基于stm32的wifi智能家居_温度报警系统设计说明书

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介绍

随着人们对生活的舒适性、便捷性、安全性以及智能化的追求，智能家居的概念已经家喻户晓。利用 STM32 单片机基础知识结合传感器检测技术完成了一套基于单片机的智能家居报警系统，从客户的需求和使用的便捷性出发，设计出一种包含 GSM 模块、按钮模块、传感器模块、显示器模块、蜂鸣器模块的智能家居报警系统。所设计的报警系统，整体成本低，适合实际生活中的使用，具有很高的使用和推广价值。系统的测量精度较高，且使用单片机进行控制能有效地减小系统体积，使得系统使用十分方便，且此系统具有较强的人机交互能力，是一款能够满足自主参数监测和控制的综合性集成设计。

总体设计

本次设计的整体工作目标是通过 STM32 单片机实现智能家居报警。首先通过数据采集模块（温湿度模块、烟雾模块）进行目标数据采集，再将相关数据模数转换后传输给单片机进行数据的综合逻辑处理，最终实现所需功能。整个方案如下：进行相关数据的采集，成功获取数据以及将数据进行模数转换；进行数据传输通道的搭建，能够成功把数据采集和数据处理进行数据传输；单片机中央处理系统对数据进行逻辑处理，成功地进行数据的人性化展示；采集到的数据通过单片机处理，系统做出明确的反应。

系统硬件设计

（1）主控制模块 STM32 单片机有着以 ARM 和 Cortex－M 为基础的微控制器的内核，具有稳定的工作状态和较低的功耗，能够快速实现大量运算，非常适合相关数据检测系统的开发，因此选用 STM32 系列单片机作为中央控制系统。主芯片通过 STM32 和相应的外部电路组成。电路加载很多电容晶体，能够通过增加晶振频率来提高整个系统的工作效率，保证脉冲宽度位为单片机提供稳定的时钟信号。复位电路的主要功能是为单片机进行初始化环境的搭建，当程序进入死锁或系统出现问题时，复位电路使系统能重新正常工作。

（2）GSM 模块 GSM 采用的是 DTMF 信号收发一体集成电路，这种电路是由 CMOS 工艺所生产的，它的发送部分采用的是开关电容式 D ／ A 变换器，接收部分主要用于完成 DTMF 信号的接收、分离和译码。 GSM 芯片有许多的优点：较高的集成度、较低的功耗，占空比可调整为双音频模式，能自动抑制拨号音并且可调整信号增益，还带有标准的数据总线，可与 TTL 电平兼容，使得编程控制更加简单方便地进行。

（3）显示模块单片机的引脚直接与显示模块实现数据连接，以电平信号输入输出的形式实现显示数据的命令下达。 OLED 显示屏被用作此次的液晶显示器。

（4）按键模块按键模块的作用是通过按键对智能家居报警系统的设置与控制，矩阵按键的规格一般为 4*4 或者 2*3 等，通过行扫描和列扫描的方式对按键进行读取。所以本次设计选择矩阵按键不仅可以节省不少的 I ／ O 口，同时也让设计显得更加美观。

（5）报警模块报警模块的作用是当系统检测到异常时进行蜂鸣报警。此次采用的是 5V 有源蜂鸣器。

（6）温湿度检测模块用输出数字信号的 DHT11 数字复合型传感器实现温湿度的采集。其中实现环境参数的两个核心部件为 NTC 感温原件和电阻式的感湿元件，它的功耗低、工作的效率高，短时间内即可进行大量数据的采集。

（7）烟雾检测模块 MQ2 传感器对周围环境进行烟雾相对含量的检测，可达到火灾预防的效果，在其内部烟雾浓度较低时，内外的电流和电压都处于稳定的状态，当烟雾浓度到达一定的水平时，会干扰传感器内部的电子运动，进而干扰电压与电流的数据，此为烟雾传感器的工作原理。

系统软件

本次系统选用的编程软件是 KEIL 编程软件，系统软件的部分采用模块化设计，主要由系统初始化子程序、显示子程序、温湿度及烟雾设置子程序、报警子程序等部分组成。主程序即屏幕、按键等电路完成初始化后，通过按键可输入密码及温湿度阈值，与两个传感器检测到的信息一并传递给单片机主控电路进行数据处理。通过比较当前环境和预设的值，有异常时通过 GSM 向用户发送警报，使用户及时采取措施。

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