count = 0; while(DHT_DATA == 0) //等待高电平到来 { Delay_us(1); count++; if(count>100) { return 2; } } count = 0; //接收40位数据 for(i=0;i<40;i++) { //等待低电平 while(DHT_DATA == 1) //等待低电平到来 { Delay_us(1); count++; if(count>100) { return 3; } } count = 0; while(DHT_DATA == 0) //等待高电平到来 { Delay_us(1); count++; if(count>100) { return 4; } } count = 0; //判断该位是0还是1 Delay_us(30); if(DHT_DATA == 1)//存1 { data[i/8] |= (0x1<<(7-i%8)); } else //存0 { data[i/8] &= ~(0x1<<(7-i%8)); } } //数据校验 if(data[4] == data[0]+data[1]+data[2]+data[3]) { char dht_buf[100] = {0}; Hum = data[0]+data[1]/10.0; Tem = data[2]+data[3]/10.0; printf("湿度：%2.1f 温度：%2.1f\r\n",Hum,Tem);//%d %c %s char buf[30] = {0}; sprintf(buf,"今日温度:%2.1f",Tem); LCD_ShowStringAndHz(0,220,200,16,16,(u8*)buf,0); memset(buf,0,sizeof(buf)); sprintf(buf,"今日湿度:%2.1f",Hum); LCD_ShowStringAndHz(0,240,200,16,16,(u8*)buf,0); memset(buf,0,sizeof(buf)); // sprintf(dht_buf,"cmd=2&uid=%s&topic=Tem&msg=#%2.1f#\r\n",PRODUCTID,Tem);// USART3_SendArray((u8*)dht_buf,strlen(dht_buf));// sprintf(dht_buf,"cmd=2&uid=%s&topic=Hum&msg=#%2.1f#\r\n",PRODUCTID,Hum);// USART3_SendArray((u8*)dht_buf,strlen(dht_buf)); } else //校验失败 { printf("温湿度数据校验失败\r\n"); return 0; }}

（5）WIFI模块

#include "esp8266.h"#include "stdio.h"#include "delay.h"#include "string.h"#include "stdlib.h" USART3_DataStruct USART3_Data={0}; //PB10:TXD PB11:RXDvoid usart3_config(void){ //开时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE); RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE); //配IO口模式 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode= GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽 GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct); GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_11; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入 GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct); GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出 GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStruct); //配usart的工作模式 USART_InitTypeDef USART3_InitStruct; USART3_InitStruct.USART_BaudRate=115200;//波特率 USART3_InitStruct.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;//硬件控制失能 USART3_InitStruct.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;//数据长度 USART3_InitStruct.USART_Mode=USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx;//接受 发送 USART3_InitStruct.USART_StopBits=USART_StopBits_1;//1位停止位 USART3_InitStruct.USART_Parity=USART_Parity_No;//关奇偶校验 USART_Init(USART3,&USART3_InitStruct); USART_Cmd(USART3,ENABLE);//使能串口3 //接收中断配置 USART_ITConfig(USART3,USART_IT_RXNE,ENABLE); USART_ITConfig(USART3,USART_IT_IDLE,ENABLE); //NVIC配置 NVIC_EnableIRQ(USART3_IRQn); NVIC_SetPriority(USART3_IRQn,1); WIFI_DISABLE; Delay_ms(50); WIFI_ENABLE;} void WIFI_Init(void){ usart3_config(); Delay_ms(2000); Connect_AP(MY_SSID,MY_PASSWORD); //连接热点 Connect_Server(MY_IP,MY_PORT); //连接巴法云} void USART3_SendData(u8 data){ while(USART_GetFlagStatus(USART3,USART_FLAG_TC) == RESET) {}//等待上一帧数据发送完成 USART_SendData(USART3,data);//发送数据} void USART3_SendStr(char * p){ while(*p != '\0') { USART3_SendData(*p); p++; }} void USART3_SendArray(u8 Arr[] ,u16 DataLenth){ u16 i=0; while(DataLenth --) { USART3_SendData(Arr[i++]); }} void USART3_IRQHandler(void){ if(USART_GetITStatus(USART3,USART_IT_RXNE) == SET) { USART_ClearITPendingBit(USART3,USART_IT_RXNE); u8 data = USART3->DR; USART1->DR = data; USART3_Data.RX_buff[USART3_Data.RX_count]=USART3->DR; USART3_Data.RX_count++; if(USART3_Data.RX_count > 1032) USART3_Data.RX_count=0; } if(USART_GetITStatus(USART3,USART_IT_IDLE) == SET) { u8 flag=0; flag=USART3->SR; flag=USART3->DR;//清中断 USART3_Data.USART_RevOverflag=1;//接收完成 }} /************************************字符串查找参数1：在哪个字符串中查找参数2：要查找的内容参数3：超时时间返回值：查找结果*************************************/char * FindStr(char* dest, char* src, uint32_t timeout){ while(timeout-- && (strstr(dest, src) == NULL)) { Delay_ms(1); } return strstr(dest, src);} /** * 功能：ESP8266发送指令获取应答 * 参数： * cmd -- 指令字符串 * ack -- 应答字符串 * timeout -- 应答溢出时长 * check_cnt -- 循环发送指令的次数（可能模组没反应过来，多发几次） * 返回值：0 -- 成功 >0 -- 失败 */ uint8_t ESP8266_SendCmd_RecAck(char *cmd, char *ack, uint32_t timeout, uint8_t check_cnt){ uint32_t len = strlen((char *)cmd); USART3_Data.RX_count = 0; memset(USART3_Data.RX_buff, 0, sizeof(USART3_Data.RX_buff)); do{ //发送命令 if(cmd != NULL) { USART3_SendArray((uint8_t *)cmd, len); USART3_SendStr("\r\n"); } //查询应答字符串 if(ack != NULL) { if(FindStr((char *)USART3_Data.RX_buff, ack, timeout) != NULL) //等待串口接收应答，并解析 { USART3_Data.RX_count = 0; return 0;//接收到正确应答 } } }while(--check_cnt); return 1;//失败} //退出透传模式void Exit_Scotch(void){ USART3_SendStr("+++"); Delay_ms(500);} /************************************STA模式 连接2.4GHz的热点参数1：SSID，热点名参数2：PASSWORD，热点密码返回值：*************************************/u8 Connect_AP(char *SSID,char *PASSWORD){ char sendarr[256]={0}; Exit_Scotch();//退出传透模式 if(ESP8266_SendCmd_RecAck("AT","OK",500,2)) { printf("AT 测试失败\r\n"); return 1; } else printf("AT 测试成功\r\n"); if(ESP8266_SendCmd_RecAck("AT+CWMODE=1","OK",500,2)) { printf("AT+CWMODE 设置失败\r\n"); return 2; } else printf("AT+CWMODE 设置成功\r\n"); sprintf(sendarr,"AT+CWJAP=\"%s\",\"%s\"",SSID,PASSWORD); if(ESP8266_SendCmd_RecAck(sendarr,"OK",10000,2)) { printf("AT+CWJAP 设置失败\r\n"); return 3; } else { printf("AT+CWJAP 设置成功\r\n"); printf("连接热点成功\r\n"); } return 0;} /************************************连接服务器参数1：IP，服务器域名或IP地址参数2：PORT，服务器端口号返回值：*************************************/u8 Connect_Server(char *IP,u16 PORT){ char sendarr[256]={0}; if(ESP8266_SendCmd_RecAck("AT+CWJAP?","OK",5000,2) == 1) { printf("未检测到连接热点\r\n重连中...\r\n"); if(Connect_AP(MY_SSID,MY_PASSWORD)) { printf("未检测到热点，退出\r\n"); return 1; } } sprintf(sendarr,"AT+CIPSTART=\"TCP\",\"%s\",%d",IP,PORT); if(ESP8266_SendCmd_RecAck(sendarr,"OK",2000,2) == 1) { printf("连接服务器失败，退出\r\n"); return 2; } if(ESP8266_SendCmd_RecAck("AT+CIPMODE=1","OK",500,2) == 1) { printf("开启透传模式失败，退出\r\n"); return 3; } if(ESP8266_SendCmd_RecAck("AT+CIPSEND",">",500,2) == 1) { printf("进入透传模式失败，退出\r\n"); return 4; } return 0;} //巴法云下发指令解析函数#include "beep.h"void Bafayun_Data_Anlyze(void){ char * message = NULL; if(USART3_Data.USART_RevOverflag) { //cmd=2&uid=xxxx&topic=tem&msg=1 //利用strstr关键词找到msg字符串 message = strstr((char *)USART3_Data.RX_buff, "msg"); //找到msg=1，进行右移4个字符，就是字符'1' u8 LEDSwitch=*(message+4); switch(LEDSwitch) { case '1':BEEP_ON;break; case '0':BEEP_OFF;break; } //清除缓冲区数据，1.要清除的缓冲区，2.填充的数据，3.数据长度 memset(USART3_Data.RX_buff,0,200); USART3_Data.RX_count = 0; USART3_Data.USART_RevOverflag = 0; //还原为未接收完成的标志 }} //订阅：输入需要订阅的主题即可void Subscribe_Bemfa(char *topic){ char sendarr[256]={0}; sprintf(sendarr,"cmd=1&uid=%s&topic=%s\r\n",PRODUCTID,topic); USART3_SendArray((u8*)sendarr,strlen(sendarr));} //上传指令1void Bafa_publish(char *topic,uint32_t msg1){ char str[80] = {0}; memset(str,0,sizeof(str));//数组清零 sprintf(str,"cmd=2&uid=%s&topic=%s&msg=#%d\r\n",PRODUCTID,topic,msg1); USART3_SendArray((u8*)str,strlen(str)); } //上传指令2void Bafa_publish2(char *topic,uint32_t msg1,uint32_t msg2){ char str[80] = {0}; memset(str,0,sizeof(str));//数组清零 sprintf(str,"cmd=2&uid=%s&topic=%s&msg=#%d#%d\r\n",PRODUCTID,topic,msg1,msg2); USART3_SendArray((u8*)str,strlen(str));} //上传指令3void Bafa_publish3(char *topic,float msg1,float msg2,float msg3){ char str[80] = {0}; memset(str,0,sizeof(str));//数组清零 sprintf(str,"cmd=2&uid=%s&topic=%s&msg=#%.2f#%.2f#%.2f\r\n",PRODUCTID,topic,msg1,msg2,msg3); USART3_SendArray((u8*)str,strlen(str));}

3.2 主函数框架代码

#include "stm32f10x.h"#include "stdio.h"#include "string.h"#include "delay.h"#include "led.h"#include "beep.h"#include "key.h"#include "bsp_lcd.h"#include "uart.h"#include "dht.h"#include "esp8266.h"#include "relay.h"#include "pir.h"#include "kqm660.h" extern const unsigned char gImage_xd[153608];int main(void){ int keynum; SysTick_Config(72000);//滴答定时器初始化 -- 1ms Led_Config(); Beep_Config(); Key_Config(); Usart1_Config(); Relay_Config();//继电器初始化 Pir_Config();//热释电初始化 TFTLCD_Init(); LCD_ShowPicture(0,0,240,320,(u8 *)gImage_xd); LCD_ShowStringAndHz(72,0,240,16,16,(u8 *)"车载消毒系统",0); kqm660_config(); WIFI_Init(); Subscribe_Bemfa("TemHum"); Subscribe_Bemfa("VOC"); while(1) { if(ledtime>500) { LED_LS(); ledtime=0; } if(keytime>10)//10ms的按键检测任务 { keynum=Key_Getnum(); switch(keynum) { case 1: RELAY_ON;//手动打开消毒模式 Beep_short(); break; case 2: RELAY_OFF;//手动关闭消毒模式 Beep_short(); break; case 3: Beep_short();break; case 4: Beep_short();break; } keytime=0;//清零重新计数 } if(kqmtime>500) { kqm660_data(); kqmtime=0; } if(dhttime>300) { Get_DhtData(); dhttime=0; } if(xdmtime>1000) { if((kqm6600.voc>0.5)&&(PIR==0))//有害气体超标且没有人在车上的时候 { RELAY_ON; } else { RELAY_OFF; } xdmtime=0; } if(baftime>1500) { Bafa_publish2("TemHum",Tem,Hum); Bafa_publish3("VOC",kqm6600.co2,kqm6600.voc,kqm6600.ch2o); baftime=0; } } }

3.3 核心代码说明

（1）系统初始化部分

System_Init()完成所有模块的初始化配置：KQM6600模块初始化， GPIO 初始化配置传感器、继电器、按键的输入输出模式，SPI 初始化驱动TFTLCD 屏，USART 初始化实现与ESP8266 的串口通信。初始化完成后，LCD 屏显示初始化提示，ESP8266 连接巴法云平台，为系统运行做好准备。

（2）数据采集部分

KQM6600：通过 ADC 采集 0-5V 模拟信号（分压后 0-3.3V），转换为 0-4095 的数字量，再校准为 0-1000ppm 的气体浓度值；

DHT11：通过单总线通信读取温湿度数据，校验后提取湿度和温度的整数部分；

热释电传感器：GPIO 检测高低电平，多次采样消抖后判断车内是否有人；

继电器：GPIO 读取输出电平，获取当前消毒器的工作状态。

（3）核心逻辑部分

手动模式：响应 “消毒启停” 按键，直接控制继电器开关，同步更新 LCD 显示和云端数据；

自动模式：当 KQM6600 检测的气体浓度超过 500ppm 阈值，且热释电检测到无人时，自动开启继电器进行 30 秒消毒，消毒完成后自动关闭；若检测到有人，立即禁止消毒，保障人体安全；

模式切换：按键触发手动 / 自动模式切换，切换状态实时显示在 LCD 屏。

（4）显示与通信部分

TFTLCD 屏：循环刷新工作模式、气体浓度、温湿度、消毒状态，不同状态采用不同颜色标注（如消毒中为红色），直观呈现系统状态；

ESP8266：每 5 秒将气体浓度、温湿度、继电器状态封装为指定格式，通过 TCP 上传至巴法云平台，支持远程查看车内环境和设备状态。

四、总结

本项目基于 STM32F103ZET6 主控芯片，开发了一套适配车载场景的智能消毒净化器，整合气体检测、人体感应、温湿度监测、继电器控制、可视化显示和远程数据上传功能，实现了手动 / 自动双模式消毒，解决了传统车载消毒方式操作繁琐、无安全保护、无法远程监控的痛点。

系统优势：

（1）安全可靠：自动模式下仅在车内无人时触发消毒，避免消毒物质对人体造成伤害；继电器具备过流保护，适配车载电源环境；

（2）智能化程度高：基于气体浓度阈值自动触发消毒，无需人工干预；温湿度、气体浓度实时监测，数据精准；

（3）可视化与远程化：240*320 TFTLCD 屏直观显示设备状态，ESP8266 上传数据至巴法云， 支持远程查看车内环境；

（4）适配性强：车载 12V 转 5V 电源供电，体积小、功耗低，可直接安装在汽车中控台或后备箱，适配不同车型。

未来拓展方向：

（1）多阈值设置：支持按键设置不同的气体浓度阈值，适配不同消毒需求；

（2）远程控制：巴法云平台添加远程控制指令，支持手机 APP 远程启停消毒；

（3）异常报警：当气体浓度超标或消毒器故障时，通过 ESP8266 推送报警信息至手机；

（4）低功耗优化：增加睡眠模式，车辆熄火后系统进入低功耗状态，仅保留核心传感器监 测，降低电瓶耗电；

（5）多传感器融合：增加 PM2.5 传感器，全面监测车内空气质量，提升消毒的精准性。

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