毕设实战 | 工程完整落地 | 含软硬件架构、关键电路、核心代码与测试方案

技术范围:
QT 界面、SpringBoot、Vue、Web 网页、APP、小程序;
硬件方向涵盖 树莓派、ESP32、STM32、Arduino 等软硬件结合的设计与开发。
主要内容:
提供系统功能设计与实现、代码编写与优化、论文撰写与降重、开题报告、任务书、中期检查 PPT、项目文档整理 等完整服务;同时支持论文辅导与长期答辩答疑辅导,帮助从零到一完成整个毕业设计与科研项目。

系统总体方案

1 设计目标

  • 全链条可追溯:温湿度 & 位置全程记录,异常可回放定位

  • 在途可视化:本地 TFT 实时显示 + 微信小程序

  • 智能告警:阈值越界→ 语音播报 + 云端推送

  • 云端管理:数据入库、规则判断、轨迹回放、接口开放

2 系统架构

  • 终端侧:ESP32-WROOM-32(FreeRTOS 调度)

    • AHT10(温湿度,I²C)

    • HT1818Z3G5L(GPS/北斗,UART)

    • CT511-B 4G(MQTT 上报/下发)

    • ST7789 TFT(SPI 实时显示)

    • JQ6500(语音播报/本地告警)

  • 云端:Flask + MySQL + MQTT Broker(规则引擎 / REST API)

  • 用户端:微信小程序(实时/历史/轨迹)+ Web(报表与可视化)


硬件设计

模块 用途 接口 备注
ESP32-WROOM-32 主控 GPIO/I²C/SPI/UART FreeRTOS 多任务
AHT10 温湿度采集 I²C 高性价比,低功耗
HT1818Z3G5L GPS/北斗定位 UART 城市峡谷高灵敏度
CT511-B 4G 蜂窝通信 UART(AT) MQTT 透传,工业级
ST7789 TFT(240×280) 本地显示 SPI 低功耗,高可读性
JQ6500 语音播报 UART 本地声光告警
LM2596 电源管理 DC-DC 3A 输出,效率高

结构与外壳

  • 外壳 3D 打印(PLA),四角螺柱固定,侧面开窗便于布线与维护;整机抗振固连,便携式上盖窗口兼容显示与指示灯。


软件设计

软件系统包括 嵌入式端、后端服务器端与前端平台 三部分,功能各自独立又协同工作。

嵌入式端(ESP32)

  • 周期性采集温湿度与GPS信息;

  • 对数据进行简单滤波与封装处理;

  • 通过 4G 模块(MQTT 协议)上传到服务器;

  • 实现断线重连与数据缓存机制;

  • 本地 TFT 屏显示关键参数与运行状态;

  • 触发语音/蜂鸣器告警。

后端服务器(Flask + MySQL)

  • 接收来自终端的 MQTT 数据;

  • 将数据写入数据库(MySQL);

  • 根据设定阈值判断是否触发报警;

  • 通过 API 向前端提供实时与历史数据;

  • 管理设备状态与连接信息。

小程序设计

  • 微信小程序:实现移动端查看、历史数据、历史轨迹

  • UI界面:简洁直观,响应迅速。


    实物图展示

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