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基于STM32单片机的家庭智能火灾安全系统研究.docx
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基于STM32单片机的家庭智能火灾安全系统研究.docx
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摘要
近些年来,社会的飞速发展,电子科学技术和计算机软硬件技术
的进步,所以我们的生活水平跟着提高。大厦林立、房屋建设也越来
越复杂,大量的用电器以及复杂交错的线路使我们的日常生活存在着
安全隐患,那么火灾安全问题也成了我们生活中一大需要解决的问题,
所随之而来越来越多的火灾系统和灭火系统也应运而生。本设计基于
单片机设计了小型智能家用火灾报警系统,可实现烟雾报警、温度异
常报警以及红外检测和外部中断等功能。
在硬件选择方面,采用了以 STM32F103C8T6 单片机为主控芯片,
集成了温度传感器(LM75A)、烟雾气敏传感器(MQ-2)、微型人体
感应传感器 PIR、有源蜂鸣器以及 6×6×6 轻触开关等,编写程序通
过各个模块的传感器对环境种的温度、烟雾浓度数据信息的实时采集,
再由单片机进行数据存储与处理,随后根据设计逻辑控制各模块元件
做出相应的应对措施,排除隐患,尽可能避免意外发生。
关键词:STM32 单片机 传感器 智能 火灾报警系统
Abstract
In recent years, our standard of living has improved, given the rapid
development of society, the development of electronic technology and
computer hardware and software technology. The building is more and
more complex, a large number of electrical appliances and complex
staggered lines make our daily life have potential safety hazards, so the
fire safety problem has become a big problem in our life to be solved, and
more and more fire systems and fire extinguishing systems have emerged.
A small fire alarm system of intelligent home based on single chip
microcomputer is designed, which realizes the functions of smoke alarm,
temperature abnormal alarm, infrared detection and external interruption.
In terms of hardware selection, stm32f103c8t6 single chip is used as
the main control chip, which integrates temperature sensor (LM75A),
smoke gas sensor (mq-2), micro human body sensor PIR, active buzzer
and 6 × 6 × 6 light touch switch, etc. the program is written to collect
the real-time temperature and smoke concentration data information of
environmental species through the sensors of each module, and then the
single chip is used The machine stores and processes the data, and then
controls each module element according to the design logic to make
corresponding countermeasures to eliminate hidden dangers and avoid
accidents as much as possible.
Keywords:STM32 single chip microcomputer sensor Intelligence
fire alarm system
目录
第一章 概述 ..............................................1
1.1 研究的背景和意义 ...................................1
1.2 火灾警报器的发展现状 ...............................1
1.2.1 火灾警报器存在的问题 ..........................1
1.2.2 火灾警报器的发展趋势 ..........................2
1.3 本章小结 ...........................................2
第二章 硬件的选型与分析 ..................................4
2.1 主控芯片 ...........................................4
2.1.1 单片机的选型 ..................................4
2.1.2 单片机 GPIO 功能描述 ...........................4
2.2 传感器模块选择 .....................................5
2.2.1 人体红外传感模块 ..............................5
2.2.2 温度传感模块 ..................................6
2.2.3 烟雾气体传感模块 ..............................7
2.3 本章小结 ...........................................8
第三章 硬件系统设计 ......................................9
3.1 火灾报警器硬件电路设计 .............................9
3.1.1 单片机最小系统 ................................9
3.1.2 烟雾报警模块 .................................11
3.1.3 温度报警模块 .................................11
3.1.4 人体红外感应模块 .............................12
广东东软学院本科毕业设计(论文)
3.1.5 中断开关模块 .................................12
3.2 后期思路改进 ......................................13
3.3 本章小结 ..........................................13
第四章 软件开发 .........................................14
4.1 软件开发环境 ......................................14
4.2 主程序设计 ........................................14
4.3 重要子程序设计 ....................................15
4.3.1 温度报警子程序 ...............................15
4.3.2 烟雾报警子程序 ...............................17
4.3.3 红外人体感应子程序 ...........................18
4.3.4 外部中断子程序 ...............................18
4.4 本章小结 ..........................................18
第五章 测试与调试 .......................................19
5.1 警报器的调试 ......................................19
5.1.1 传感器参数标定 ...............................19
5.1.2 传感器重复性研究 .............................19
5.1.3 系统报警模块误报测试 .........................19
5.2 本章小结 ..........................................20
第六章 项目总结 .........................................21
结论 ....................................................22
参考文献 ................................................23
致谢 ....................................................24
广东东软学院本科毕业设计(论文)
1
第一章 概述
人类的生活中离不开火,甚至可以说,人类可以进化发展到如今的地步,也
是因为人类懂得利用火,火给我带来很大的便捷,但是,凡是有利就有弊,在给
予我们便利的同时,火也可以给我们带来灾难,所以防火措施必不可免,在火灾
的初期予以合适的处理,可以有效的保障我们的生命的安全和避免财产的损失。
本论文基于对火的本质上去分析研究,针对性的对火灾发生的情景去设计一款由
STM32 为主控芯片,可以提前预测、检测火灾的发生,通过传感器对环境温度,
烟雾气体浓度信息的实时监控,当检测到异常数据时会发出警报的智能化火灾警
报器。
1.1 研究的背景和意义
自改革开放以来,中国的经济以惊人的速度在进步着,我们的生活水平也随
之越来越好,各行各业也日渐强大,而因为中国有着大量的人口,所以房地产行业
发展的尤为快速,随之而来的高楼大厦、小区社区不断增加。我们的家庭房屋电
线电缆也越来越多,室内的结构也越发复杂,大量电器用品的使用,那么线路短
路或者物品自燃也是现代家庭不得不防范的一个问题。大数据表明,我国近 10
年来的火灾情况为:平均每年 13-15 万起、直接造成损失每年约 200000 万元,
面对这样的数据,我们有理由要更加的重视火灾问题,也要更加努力的去发展着
方面的防护措施。
采用智能的家庭防火系统,对于有可能发生的灾害能有效的减少和避免。温
度感应器安装于室内,当温度不正常的上升到一定程度时,或者烟雾浓度达到一
定值时,发报警信号,自动洒水,及时处理以免造成更进一能步的伤害和损失。
而如果检测到有人在现场和温度与浓度都没有达到一定的危险值时,可由人判断
如何去救火,避免系统小题大做而造成不必要的损失,而得不偿失。本作品专门
针对家庭的安防系统,创新性地将警示,防火灭火,等紧急情况于一身,为居家
安全放心提供了强有力的保障。
1.2 火灾警报器的现状与发展趋势
1.2.1 火灾警报器的现状
在我们国家,关于火灾报警系统方面的研究和应用,目前还处于比较基础的
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南抖北快东卫
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