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1、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： 15388513926 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，
2、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CC2
3、530两款芯片，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 ASM117-3.3是5V转3.3V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
4、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. LCD显示电路设计8. 继电器电路设计9. 按键电路10. CC2530串口通信电路设计四、 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 stm32f10x.h#include delay.h#include sys.h#include USART.h#include LCD.h#include DHT11.h#include DS18B20.h#include MQ_2
5、.h#include IR.h#include LED.h#include BUZZER.h#include KEY.h#include RELAY.h#include Display.hvoid Deal_With(u8,u8);void Deal_Temp(u8,u8);extern unsigned char TH, TL, RH, RL;extern unsigned char temp7;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 =
6、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()
7、;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;ca
8、se 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); 2. CC2530监测温度程序#ifndef _DS18B20_H_#define _DS18B20_H_extern unsigned char Ds18b20Initial(void);extern void Temp_test(
9、void);extern void Temp_Conversion(void);extern unsigned char temp7;extern unsigned char tflag;#endif#include iocc2530.h#include OnBoard.h#define uint unsigned int #define uchar unsigned char#define Ds18b20Data P0_6 /温度传感器引脚#define ON 0x01 /读取成功返回0x00，失败返回0x01#define OFF 0x00uchar temperature2; /存放温度
10、数据uchar temp7;/存放分解的7个ASCII码温度数据 uchar tflag;void Ds18b20Delay(uint k);void Ds18b20InputInitial(void);/设置端口为输入void Ds18b20OutputInitial(void);/设置端口为输出uchar Ds18b20Initial(void);void Ds18b20Write(uchar infor);uchar Ds18b20Read(void);void Temp_test(void); /温度读取函数void Temp_Conversion(void);/时钟频率为32Mvoi
11、d Ds18b20Delay(uint k) /*uint i,j; for(i=0;ik;i+) for(j=0;j 8000)Flag_1 = OFF; Status = Ds18b20Data; Ds18b20OutputInitial();/P0_6设置为输出模式 Ds18b20Data = 1;/拉高总线 Ds18b20Delay(100); return Status;/主机往Ds18b20写数据void Ds18b20Write(uchar infor) uint i; Ds18b20OutputInitial();/P0_6设置为输出模式 /发送一个字节 for(i=0;i8;i+) /发送一位 if(infor & 0x01) Ds18b20Data = 0; Ds18b20Delay(6); Ds18b20Data =
