可視化響應(yīng)式網(wǎng)站建設(shè),優(yōu)化公司組織架構(gòu),自定義wordpress郵件找回密碼,深圳哪個(gè)網(wǎng)站發(fā)布做網(wǎng)站#xff08;STM32F103C8T6、標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)#xff09;功能設(shè)計(jì)本項(xiàng)目設(shè)計(jì)一種全自動(dòng)的智能火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)#xff0c;可對(duì)環(huán)境溫度、濕度和煙霧濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)#xff0c;當(dāng)有火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)或異常情況發(fā)生時(shí)#xff0c;本裝置可進(jìn)行聲音報(bào)警、自動(dòng)控制并能夠遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)上報(bào)。本系統(tǒng)的具體…STM32F103C8T6、標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)功能設(shè)計(jì)本項(xiàng)目設(shè)計(jì)一種全自動(dòng)的智能火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)環(huán)境溫度、濕度和煙霧濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)有火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)或異常情況發(fā)生時(shí)本裝置可進(jìn)行聲音報(bào)警、自動(dòng)控制并能夠遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)上報(bào)。本系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)參數(shù)如下1通過 DHT11 檢測(cè)控制溫濕度數(shù)據(jù)并顯示在OLED上。2通過 MQ-2 檢測(cè)煙霧濃度數(shù)據(jù)并顯示在OLED上, 正常閥值在0~1000PPM之間。3系統(tǒng)綜合多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)來判斷火情能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)較輕、風(fēng)險(xiǎn)較高、風(fēng)險(xiǎn)極高等基本火情判斷檢測(cè)到溫度 超過30攝氏度風(fēng)險(xiǎn)較輕檢測(cè)到溫度 超過40攝氏度風(fēng)險(xiǎn)較高檢測(cè)到煙霧濃度大于 30ppm 時(shí) 風(fēng)險(xiǎn)極高4檢測(cè)到以上任意風(fēng)險(xiǎn)時(shí)蜂鳴器報(bào)警提醒同時(shí)發(fā)送報(bào)警信息當(dāng)前溫濕度煙霧濃度風(fēng)險(xiǎn)登記到手機(jī)上。5低風(fēng)險(xiǎn)不做處理風(fēng)險(xiǎn)較高打開風(fēng)扇風(fēng)險(xiǎn)極高風(fēng)扇和水泵同時(shí)打開。2. 硬件設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖本系統(tǒng)由主控制器模塊、傳感器檢測(cè)模塊、通信模塊、執(zhí)行報(bào)警模塊、顯示模塊和電源模塊等部分組成各模塊協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、處理與報(bào)警。其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.2 主控制器選型本系統(tǒng)STM32F103C8T6作為主控制器該型號(hào)提供 64KBFlash 20KBSRAM的存儲(chǔ)組合能滿足多傳感器監(jiān)測(cè)與執(zhí)行控制的綜合需求。多個(gè)獨(dú)立的ADC通道可同時(shí)支持MQ-2 等模擬量傳感器的采集可在無需擴(kuò)展芯片的情況下同時(shí)連接WiFi模塊、調(diào)試接口和外部通信設(shè)備。其定時(shí)器配置便于驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇、水泵、蜂鳴器等執(zhí)行裝置特別適合需要多路PWM控制的火災(zāi)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。2.3 煙霧傳感器、溫濕度傳感器選型本系統(tǒng)煙霧檢測(cè)部分采用MQ-2 型可燃?xì)怏w/煙霧傳感器。該傳感器能夠檢測(cè)空氣中的煙霧及多種可燃?xì)怏w濃度典型測(cè)量范圍約為 30010000PPM輸出為隨濃度變化的模擬電壓信號(hào)電壓范圍在 05V之間可直接連接至主控制器的ADC輸入端口進(jìn)行采集和處理能夠滿足系統(tǒng)對(duì)煙霧濃度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的要求。本系統(tǒng)溫濕度檢測(cè)部分采用DHT11 型數(shù)字式溫濕度傳感器用于測(cè)量環(huán)境溫度和相對(duì)濕度。其溫度測(cè)量范圍為 050 ℃、濕度測(cè)量范圍為 2090 %RH溫度精度約 ±2 ℃、濕度精度約 ±5 %RH輸出為數(shù)字信號(hào)采用單總線的通信方式與主控制器進(jìn)行連接具有接口簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)讀取穩(wěn)定的特點(diǎn)適用于本系統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)采集。2.4 通信模塊選型本系統(tǒng)的通信部分在仿真環(huán)境中采用Proteus中的COMPIM通信接口模塊用于實(shí)現(xiàn)主控制器與計(jì)算機(jī)之間的串行數(shù)據(jù)交互。COMPIM能夠?qū)⒎抡骐娐分械腢ART信號(hào)映射為計(jì)算機(jī)本地的串口或虛擬串口使系統(tǒng)在仿真階段即可通過串口助手接收主控發(fā)送的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)與真實(shí)串口相同的通信效果。該模塊支持標(biāo)準(zhǔn)TTLUART信號(hào)波特率可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置靈活調(diào)整接口形式與實(shí)際硬件串口一致便于在仿真過程中驗(yàn)證數(shù)據(jù)發(fā)送格式、通信穩(wěn)定性及上位機(jī)顯示功能。2.5主控制器外圍電路設(shè)計(jì)主控制器外圍電路如圖2所示時(shí)鐘部分采用8MHz無源晶振Y2配合C13、C14構(gòu)成主時(shí)鐘振蕩電路同時(shí)搭配32.768kHz的Y1晶振與C11、C12組成實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路以滿足低功耗計(jì)時(shí)需求復(fù)位功能由復(fù)位按鍵SW1、電容C2和電阻R2構(gòu)成的手動(dòng)復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)電源方面通過ME6211-3.3將5V輸入轉(zhuǎn)換為3.3V的VCC且輸入輸出端均配置濾波電容穩(wěn)定供電調(diào)試接口采用SWD形式的H4接口可實(shí)現(xiàn)程序下載與調(diào)試同時(shí)還設(shè)計(jì)了USB接口、GPIO擴(kuò)展排針等外設(shè)接口以及電源指示燈LED1、LED2用于狀態(tài)顯示也引出了PA11/PA12等引腳支持USB通信。圖2 主控制器外圍電路原理圖2.6 煙霧入侵檢測(cè)電路設(shè)計(jì)煙霧入侵檢測(cè)電路如圖3所示。本設(shè)計(jì)采用MQ-2 可燃?xì)怏w/煙霧傳感器作為火災(zāi)早期煙霧識(shí)別元件。MQ-2 的模擬輸出隨空氣中煙霧濃度變化而改變經(jīng)可調(diào)電位器RV1 進(jìn)行閾值設(shè)定后送入主控制器的ADC通道。MCU持續(xù)采集煙霧模擬量并與設(shè)定濃度閾值比較當(dāng)檢測(cè)到煙霧濃度升高至危險(xiǎn)水平時(shí)立即觸發(fā)火災(zāi)預(yù)警聯(lián)動(dòng)蜂鳴器、排風(fēng)風(fēng)扇及水泵執(zhí)行緊急處置。該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)快速能夠有效實(shí)現(xiàn)火災(zāi)初期煙霧的自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警功能。圖3 煙霧入侵檢測(cè)電路原理圖2.7 執(zhí)行報(bào)警電路設(shè)計(jì)執(zhí)行報(bào)警電路如圖4所示。本系統(tǒng)采用蜂鳴器、微型風(fēng)扇和水泵作為火災(zāi)報(bào)警后的執(zhí)行裝置各執(zhí)行元器件均通過導(dǎo)線直接連接到STM32 的GPIO引腳并由單片機(jī)輸出高低電平實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制。當(dāng)檢測(cè)到溫度或煙霧濃度超過閾值時(shí)主控制器立即輸出高電平驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲同時(shí)啟動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行排煙并控制水泵開啟進(jìn)行簡(jiǎn)易滅火。該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單響應(yīng)迅速能夠在仿真環(huán)境下實(shí)現(xiàn)火災(zāi)場(chǎng)景的聯(lián)動(dòng)報(bào)警功能。煙霧傳感器、溫濕度傳感器選型:圖4 蜂鳴器原理圖圖5 電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理圖2.8 顯示模塊本系統(tǒng)的顯示模塊采用 0.96 英寸OLED液晶顯示屏工作電壓為 5V通過I2C總線與STM32F103C8T6 相連僅需SDA和SCL兩根信號(hào)線即可完成數(shù)據(jù)傳輸接口簡(jiǎn)單、占用資源少。該模塊具有高亮度、高對(duì)比度和寬視角等特點(diǎn)即使在低光環(huán)境下也能清晰呈現(xiàn)信息非常適合用于火災(zāi)監(jiān)控場(chǎng)景的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示。OLED顯示內(nèi)容包括當(dāng)前溫度、濕度、煙霧濃度以及系統(tǒng)工作狀態(tài)等關(guān)鍵參數(shù)主控制器通過發(fā)送字符緩存與刷新指令實(shí)現(xiàn)界面的動(dòng)態(tài)更新。顯示模塊響應(yīng)速度快、功耗低可確保在持續(xù)監(jiān)控過程中穩(wěn)定運(yùn)行為用戶提供直觀、可靠的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控信息。圖6OLED原理圖2.9 電源電路設(shè)計(jì)電源電路如圖所示。本系統(tǒng)采用穩(wěn)定的 5V直流電源作為整套電路的供電基礎(chǔ)主控制器STM32F103C8T6、DHT11 溫濕度傳感器、MQ-2 煙霧傳感器模塊、OLED顯示屏及蜂鳴器等都由該電源統(tǒng)一供電。在仿真環(huán)境中各模塊均已集成必要的穩(wěn)壓處理因此電源直接分配至各器件的VCC與GND引腳即可滿足工作要求。系統(tǒng)中所有數(shù)字接口均共享公共地線確保信號(hào)傳輸可靠5V電源具備足夠的電流輸出能力可同時(shí)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇、水泵等負(fù)載從而保證整個(gè)火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。圖7 電源模塊原理圖3. 軟件設(shè)計(jì)3.1 主程序設(shè)計(jì)1. 系統(tǒng)初始化和主循環(huán)2. 傳感器數(shù)據(jù)讀取3. 主要風(fēng)險(xiǎn)判斷溫度30或煙霧304. 報(bào)警和數(shù)據(jù)發(fā)送5. 三級(jí)響應(yīng)機(jī)制根據(jù)煙霧和溫度值控制風(fēng)扇水泵6. 顯示更新和循環(huán)繼續(xù)圖8 主程序流程圖3.2OLED顯示子程序設(shè)計(jì)1. 接收行號(hào)、列號(hào)和字符串指針參數(shù)2. 遍歷字符串中的每個(gè)字符3. 調(diào)用OLED_ShowChar()逐個(gè)顯示字符4. 遇到字符串結(jié)束符時(shí)停止圖9OLED顯示子程序流程圖3.3 串口發(fā)送子程序設(shè)計(jì)發(fā)送單個(gè)字節(jié)等待發(fā)送完成發(fā)送字符串遍歷直到遇到發(fā)送字節(jié)數(shù)組指定長(zhǎng)度發(fā)送數(shù)字轉(zhuǎn)換為字符串形式格式化輸出支持可變參數(shù)圖10 串口發(fā)送子程序流程圖3.4溫濕度傳感器子程序設(shè)計(jì)復(fù)位DHT112. 檢測(cè)響應(yīng)3. 讀取數(shù)據(jù)包含字節(jié)和位的循環(huán)4. 校驗(yàn)數(shù)據(jù)5. 解析數(shù)據(jù)或返回失敗圖11 串口發(fā)送子程序流程圖3.5煙霧傳感器滑動(dòng)變阻器模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì)初始化ADC- 配置GPIO和ADC參數(shù)獲取ADC平均值 - 循環(huán)多次采樣單次ADC采樣延時(shí)5ms計(jì)算平均值 - 返回最終結(jié)果圖12 煙霧傳感器滑動(dòng)變阻器模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序流程圖4.效果展示溫度30℃且煙霧小于30PPM時(shí)無反響煙霧30PPM觸發(fā)聲音報(bào)警啟動(dòng)通風(fēng)滅火系統(tǒng)數(shù)據(jù)上報(bào)異常狀態(tài)下通過WiFi發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)溫度30℃觸發(fā)聲音報(bào)警數(shù)據(jù)上報(bào)異常狀態(tài)下通過WiFi發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)溫度40℃觸發(fā)聲音報(bào)警啟動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)5. 程序清單主程序 while(1) { DHT11_Read_Data(temp,humi); mq2MQ2_Get_Adc_Average(ADC_Channel_1,10)*1000/4095;//煙霧傳感器濃度的值 OLED_ShowNum(47,0,temp,2,OLED_8X16); OLED_ShowNum(47,16,humi,2,OLED_8X16); OLED_ShowNum(47,32,mq2,3,OLED_8X16); OLED_Update(); //閾值檢測(cè) if(temp30 || mq230) //任何一種風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生 開報(bào)警并發(fā)送數(shù)據(jù)出去 { GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0);//低電平觸發(fā) Delay_ms(10); GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0);//低電平觸發(fā) //通過串口發(fā)送一次數(shù)據(jù)到WiFi模塊 if(send_flag 0){ send_flag 1; printf(TEMP); Serial_SendByte(temp/100); Serial_SendByte(temp%100); printf( C, HUMI); Serial_SendByte(humi/100); Serial_SendByte(humi%100); printf( RH, MQ2); Serial_SendByte(mq2/1000); Serial_SendByte(mq2/10%100); Serial_SendByte(mq2%100); printf( PPM ); } } else //無風(fēng)險(xiǎn) 關(guān)報(bào)警 { send_flag 0; GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0); } if(mq230){ //風(fēng)險(xiǎn)極高 GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_3);//開風(fēng)扇 GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_6);//開水泵 } else if(temp40){ //風(fēng)險(xiǎn)較高 GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_3);//開風(fēng)扇 GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_6);//關(guān)水泵 }else{ //低風(fēng)險(xiǎn)或無風(fēng)險(xiǎn) GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_3);//關(guān)風(fēng)扇 GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_6);//關(guān)水泵 } }(詳細(xì)代碼、圖片流程圖等看網(wǎng)盤中的報(bào)告)網(wǎng)盤代碼、仿真、報(bào)告通過網(wǎng)盤分享的文件火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)鏈接: https://pan.baidu.com/s/1S_-OeYKDnZy6qC7FnV-Jrw?pwdyjjz 提取碼: yjjz