室内外环境监测报警系统设计报告

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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
…
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。

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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
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2530核心板电路图
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3. 电源电路设计
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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
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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
-
2530串口通信电路设计
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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 ""
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#include ""
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#include ""
#include ""
|
#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);
}
}
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 ""
#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。