室内外环境监测报警系统设计报告.docx

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室内外环境监测报警系统设计报告.docx

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

 

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:

;

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

}

 

2.CC2530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

 

11.CC2530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""

#include""

#include""

#include""

#include""

%

#include""

#include""

#include""

#include""

#include""

#include""

#include""

#include""

|

#include""

voidDeal_With(u8,u8);

voidDeal_Temp(u8,u8);

externunsignedcharTH,TL,RH,RL;

externunsignedchartemp[7];

externu8RES;

~

intmain(void)

{

u8ts=0;

u8fs=1;

u8mq=0;

u8ir=0;

u8h_norm=H_TEMP;

^

u8l_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)

{

caseKVALUE1:

fs=Set_LCD(ts);break;

caseKVALUE2:

h_norm=Set_H_Param(ts,fs);break;

caseKVALUE3:

l_norm=Set_L_Param(ts,fs);break;

caseKVALUE4:

Reset_Instrument(ts);break;

default:

break;

}

switch(fs)

{

case0:

break;

case1:

Display_Indoor();break;

case2:

Display_Outdoor_1();break;

case3:

Display_Outdoor_2();break;

case4:

Display_Set_Temp_Param(h_norm,l_norm);break;

!

default:

break;

}

Deal_With(mq,ir);

Deal_Temp(h_norm,l_norm);

}

}

2.CC2530监测温度程序

}

#ifndef__DS18B20_H__

#define__DS18B20_H__

externunsignedcharDs18b20Initial(void);

externvoidTemp_test(void);

externvoidTemp_Conversion(void);

externunsignedchartemp[7];

externunsignedchartflag;

#endif

#include""

#include""

#defineuintunsignedint

#defineucharunsignedchar

#defineDs18b20DataP0_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。

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