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室内外环境监测报警系统设计报告

太原工业学院大学生科技创新

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室内外环境监测报警系统

设计报告

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系部名称：电子工程系

项目名称：室内外环境监测报警系统

指导教师：陆锋

申请者：冯国栋

年级专业：11级电子信息工程

申请日期：2013年11月24日

联系电话：

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一、项目主要内容

本项目将利用单片机与传感器等电子器件，设计一款实用方便的室内外环境监测报警系统。设计分为两个模块，室内模块和室外模块。室内模块主要功能是：测量室内温度和湿度、火灾监测报警、烟雾（或有害气体）监测报警；室外模块的主要功能是：测量室外温湿度。两个模块可以通过无线（采用ZigBee）连接，单片机将收集的数据进行处理，将温度、湿度及室内外温差显示在LCD显示器上；当出现火情、有害气体泄漏时，蜂鸣器用不同频率的响声分别对各种情况进行预警。

二、项目主要创新

1.设计的室内外环境监测报警系统灵巧、简便。

2.将日常生活中需要的几种监测报警系统进行统一的整合。最主要的是设计了温湿检测、火灾监测、烟雾及有害气体监测报警。

3.可以用我们设计的系统作为控制系统，外接风扇、水雾喷洒或换气系统。根据温度变化调节风扇、根据湿度喷洒水雾或根据空气质量开关换气系统。

4.使用了ZigBee近距离无线组网通讯技术。

三、硬件电路设计

硬件电路包括室内模块和室外模块。室内模块相当于协调器，使用了STM32和CC2530两款芯片，主要用于检测室内温湿度并显示、监测火灾、有毒气体以及报警装置、接收室外温湿信息并显示、控制继电器等。室外模块相当与终端设备，使用CC2530芯片，主要用于检测室外或其他地方温湿参数，并把这些参数无线发射到室内模块进行显示。下面是主要的硬件设计。

1.STM32核心板电路图

}

https://www.docsj.com/doc/954361897.html,2530核心板电路图

3. 电源电路设计

；

是5V 转芯片

4. DS18B20电路设计

5. DHT11电路设计

。

6.火灾、烟雾监测电路设计

烟雾、有害气体监测使用MQ_2，利用红外接受二极管监测是否有火灾发生。LM393是一种低功率失调电压双比较器，它类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端，两个输入端一个称为同向输入端，一个称为反相输入端。在比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压作参考电压，另一端加一个待比较信号电压。

7.)

8.LCD 显示电路设计

9.继电器电路设计

10.按键电路

https://www.docsj.com/doc/954361897.html,2530串口通信电路设计

四、…

五、部分软件设计

由于程序较长，这里提供部分程序。

1.STM32主程序部分

#include ""

void Deal_With(u8,u8);

void Deal_Temp(u8,u8);

extern unsigned char TH, TL, RH, RL;

extern unsigned char temp[7];

extern u8 RES;

int main(void)

{

u8 ts = 0;

u8 fs = 1;

u8 mq = 0;

u8 ir = 0;

u8 h_norm = H_TEMP;

u8 l_norm = L_TEMP;

delay_init();

LED_Init();

Buzzer();

RELAY_Init();

IR_Init();

MQ_Init();

USART1_Configuration();

USARTx_NVIC_Configuration();

LCD_Init(0x38,0x0c,0x06,0x01);

DS18B20_WriteEEPROM();

Scan_Key_Configuration();

while(1)

{

DHT11_ReadData();

DS18B20_ReadTemperature();

Temp_Conversion();

Slect_Model();

mq = MQ_Scan();

ir = IR_Scan();

ts = Key_Scan();

switch(ts)

{

case KVALUE1 : fs = Set_LCD(ts); break;

case KVALUE2 : h_norm = Set_H_Param(ts,fs); break;

case KVALUE3 : l_norm = Set_L_Param(ts,fs); break;

case KVALUE4 : Reset_Instrument(ts); break;

default : break;

}

【

switch(fs)

{

case 0 : break;

case 1 : Display_Indoor(); break;

case 2 : Display_Outdoor_1(); break;

case 3 : Display_Outdoor_2(); break;

case 4 : Display_Set_Temp_Param(h_norm,l_norm); break;

default : break;

}

Deal_With(mq,ir);

Deal_Temp(h_norm,l_norm);

}

https://www.docsj.com/doc/954361897.html,2530监测温度程序

}

#ifndef __DS18B20_H__

#define __DS18B20_H__

extern unsigned char Ds18b20Initial(void);

extern void Temp_test(void);

extern void Temp_Conversion(void);

extern unsigned char temp[7];

extern unsigned char tflag;

。

#endif

#include ""

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

#define Ds18b20Data P0_6 成了软件编程。分别使用了Keil和IAR 软件完成了对STM32和CC2530的软件设计，并完成了软件测试。

3.使用了Zigbee 低功耗个域网协议，实现了无线数据联网、传递。

4.结合软件和硬件进行系统测试，分别进行了火灾监测报警、烟雾监测报警、有害气体报警监测、联网收集室内外温湿度测试，

基本达到了设计要求。

通过本次创新设计，我掌握了很多知识，动手实践能力有了很大的提高，为我以后的学习、工作打下了良好的基础。