基于STM32的低压配电室多参数监测与远程预警系统设计

采用“STM32F103C8T6 Blue Pill”作为主控板，负责采集调度、数据计算、OLED显示刷新、ESP8266通信、模式切换和报警逻辑。需明确 SWD/ST-LINK 调试下载方式、3.3V逻辑电平、I2C/UART/ADC/GPIO 的引脚分配表。

采用“ADS1115 16位 I2C ADC模块”作为外置ADC，完成多路模拟量采集。需实现 I2C 地址配置、单端/差分通道读取、PGA量程配置、采样速率设置、异常读数处理，并说明相对 STM32 内置12位ADC的精度优势。

采用“0-25V 电压传感器模块”或等效分压采样电路采集光伏板、电池和负载支路电压。每一路必须写明分压比、ADC量程、换算公式、校准系数、过压保护和共地要求。

采用“ACS712 霍尔电流传感器模块”或“INA219 电压电流监测模块”完成光伏、电池、负载支路电流监测。若走 ADS1115 方案，需完成模拟电压输出采集、零点校准和灵敏度换算；若走 INA219 方案，需说明 I2C 地址、量程和功率寄存器读取方式。

采用“NTC热敏电阻测温模块”采集配电箱或关键器件温度。需实现模拟量读取、B值/查表或简化换算、温度阈值判断、异常开路/短路识别，并在报告中说明温度误差来源。

采用“0.96寸 OLED SSD1306 I2C版”或同类 SSD1306 OLED 显示模块，显示电压、电流、功率、温度、工作模式、WiFi状态和报警状态。需避免与 ADS1115 I2C 地址冲突，并给出刷新频率和页面布局。

采用元器件库中的“ESP8266-01S”（别名 ESP-01/ESP-01S）作为 WiFi通信模块，通过 UART AT 指令与 STM32 通信，实现联网、数据上报和远程报警。需说明 3.3V稳压供电、峰值电流裕量、TX/RX电平连接和复位/使能控制。

可选接入“3/5V继电器模块”用于低压负载通断演示或报警联动。继电器只允许控制安全低压演示负载，需说明隔离、续流/浪涌保护、默认断开策略和手动旁路方式。

固件需按固定周期采集光伏、电池、负载的电压与电流，以及至少一路温度。默认采样周期建议 500ms~2s 可配置；每个通道需记录原始值、换算值和采样时间。

实现 ADC原始码值到电压、电流、温度、功率的换算。分压比、ACS712灵敏度/零点、NTC B值、ADS1115 PGA量程等参数应集中配置，便于实验标定和论文说明。

对采集数据进行滑动平均/中值滤波/限幅处理，降低电源纹波和通信噪声影响。需识别ADC超量程、传感器断线、负值异常、电流零漂过大等异常并输出质量标记。

根据电压和电流计算光伏输入功率、电池充放电功率、负载功率，并判断供电状态、负载状态、电池状态和温度状态。需支持在OLED和远程上报中展示这些状态。

支持电池过压/欠压、负载过流、温度过高、光伏输入异常、通信离线等阈值规则。阈值需可配置，并能触发本地显示提示、蜂鸣/继电器联动（如接入）和远程报警消息。

至少实现正常监测模式、节能/低频采样模式、报警/保护模式三种工作模式。每种模式需定义采样周期、OLED刷新策略、上报频率和报警处理策略。

通过按键、串口命令或调试菜单实现模式切换。切换时需去抖/确认，OLED应显示当前模式，远程上报应携带模式字段。

当出现过压、欠压、过流、过温等严重异常时，系统应自动进入报警/保护模式；当数据恢复正常并满足消抖时间后，可自动或手动恢复正常模式。

OLED首页显示光伏/电池/负载关键电压电流、温度、当前模式、WiFi状态和报警图标。页面应控制字段数量，保证128×64分辨率下可读。

当数据项较多时，支持按键切页或定时轮播，分别展示光伏、电池、负载、温度/报警、通信状态等页面。

当阈值报警触发时，OLED需显示报警类型、通道名称和当前值；如接入蜂鸣器/LED/继电器，应同步给出声光或动作提示。

固件需实现 ESP8266 UART通信、AT响应解析、WiFi模式设置、入网连接、重连和错误超时处理。需在OLED或串口日志中体现联网状态。

系统需按设定周期上报电压、电流、功率、温度、模式、报警状态和时间戳。上报协议可选 HTTP/MQTT/TCP，但必须在需求说明和实现文档中固定一种主方案。

当报警触发或恢复时，系统需生成远程报警事件，包含报警类型、通道、当前值、阈值、模式和时间。网络不可用时需保留最近报警状态，恢复后至少上报当前状态。

ESP8266连接失败、服务器无响应或串口异常时，本地采集和OLED显示不得停止。系统应进入离线标记状态并周期性重试联网。

交付物需包含 STM32、ADS1115、电压模块、电流模块、NTC、OLED、ESP8266、ST-LINK、可选继电器的接线表和引脚图，说明供电、电平、共地和I2C/UART地址/波特率。

至少完成电压、电流、温度三类数据的对照标定实验，给出标准仪表/参考值、系统测量值、误差百分比和校准前后对比。

设计欠压、过流、过温或模拟异常输入场景，验证本地OLED报警、远程报警、模式切换和恢复逻辑。需保留截图/串口日志/测试表。

需提供 ESP8266 入网、数据包发送、服务器/平台接收或串口模拟接收的联调证据。若真实公网平台不可用，可用局域网HTTP服务或MQTT测试服务器替代，但需说明限制。

核心元器件需优先匹配：STM32F103C8T6 Blue Pill、ADS1115 16位 I2C ADC模块、0-25V 电压传感器模块、ACS712 霍尔电流传感器模块或 INA219 电压电流监测模块、NTC热敏电阻测温模块、0.96寸 OLED SSD1306 I2C版、ESP8266-01S、ST-LINK V2。

ADS1115和OLED共用I2C总线时必须确认地址不冲突；ESP8266使用独立UART，波特率默认115200或9600并在代码中可配置。I2C/UART异常不得阻塞主循环。

STM32、ADS1115、OLED和ESP8266均按3.3V逻辑设计；ESP8266需独立稳压和足够瞬态电流。传感器输入端需保证不超过ADC量程，必要时增加分压、限流和滤波。

至少拆分 ads1115、sensor_convert、oled_display、esp8266_at、alarm_manager、mode_manager、main_loop 等模块或等价文件，避免全部逻辑堆在 main.c。

采集、显示刷新、ESP8266通信和报警处理应使用状态机/定时调度思路，避免长时间delay导致采样和告警不及时。

WiFi SSID、服务器地址、采样周期、上报周期、阈值、校准系数和通道映射应集中在配置头文件或配置结构中，便于演示时调整。

所有实物实验应限定在安全低压直流范围内，不直接接入市电或真实高风险配电柜。论文中如描述配电室场景，需明确实验平台为低压模拟/教学演示环境。

正常模式下本地显示刷新延迟建议不超过2秒；严重报警从采样到本地提示建议不超过3秒；远程报警在网络正常时建议不超过10秒。

代码、接线、参数、测试数据和论文图表需可追溯。答辩演示应能展示正常采集、模式切换、异常报警、远程上报和断网降级五类场景。