基于STM32的智能WIFI烟雾报警系统

基于STM32的智能WIFI烟雾报警系统

摘要：该系统使用STM32作为微处理器，MQ-2通过A /D转换为STM32作为烟雾传感器，然后通过Esp8266WiFi芯片上传到云平台实时查看。在完成该系统的硬件设计和软件的开发方面，主要研究了选型以及烟雾传感器的电路，参数以及STM32客户端的建立，以及机智云平台应用开发。该系统具备实时性，且该系统价格低廉，处理器性能稳定，且含有多个IO口，扩展方便。

关键字：STM32；串口；云平台；A/D转换

Abstract：This system uses STM32 as a microprocessor, and MQ-2 is converted to STM32 through A/D as a smoke sensor, and then uploaded to the cloud platform through the Esp8266WiFi chip to view it in real time. In the completion of the system hardware design and software development, the main research of selection and the smoke sensor circuit, parameters and the establishment of the STM32 client. The system has real-time performance, and the system is cheap, processor performance is stable, and contains multiple IO ports, which has the advantages of expansion and convenience.

Key words：STM32；Serial Port;；Cloud Platform；A/D Conversion

目录

摘要 (Ⅰ)

Abstract (Ⅰ)

目录 (Ⅱ)

1 系统研究 (1)

1.1 本系统的研究意义 (1)

1.2 微处理器选型 (1)

1.3 烟雾传感器选型 (2)

1.4 无线模块选型 (2)

2 系统设计 (2)

2.1 系统整体思路 (2)

2.2 系统模块设计概述 (2)

2.2.1 STM32模块介绍 (2)

2.2.2 烟雾传感器模块介绍 (3)

2.2.3 WIFI模块介绍 (4)

2.3 系统设计说明 (4)

3 系统硬件设计 (5)

3.1 微控制器模块 (5)

3.1.1 电源和启动方式 (5)

3.1.2 按键 LED (5)

3.1.3 ADC (6)

3.1.4 USART (6)

3.1.5 定时器 (7)

3.1.6 程序烧录 (7)

4 程序设计模块 (8)

4.1 ESP8266WIFI芯片开发简介 (8)

4.2 传感器数据采集开发 (8)

4.2.1 硬件连线 (8)

4.2.2 ADC开发 (9)

4.3 USART调试开发 (10)

4.4 主体应用程序开发 (10)

4.5 应用程序设计流程 (11)

5 系统测试相关问题 (12)

5.1 接收烟雾浓度数据 (12)

5.2 串口测试 (13)

6 结论 (13)

1 系统研究

1.1 本系统的研究意义

随着科技的发展，互联网在我们的生活中扮演着越来越重要的角色，智能家居也越来越普及，那么对安全的需求是否也越来越重要了。本系统根据机智云官方平台提供的云平台实时上传烟雾浓度实现实时查看的功能，实现了提前预警的功能，极大地避免了损失。

本系统相较于市面上的烟雾报警器有以下优点：灵敏度高，扩展方便，易于学习传感器知识以及嵌入式知识，可操作性强，价格是市面上的五分之一,以及采用STM32系列芯片作为主控芯片，市面上并没有以STM32作为主控芯片的烟雾报警器。

缺点：本系统知识实现了采集报警以及上传的作用，无法达到商业化的目的，并且相较于市面上的烟雾报警器，安装不方便以及没有设计带阻燃材料的外壳。

最好的方式是将本次系统开发作为学习的途径，结合所学的传感器知识，嵌入式开发知识以及网络通信知识进行合理的运用。提升专业能力，提高职业竞争力。

1.2 微处理器选型

微处理器是这个系统的骨干，可以说是非常的重要了。本次系统我选用的是STM32Fx系列，STM32系列基于高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM。

Cortex M0,M0+,M3,M4和M7内核。这款微处理器是意法半导体公司推出的，具有高集成度，高性能，具有12通道DMA控制器，多个个快速I/O方便扩展，也有适合烟雾传感器的低功耗模式。并且STM32还提供了与其他STM32微控制器相同的标准接口，更是增加的产品的灵活性。并且低功耗模式到快速启动也同样节省能量，从低功耗模式到唤醒用时小于6微秒，完全可以满足烟雾报警器要求。

1.3 烟雾传感器选型

烟雾传感器相当于是整个系统的眼睛，可以说是很重要的一个环节了。经过观看各种烟雾传感器的属性，经过对比调查。烟雾传感器主要分为3类（1）：离子式烟雾传感器；（2）光电式烟雾传感器；（3）气敏式烟雾传感器；本次设计最适合的传感器采用的是离子式烟雾传感器，本次采用的型号为MQ-2，其采用的材料是气敏材料，敏感度非常高，细微的变化也能察觉到，所以非常适合作为本设计的传感器。但是要小心:在使用之前必须预热。

1.4 无线模块选型

对于无线模块，本系统选用的是ESP8266。ESP8266具有成本低，高性能的特点。其成本只要10元左右，可以说是物美价廉。其可以作为AP模式和station 模式，本系统中作为AP通过WIFI或者热点向云平台发送数据。

2 系统设计

1.1系统整体思路

图2-1系统结构框图

2.2 系统模块设计概述

2.2.1 STM32模块介绍

本系统采用的芯片型号是STM32F103c8t6，基于ARM-M架构32位的微控制器，作为本系统的处理核心,拥有从64K或128K字节的闪存程序存储器，高达20K字节的SRAM。支持睡眠、停机和待机模式[13]。V BAT为RTC和后备寄存器供电。