摘要 XVIII5系統的測試5.1系統調試5.1.1軟件調試在系統軟件的開發過程中，進行了大量的模塊化測試和全面的系統集成測試，以確保各項功能的正常運行，并不斷優化和完善代碼。在單個模塊的測試階段，采用了逐步調試的方式，首先是最基本的單元測試，如測試DHT11讀取溫濕度數據的程序、測試OLED顯示函數、測試按鍵掃描等。在單元測試通過后，對相關的模塊代碼模塊進行了集成測試，比如集成測試OLED與按鍵模塊的交互、集成測試環境監測與報警處理模塊等。通過模塊化測試，能迅速發現和排除代碼中的邏輯錯誤和芯片配置錯誤，也鍛煉了代碼復用和模塊化編程的能力，為最終的系統集成測試打下了良好基礎。在完成所有模塊測試后，進行了系統的全面集成測試。集成測試時，構建了模擬實驗室的環境，通過人為改變溫濕度、光照強度、注入煙霧等方式，檢測系統是否能夠正確檢測到異常并觸發報警。還模擬了移動設備、非法入侵等情況，觀察門禁管理和紅外檢測功能是否正常運行。在集成測試中，發現并修復了一些影響系統穩定運行的問題，如多個模塊之間的時序干擾、功耗分配不均導致的電源不足等。通過持續的代碼優化和硬件調試，這些問題得到了逐步解決，系統的可靠性和魯棒性得到了提升。5.1.2硬件調試在硬件調試階段，按照原理圖和電路設計，完成了系統的焊接制作。焊接時嚴格遵守了ESD防護、元器件防潮等電子產品制作的標準規范，盡可能減少了元器件失效和功能異常的風險。完成焊接后，對整個硬件電路進行了全面的測試，包括電源系統測試、模擬量和數字量IO口測試、外圍模塊通信接口測試等。這個過程中遇到的主要問題是掉電重影問題、I2C通信異常等，通過檢查排線布局、增加旁路電容等措施予以解決。除此之外，還專門對系統的電磁兼容性進行了測評。由于系統集成了無線通信、語音播報等功能模塊，如果電磁兼容性較差，將極易引起相互干擾。通過優化電路布局、添加屏蔽罩等措施，有效地隔離了各模塊之間的電磁耦合，使系統通過了嚴苛的EMC評測。在軟硬件調試階段，遵循了嚴格的軟硬件協同調試流程，反復進行系統級測試和優化，最終保證了實驗室管理控制系統整體的穩定性和可靠性。5.2實物展示經過了艱辛的軟硬件調試后，本實驗室信息化管理控制系統組裝了一套實物進行功能展示。實物系統的核心控制板采用標準的52PIN工業級STM32F103VCT6開發板，該開發板資源豐富，可靠性強。各功能模塊如OLED、DHT11、MQ-2、RFID讀卡器都布局在獨立的子板上，通過排線與主控制板連接，布線整潔有序。同時，編寫了手機APP的上位機軟件，通過無線連接，可以遠程監視實驗室狀態并進行設置。在實物測試中，系統完美通過了各項功能測試，包括：溫濕度檢測、光照檢測、煙霧監測、語音報警、按鍵操作、APP遠程控制等，表現出了優異的穩定性和實時響應能力。當人為改變環境參數如提高溫度、注入煙霧時，系統能及時檢測到異常并通過APP、OLED顯示的多種方式報警提醒。當有人員試圖非法進入模擬實驗室時，紅外對管能精準檢測并報警。通過APP，也能切換系統的工作模式，并查看實時環境參數數據。經過了全面的測試，本實驗室信息化管理控制系統完全達到了預期設計目標，是一款功能完備、性能可靠的智能監控管理方案，可為實驗室的現代化管理提供有力支撐。具體如圖5.1所示：圖5.1系統實物圖如圖5.2所示，本實驗室信息化管理系統可以通過無線模塊連接至手機端，手機端的APP可以實現對本實驗室信息化管理系統的遠程控制與監測，此時已經將手機與系統連接到了一起，APP上可以實時顯示溫度，濕度，光照強度等數據信息，也可以對各項信息的報警閾值進行設置。圖5.2手機APP界面如圖5.3所示，此時系統處于撤防模式，此時只會對各項環境參數進行檢測，而不會有執行機構工作。圖5.3撤防模式如圖5.4所示，本實驗室信息化管理系統此時處于布防模式一的狀態下，通過RFID讀卡器可以對實驗室設備進行管理，當檢測到實驗室的設備離開實驗室，通過語音模塊播報提醒：“請注意，設備不可移動”。圖5.4布防模式1如圖5.5所示，本實驗室信息化管理系統此時處于布防模式二的狀態下，此時通過紅外傳感器進行監測外部人體侵入，當檢測到外人進入實驗室，進行報警，語音提示：“請注意，非法侵入”。圖5.5布防模式2如圖5.6所示，本實驗室信息化管理系統可以通過按鍵或手機APP對各項環境的參數指標進行設置。圖5.6閾值設置界面如圖5.7所示，為了測試光照強度超過閾值時進行報警的功能，采用手機的閃光燈進行照射，系統檢測到了光線過強，則開始進行蜂鳴器報警提示。圖5.7光照超標報警如圖5.8所示，為了測試本實驗室信息化管理系統的煙霧檢測功能，使用打火機對煙霧檢測模塊進行噴射，此時系統檢測到煙霧濃度過高，蜂鳴器發出報警提示聲。圖5.8煙霧超標報警如圖5.9所示，為了測試溫度超過閾值時進行報警的功能，使用打火機對準溫度傳感器的部位，此時溫度值已經超過了預設的溫度閾值，蜂鳴器發出報警提示。圖5.9溫度超標報警如圖5.10所示，此時模擬檢測到有人私自移動設備時候的報警功能，使用RFID卡片進入射頻模塊的采集范圍內，此時發出語音提示聲。圖5.10檢測到有人移動設備報警如圖5.11和圖5.12所示，此時模擬的為第二間實驗室，顯示了溫度，光照強度，濕度等等，還有撤防模式，布防模式一，布防模式二等。圖5.11實驗室二數據顯示界面圖5.12管理實驗室界面5.3本章小結本章詳細介紹了系統的測試過程，包括軟件調試和硬件調試兩個方面。軟件調試部分，首先進行了單個模塊的單元測試，如測試溫濕度讀取、OLED顯示、按鍵掃描等基本功能模塊。然后進行相關模塊的集成測試，測試模塊間的交互，如OLED與按鍵的交互等。最后進行全面的系統集成測試，模擬實驗室環境，檢測系統是否能正確響應異常并觸發報警。在測試中發現并解決了一些影響穩定運行的問題。硬件調試部分，完成了電路的焊接制作，并對電源系統、IO口、通信接口等進行全面測試。解決了掉電重影、I2C異常等問題。還專門測試了電磁兼容性，優化了布線布局，確保各模塊不會相互干擾。最終組裝了一套實物系統，采用工業級STM32F103VCT6控制器，各功能模塊獨立布局在子板上。實物測試表明，系統能夠可靠監測環境參數，精準觸發報警，并支持手機APP遠程控制。符合預期設計目標，能為實驗室現代化管理提供有力支撐。本章通過大量實物圖片，展示了系統在不同工作模式下的運行情況，如溫濕度報警、煙霧報警、紅外防盜等，證明了系統功能的完備性。

結論結論結論本設計實現了一種基于單片機的實驗室信息化管理控制系統。本設計融合了溫濕度監測、光照監測、煙霧監測、RFID門禁管理、紅外人體檢測、語音報警、無線通訊等多種先進功能，可以實現對實驗室環境的全方位智能監控與管理。系統采用STM32F103作為控制核心，外圍集成多種傳感器和模塊，實現了對實驗室溫濕度、光照強度、煙霧濃度等環境參數的實時檢測。一旦發現異常，系統就會立即啟動報警措施，通過語音播報、OLED顯示等多種方式進行報警提醒。同時，系統還具備RFID門禁和紅外檢測功能，可以防止實驗室儀器設備遺失或被人為損壞。通過無線WiFi模塊，用戶能夠在任何地點遠程監控實驗室運行狀態，甚至可以遠程操控系統的工作模式和參數設置。本設計設計合理、功能完備、使用便捷，可顯著提升實驗室的智能化管理水平，保障實驗室安全有序運行。同時，本設計的開發也為實驗室管理系統的進一步智能化升級奠定了堅實基礎。在完成實物樣機制作和全面測試后，本設計的各項性能指標均符合預期設計要求，完全達到了預期的管理目標，可在實驗室智能化改造中得到充分應用。

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