1.1 选题背景及实际意义

随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益严重，尤其是空气质量、温湿度等环境参数的变化对人类健康和生活质量产生了重大影响。传统的环境监测方法通常依赖于有线连接和集中式数据采集，存在布线复杂、成本高、维护困难等问题。因此，开发一种低成本、高效率、易于部署的环境参数监测系统具有重要的实际意义。基于STM32单片机和LoRa技术的环境参数监测系统应运而生。STM32单片机以其高性能、低功耗和丰富的外设接口成为嵌入式系统的理想选择。LoRa技术则以其长距离、低功耗和抗干扰能力强等特点，在物联网应用中得到了广泛应用。通过结合这两种技术，本系统能够实现对温湿度、PM2.5和可燃性气体等环境参数的实时监测，并通过4G模块将数据上传至云平台，实现远程监控和报警功能。该系统的实际意义在于通过LoRa技术实现低功耗、远距离的数据传输，减少布线和维护成本，提高监测效率；实时监测环境参数，及时发现异常情况并通过声光报警提醒用户，增强安全性；通过4G模块将数据上传至云平台，实现数据的长期存储和分析，为环境管理和决策提供依据，增强数据可追溯性；适用于工业园区、农业大棚、智能家居等多种场景，具有广泛的应用前景。综上所述，基于STM32和LoRa技术的环境参数监测系统不仅解决了传统监测方法的诸多问题，还为环境监测和安全预警提供了新的解决方案，具有重要的实际意义和应用价值。

1.2 国内外研究现状

国内外在环境参数监测领域的研究已经取得了显著进展。国外方面，美国、欧洲和日本等发达国家和地区在环境监测技术上处于领先地位，主要采用先进的传感器技术和无线通信技术，如LoRa、NB-IoT等，实现对环境参数的实时监测和数据传输。例如，美国国家环境保护局（EPA）开发了基于LoRa技术的空气质量监测系统，能够实时监测PM2.5、PM10等污染物，并通过云平台进行数据分析和预警。欧洲的一些研究机构则利用NB-IoT技术，开发了智能农业环境监测系统，实现了对温湿度、土壤湿度等参数的远程监控。日本则在智能家居领域进行了大量研究，利用Zigbee和Wi-Fi技术，开发了智能温湿度监测系统，提高了家庭环境的舒适度和安全性。

国内方面，随着物联网技术的快速发展，环境监测技术也取得了长足进步。中国科学院、清华大学、浙江大学等科研机构和高校在环境监测领域进行了大量研究，开发了多种基于无线传感器网络的环境监测系统。例如，中国科学院自动化研究所开发了基于LoRa技术的城市空气质量监测系统，实现了对PM2.5、PM10、CO2等参数的实时监测和数据传输。清华大学则利用NB-IoT技术，开发了智能农业环境监测系统，实现了对温湿度、土壤湿度等参数的远程监控。浙江大学在智能家居领域进行了大量研究，利用Zigbee和Wi-Fi技术，开发了智能温湿度监测系统，提高了家庭环境的舒适度和安全性。此外，国内一些企业如华为、中兴等也在环境监测领域进行了大量研究和应用，开发了多种基于物联网技术的环境监测设备和系统，推动了环境监测技术的发展和应用。

综上所述，国内外在环境参数监测领域的研究已经取得了显著进展，主要采用先进的传感器技术和无线通信技术，如LoRa、NB-IoT等，实现对环境参数的实时监测和数据传输。国内外的研究成果为环境监测技术的发展和应用提供了重要的技术支持和参考，推动了环境监测技术的不断进步和创新。

1.3 课题主要内容

本设计是基于STM32的环境参数监测系统，主要实现以下功能：

1.可通过温湿度传感器监测当前温湿度

2.可通过MQ4监测可燃气体浓度

3.可通过PM2.5传感器监测粉尘浓度

4.可通过Lora模块完成主从机的通信

5.可通过按键设置阈值，超出阈值报警

6.可通过4G模块实现与云平台连接与发短信报警功能