頁第二章系統(tǒng)的總體設(shè)計2.1系統(tǒng)整體方案設(shè)計思路該系統(tǒng)主要由三大模塊組成：檢測，顯示，報警。該系統(tǒng)以STM32F103為中央處理單元，研究了溫度、濕度和煙氣的測量方法。采用DHT11溫濕度傳感器測量溫濕度，MQ-2煙氣檢測器測量煙氣濃度，并通過AD0832將仿真數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，輸入到單片機(jī)中。由單片機(jī)來控制LCD1602LCD顯示屏，對所探測到的溫度、煙霧濃度進(jìn)行顯示，通過鍵來設(shè)定溫濕度和煙霧警報的上限，同時還可以發(fā)出警報，ESP無線模塊主要是用來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與電話的無線通訊，而單片機(jī)則可以通過一個無線串口向手機(jī)傳送資料，同時也可以在APP中顯示出來。圖1為總的操作示意圖：圖1：工作原理圖2.2系統(tǒng)構(gòu)成該系統(tǒng)由兩個部分組成，一是硬件，二是軟件。其中，硬件部分是選用微控制器、傳感器和元件。在選定了全部材質(zhì)之后，再進(jìn)行電氣線路的規(guī)劃，以保證各線路的正確性及通暢。然后根據(jù)圖紙上的線路圖，將這些東西拼接在一起，形成一套微型計算機(jī)。在硬件實(shí)現(xiàn)之后，就是對整個單片機(jī)進(jìn)行控制的軟件。在此使用KEIL軟體來編寫軟體，KEIL軟體整合連結(jié)器、編譯器、巨集、管理程式及模擬偵錯器。整個程序使用C++編程，寫好后進(jìn)行試驗(yàn)，無問題將產(chǎn)生的hex文件寫入單片機(jī)。本系統(tǒng)以STM32F103微控制器為核心，分為檢測段、顯示段、報警段及無線串行傳輸段。其中，以DHT11溫濕傳感器作為溫濕度的探測單元，MQ煙氣探測器用于煙氣的探測，將采集到的模擬信號經(jīng)AD0832模數(shù)變換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并將這些數(shù)據(jù)輸入單片機(jī)。在顯示部分，采用液晶1602液晶顯示溫度、濕度、煙氣濃度等參數(shù)。報警部為按鈕，設(shè)置溫、濕度和煙霧報警的最高報警值，當(dāng)報警值超出最大報警值時，單片機(jī)驅(qū)動三極管驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出報警。在無線串口發(fā)送裝置中，采用了ESP8266無線模塊。該單元利用一個無線模塊與手機(jī)相連，同時向移動端的APP傳輸溫度、溫度、煙霧的含量。

第三章系統(tǒng)的硬件與電路設(shè)計3.1系統(tǒng)硬件與電路設(shè)計思路該系統(tǒng)使用LED1602LCD顯示器來顯示獲取的溫度、濕度和煙霧含量。單片機(jī)型號為STM32F103，該系統(tǒng)采用溫、濕度傳感器對環(huán)境溫、濕度進(jìn)行監(jiān)控，同時采用煙氣傳感器對周邊環(huán)境進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。設(shè)定溫、濕報警的最高值和煙濃度報警的最高值。AD0832數(shù)字轉(zhuǎn)換器把采集到的煙氣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，并將其傳送至微控制器進(jìn)行計算。系統(tǒng)采用ESP8266作為無線通信單元，實(shí)現(xiàn)了與移動電話的通信，并通過無線方式將檢測到的信息發(fā)送給移動電話。產(chǎn)品包括三個按鈕，用于設(shè)置煙氣、溫度和濕度警報的最高值。當(dāng)探測到的溫度、濕度和煙霧含量超過設(shè)定的限制時，微控制器會驅(qū)動三極管發(fā)出警報聲。該單片機(jī)控制系統(tǒng)使用5V直流電源供電：圖2：系統(tǒng)硬件原理圖

3.2STM32F103概述STM32F103是STC公司率先開發(fā)的一款低功耗、高性能的單片機(jī)。其主要作用是對各種類型的傳感器及其外圍裝置進(jìn)行自動計算、處理，并對采集到的數(shù)據(jù)和信號進(jìn)行自動計算，以完成相應(yīng)的工作。和一般的電腦比較，與普通的計算機(jī)相比，單片機(jī)最多也就是一個小型的集成電路，能夠做的事情很少，最多也就是做幾個簡單的操作。但是，單片機(jī)的用途非常廣泛，幾乎所有的家用電器都是由它來控制的，像冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)、電視機(jī)等等。此外，在各種儀器、航天、家電、醫(yī)療器械等領(lǐng)域也得到了廣泛的使用。本系統(tǒng)選用STM32F103C8T6作為系統(tǒng)的核心部件。它的性能比51系列要好很多，它不但具有較高的運(yùn)算速度，還具有2路AD轉(zhuǎn)換器，因此，在進(jìn)行煙感和CO控制的時候，不需要額外增加一臺外部ADC，非常方便。另外，本系統(tǒng)還提供了強(qiáng)大的通信和控制功能。這是51單片機(jī)無法比擬的。因?yàn)?1單片機(jī)只用一個串行端口通信，32單片機(jī)能用五個串行端口通信，所以在一些要求采用串行通信的模塊中，不需要采用雙串口模塊如CD4052來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，所以它被廣泛地用于市場中。另外，32微控制器還可以在功耗要求較高的場合使用，因?yàn)?2微控制器可以實(shí)現(xiàn)多種不同的工作模式。STM32系列功能：1.在STM32C8T6中，采用RTC、低負(fù)載的方式，取代了常用的價格較低的圓柱型單晶，并對其進(jìn)行了優(yōu)化。2.48個針頭。3.72Mhz的操作頻率。4.使用3個傳統(tǒng)的計時器，1個高級的計時器。5.使用了2個2/16通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器。6.使用3.3V穩(wěn)壓裝置，可保證最大輸出電壓為300Mhz。7.支持對ST-LINK和JTAG錯誤檢測的下載。8.Flash為64千字節(jié)，RAM為20b。在圖3中顯示了STM32的實(shí)體圖：圖3：STM32F103C8T6實(shí)物圖1、電源指示燈（一般是紅色）：當(dāng)電源指示燈亮亮?xí)r，表明MCU工作正常，而當(dāng)指示燈變黑或閃爍時，則表明該MCU出現(xiàn)了問題。2、user-LED(PC13)：此功能的應(yīng)用極大地便利了我們對MCU的操作狀況等較為簡單的功能檢測，以便于新手更好地對其進(jìn)行測試。3、在單片機(jī)上使用帽子跳躍法，我們可以實(shí)現(xiàn)3種stm32的編程方法。例如，用戶的SARM,flash以及系統(tǒng)內(nèi)存。4、對單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位。5、8M晶體振蕩器：主要用來設(shè)定微控制器72Mhz的系統(tǒng)。6、32768KHz晶振：采用內(nèi)建RTC結(jié)構(gòu)，省去了對定時處理等專用時鐘芯片的要求。3.3按鍵控制電路該系統(tǒng)采用三個微型開關(guān)并聯(lián)構(gòu)成一種新型的多功能微型計算機(jī)，其主要功能為在打開的鍵開關(guān)的情況下，當(dāng)輸入/輸出引腳處于高電平時，輸入/輸出引腳和地均為斷開狀態(tài)。當(dāng)按鍵按下時，輸入/輸出引腳為地，此時高電平變?yōu)榈碗娖?，同時將一個低電平送到MCU。它的基本原理就是檢測鍵盤的高低電壓。由于按鍵之間的轉(zhuǎn)換，難免會出錯，所以，在使用“寫入”功能時，需要附加一個抗抖動功能，從而改善了計算的準(zhǔn)確性。此項(xiàng)產(chǎn)品的煙氣、溫度、濕度警報的最高值均采用按鈕設(shè)定。鍵1是增加，鍵2是減去，鍵3是設(shè)置的數(shù)值。圖4是一種鍵控制線路示意圖：圖4：按鍵控制電路3.4電源電路這個系統(tǒng)的工作原理是以5V直流電壓為驅(qū)動源，由3管功率支架和6管功率開關(guān)組成。其中，功率支架用于連接外部供電插座，而功率開關(guān)則用于控制整個單片機(jī)的通斷。電源插座的2口引腳為接地，3口引腳用于固定，沒有特殊目的，1口引腳連接到電源開關(guān)的3口引腳。電源開關(guān)的第1、3孔引腳和4、6孔引腳的作用是一樣的，它們都將輸出到電源的正極。電源開關(guān)的2端口、5端口均為單片機(jī)的地線，在使用時要做好對比，即選用1端口和3端口的管腳。這樣要選擇5口管腳做地腳，選擇4口管腳和6口管腳做輸出口，2口管腳做接地引腳。微控制器中的感應(yīng)器及無線傳送晶片的工作電壓均為5V，因此5V完全可以滿足系統(tǒng)的工作要求。如果有12V或其他電壓的感應(yīng)器，可以通過增壓模組將5V提升至更高的電壓來提供電源。此外，系統(tǒng)還包含半導(dǎo)體開關(guān)，它能把直流電源轉(zhuǎn)換成其他固定或可調(diào)節(jié)的直流電源。在開啟半導(dǎo)體開關(guān)的情況下，DC電壓處于高電平；在半導(dǎo)體開關(guān)打開的情況下，DC電壓下降到一個較低的水平。通過改變半導(dǎo)體開關(guān)的導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)，可以使輸出信號的頻率、脈寬發(fā)生變化，也就是使直流電壓的均值發(fā)生變化。這次的供電線路在圖5中表示：圖5：電源電路3.5報警電路警報模塊是該系統(tǒng)的一個重要組成部分，它使用了一個蜂鳴器來提醒用戶。當(dāng)DHT11溫度濕度傳感器檢測到的溫度、濕度或煙霧報警值超過設(shè)定的溫度、濕度或煙霧報警限制值時，STM32F103對三極管進(jìn)行控制，使其發(fā)出警報。蜂音器的結(jié)構(gòu)如圖6所示，其一端連接到三極管的引腳，另一端連接到地面。三極管采用PNP三極管，其功能是增大電流，提高電平特性。當(dāng)STM32F103輸出高電平時，三極管導(dǎo)通，通過蜂音器產(chǎn)生聲響。當(dāng)STM32F103輸出為低電平時，三極管關(guān)斷，沒有電流流過蜂鳴器，蜂鳴器就不能發(fā)出聲音。通過這種方式，系統(tǒng)可以根據(jù)需要發(fā)出不同的警報聲，以提醒用戶注意異常情況。由于微控制器的電路很少，所以不能給蜂音器供給所需要的電流。通過三極管對驅(qū)動電流進(jìn)行放大，使其被放大到200倍，從而使蜂鳴器發(fā)出警報。同時，三極管的上拉電阻器作為電流限制器，避免了因電流太大導(dǎo)致的蜂鳴音被破壞。圖6：蜂鳴器報警電路3.6LCD1602液晶顯示電路該方案的輸出顯示使用LCD1602液晶顯示器，這是一種工業(yè)數(shù)字液晶顯示器。它的名字表明它的顯示屏上有兩條線，每條線有十六個字母，可以一次顯示32個字母。LCD1602液晶顯示器充分發(fā)揮了LCD的特點(diǎn)，將其輸出的電壓調(diào)至控制區(qū)，最后將所需的圖像或數(shù)值呈現(xiàn)出來。除了能顯示數(shù)值外，LCD1602還能同時顯示各種字符和文字。LCD1602液晶顯示器的管腳如圖7所示，電源地線1號引腳，與MCU地線聯(lián)通；第2引腳是由VCC驅(qū)動的5V操作的輸入引腳。該插腳3（VO）被配置為調(diào)節(jié)顯示器的顯示亮度，該引腳4（RS）被用來選擇寄存器，當(dāng)該電平為高時，它被用做一個數(shù)據(jù)緩沖器，而當(dāng)它是一個低電平時，它被用做一個指令寄存器。5號引腳為RW讀寫信號，用來讀寫數(shù)據(jù)。6號引腳指示使能，并且讀取的數(shù)據(jù)是高電平，指示為“低”。7-14號引腳是8位二向資料段口，而15-16號引腳則是背光源的電源引腳。在與微控制器通信時，P0口和P0口連接，而P0口和P0口則需要用上拉電阻器進(jìn)行連接。本系統(tǒng)使用LCD1602LCD，顯示檢測到的溫濕度和煙氣濃度，并給出溫度、濕度和煙霧的最大值設(shè)置流程。使用者只需按一下按鈕，就能設(shè)定室內(nèi)的溫、濕、煙等報警上限，一旦檢測到溫、濕、煙等超標(biāo)，就會發(fā)出報警信號，提示使用者出現(xiàn)異常狀況。它的管腳連接示意圖見圖7：圖7：LCD1602液晶顯示電路圖3.7ESP8266模塊電路在此系統(tǒng)的無線通訊系統(tǒng)中，使用了ESP8266的無線串行通訊模塊。ESP8266是一種極低功率的UART-WiFi透傳組件，它具有很強(qiáng)的能力，通訊范圍很廣，而且它的成本低廉，而且它的尺寸也很小，可以很容易地插入到奧的任意一款產(chǎn)品中。它的性能很好，它能夠運(yùn)行LWIP協(xié)議，并且可以同時提供三種工作模式，即AP+STA模式，發(fā)送AT指令簡便、高效。ESP8266采用3.3V的工作電壓和5V的微控制器實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的功能。本系統(tǒng)使用單片機(jī)和手機(jī)之間的無線通信模式，通過WIFI模塊將溫度、溫度、煙氣濃度等信息傳輸?shù)绞謾C(jī)上，并通過手機(jī)APP進(jìn)行顯示。圖3.8是元件ESP8266的原理圖，其中，2號、4號、8號針是地線，1號管腳連接到微控制器A10號管腳，5號管腳連接到微控制器A9。圖8：sim800模塊電路3.8溫濕度傳感器模塊電路在這一次的設(shè)計中我使用了DHT11溫濕度傳感器，其中DHT11溫濕度傳感器用于溫、濕度的測量，在之前的項(xiàng)目中，我曾需要測量水中的溫濕度，DHT11出色的防水型使我這一次也選擇了它，由于是圖書館，之后我們考慮到要將設(shè)備與消防栓做聯(lián)動，當(dāng)有火情時消防栓會自動開啟，所以傳感器是否防水也需要在我們的考量范圍之內(nèi)。該傳感器占地有很小，在保證精度的前提下，其精度可達(dá)0.02。采用單一總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?。由于其抗干擾能力強(qiáng)，在高爐、機(jī)房、住宅等領(lǐng)域得到了廣泛的使用，適合于很多小的空間和數(shù)字溫度探測。該溫度傳感器的轉(zhuǎn)換速度為75ns，大大高于傳統(tǒng)DS1820。把檢測到的數(shù)據(jù)串行轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。DHT11型溫濕度傳感器是一種經(jīng)過校準(zhǔn)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)源，可以在0-50℃+2℃，濕度20-90%條件下，具有較高的測量精度。DHT11采用單總線雙通道串行通信協(xié)議，通過STC89C52發(fā)送使能信號，通過輸入/輸出管腳將其送至DHT11,DHT11再對微控制器發(fā)送一條回復(fù)信息，并按照40位的數(shù)據(jù)幀的格式，將采集到的信息以40位的數(shù)據(jù)的形式，以最大的位數(shù)排列在前，其中，溫濕的十進(jìn)制部分默認(rèn)為0，即MCU采集的數(shù)據(jù)都是整數(shù)，而檢驗(yàn)比特是4字節(jié)的數(shù)據(jù)加最后的8位的數(shù)據(jù)，再對所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，獲得對應(yīng)的溫濕度，最終在液晶顯示器上顯示出來。在圖9中表示了溫濕度傳感器組件的電氣線路圖：圖9：溫度傳感器電路3.9煙霧傳感器模塊電路煙氣傳感器主要是用來對目前地點(diǎn)的煙氣濃度進(jìn)行探測，從而達(dá)到防止火災(zāi)的目的。我在煙氣報警器的選擇上，使用了一種離子型的煙氣感應(yīng)裝置，在我國各大消防品牌中曾經(jīng)都有過它的身影，例如皓安，海灣這樣的資深品牌，存在即是合理，它運(yùn)用了一種穩(wěn)定及先進(jìn)的傳感器，成本較低以及它的靈敏度也具有性價比，但是在國標(biāo)《點(diǎn)型感煙探測器項(xiàng)目參數(shù)》發(fā)表之后，我們國家更需要精度更高，探測范圍更廣的感煙探測器，它比氣體電阻類的防火報警器要好得多。目前我國市面上的煙霧傳感器主要有離子型、光電型和氣體敏感型2種。其中，光電型煙氣檢測技術(shù)主要有兩種，一種是減光型，一種是散射型。本項(xiàng)目擬利用潔凈大氣中二氧化錫作為敏感材料，利用其導(dǎo)電性能與瓦斯含量呈線性關(guān)系，利用AD0832模擬電路，實(shí)現(xiàn)對瓦斯含量的轉(zhuǎn)化，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，并將其輸入到LCD1602LCD屏幕上。它的線路示意圖顯示在圖10中：圖10：煙霧傳感器電路圖

第四章系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1系統(tǒng)軟件設(shè)計思路在完成了硬件部分的設(shè)計與調(diào)試之后，接下來就是對單片機(jī)及周邊的傳感器的軟件開發(fā)。首先要清楚，首先要畫出一幅流程圖，然后按照感應(yīng)設(shè)備的順序，對整個系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。首先是各種儀器的開機(jī)，接下來就是溫控、濕度、煙霧等一系列的操作，隨后就是報警器的聲音。本系統(tǒng)的啟動程序系統(tǒng)由以下步驟組成：首先對ESP8266WI-FI進(jìn)行初始化，用溫度感應(yīng)器和濕度感應(yīng)器監(jiān)測當(dāng)前的溫度和濕度，接著煙氣密度探測器對目前煙氣的含量進(jìn)行監(jiān)測，通過控制器上的鍵位來設(shè)定溫、濕、煙的警報極限值。如果超過了溫、濕、煙告警的上限，則由單片機(jī)聯(lián)動模塊最后發(fā)送信號到三極管來對蜂鳴器進(jìn)行警報，另外，通過ESP8266WIFI無線模塊與手機(jī)進(jìn)行第一次的配對，用戶名與密碼設(shè)置好后，將探測到的溫、濕度、煙霧濃度值的數(shù)據(jù)傳送到移動終端就是我們所說的手機(jī)APP中。我們即使人不在圖書館也能實(shí)時檢測到圖書館中溫濕度與煙的數(shù)據(jù)量。在圖11中顯示了總體的流程：圖11：系統(tǒng)流程圖4.2LCD1602顯示流程圖液晶1602液晶顯示屏開機(jī)后，將先進(jìn)行初始化，然后是清屏，最后是記憶體。接著，它與單片機(jī)進(jìn)行了雙向聯(lián)動通信，以單片機(jī)為核心，對顯示的內(nèi)容和顯示的亮度進(jìn)行控制，當(dāng)單片機(jī)通過一定時間的延時之后，將檢測到的溫度、濕度和煙霧濃度的數(shù)值顯示在屏幕上。在通過控制器上的鍵盤控制，實(shí)現(xiàn)溫濕度、煙氣報警值的自動調(diào)整可以調(diào)制報警值的上限與下線，進(jìn)而應(yīng)對不同地區(qū)不同時間的變化，比如說我們大西北地區(qū)的溫濕度上限絕對要比東南地區(qū)的溫濕度上線要低，這是由于西北地區(qū)的常年干燥，可以根據(jù)不同地方進(jìn)行不同的調(diào)整，又比如說早上的濕度情況肯定又比晚上的高，這又是根據(jù)時間來進(jìn)行的調(diào)整。單片機(jī)控制在寫管腳對要被顯示的內(nèi)容進(jìn)行編寫和傳輸。然后屏幕發(fā)出命令，顯示出里面的內(nèi)容。液晶1602的顯示流程如圖12中所示：圖12：LCD1602初始化流程圖4.3ESP8266無線通信流程圖將ESP8266與單片機(jī)相連，完成對射頻模塊的供電。首先要做的就是對串行接口進(jìn)行初始化設(shè)置，這樣ESP8266INIT就會出現(xiàn)在LCD1602的LCD屏幕上，接著，單片機(jī)會打開總中斷，在有一個信號將要被輸出的時候，然后是串行中斷，然后是串行中斷。此后，定時器1啟動后，隔一段時間，向外發(fā)送溫度、濕度和煙霧濃度數(shù)據(jù)，從而使單片機(jī)的全部中斷結(jié)束。隨后將串行通信模式設(shè)定為1，將計時器最終設(shè)定為我們一開始設(shè)定的上線，這樣就完成了整個過程。單片機(jī)的串行通訊功能是通過與模塊ESP8266進(jìn)行聯(lián)動通訊，向手機(jī)傳送數(shù)據(jù)探測到的溫濕度與煙氣等數(shù)據(jù)，同時通過手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)對溫濕度與煙氣量的實(shí)時變化檢測。在圖13中表示了ESP8266的無線通訊的流程圖：圖13：ESP8266無線通信流程圖4.4溫濕度度檢測流程圖當(dāng)溫濕度傳感器打開時，它就可以工作了，它是由STM32F103啟動一個啟動信號，然后通過一個輸入/輸出模塊利用管腳將它傳送到DHT11溫度傳感器當(dāng)中。然后，此時的DHT1溫度和濕度傳感器會向單片機(jī)發(fā)出一個接受訊號，就比如說是溫度達(dá)到所設(shè)置的上線，然后根據(jù)40比特的數(shù)據(jù)幀的形式來接受和輸出所接受到的訊息。溫、濕度傳感器進(jìn)行工作時，經(jīng)過特定的檢測，將數(shù)據(jù)與設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比對，通過一定的方法，將環(huán)境中的溫度、濕度，轉(zhuǎn)換成電信號或其他需要的信息，從而實(shí)現(xiàn)對信號的接收。目前，市場上使用的溫、濕度傳感器以測量溫、濕度為主。當(dāng)前測量溫度和濕度的方法主要有：動態(tài)測量法，靜停法，露點(diǎn)法，以及各類電子感測法。而我所選用的溫濕度探測器運(yùn)用的就是其中的動態(tài)法。DHT11型溫濕度傳感器將探測到的溫、濕數(shù)值以數(shù)碼方式向微控制器輸入，由微控制器進(jìn)行內(nèi)部運(yùn)算，得到該時刻的溫度，并在LCD1602LCD上進(jìn)行顯示。在圖14中顯示了溫濕度探測的流程圖：圖14：溫度檢測流程圖4.5按鍵子程序這一次的按鈕回路的功能很少，主要功能是設(shè)定蜂鳴器報警的上限與下線。單板機(jī)的鍵共有4個引腳，要與同一邊相連，其中的3個鍵并聯(lián)，只需把同一個管腳連在一起就可以了。單板機(jī)的鍵的工作原理是探測到低電平信號，在主程序中，會首先進(jìn)行一次檢測，當(dāng)探測到一個鍵的低電平信號時，比如說是檢測到了濕度的上限，那么這樣微控制器會發(fā)出一個信號傳送到下一個模塊，就比如傳送到蜂鳴器的模塊這樣蜂鳴器就會報警，然后再進(jìn)行另一個鍵操作。3個鍵分別代表上升，下降，確定，返回。每一頁都有不同的特性具有不同的功能和傳送到下一個鍵的方式。使用3種功能來完成各自的運(yùn)算，并要做延遲運(yùn)算以避免錯誤。下面是一個流程圖15顯示了一個流程圖：設(shè)置設(shè)置按鍵是否按下子程序入口返回Y加減NYYY圖15：按鍵流程圖4.6煙霧檢測流程圖煙氣傳感器是通過MQ型氣敏元件，在游戲中對空氣中的甲醛、丙醇等具有良好的靈靈性，隨著控制器中可燃性氣體的含量的提高，可以通過一種簡易的電路，將導(dǎo)電性的改變轉(zhuǎn)化為與此氣體的濃度對應(yīng)的一個類比的輸出，然后通過AD0832的數(shù)模變換模塊，將其轉(zhuǎn)化為數(shù)值，再送入到單片機(jī)中。圖16顯示了它的工作流程。圖16：煙霧檢測流程圖4.7報警流程圖在運(yùn)行了主功能之后，它就會對有沒有出現(xiàn)任何的中斷進(jìn)行檢查，它先是用鍵盤來設(shè)置溫度、濕度和煙霧的警報極限，再用一個周期的功能來判定它的數(shù)值有沒有超過這個極限，在發(fā)出警報的時候，蜂鳴器警報警報的程序框圖見圖17：圖17：報警流程圖

第五章系統(tǒng)調(diào)試5.1焊接調(diào)試把需要的東西都準(zhǔn)備好，然后根據(jù)圖紙，對單片機(jī)器的線路板進(jìn)行焊接。首先是把插頭焊在一起，然后再把最少的單片機(jī)控制芯片的晶體振蕩器和重置回路給焊好。確認(rèn)LCD1602LCD的定位后，將上拔電阻器與P0端口焊合，然后用引線與顯示器相連。在背面，則是安裝了溫度、濕度、煙氣、模擬數(shù)字變換、ESP8266、蜂音器、鍵盤、供電等多種功能。然后根據(jù)線路將各組件之間的線路進(jìn)行串聯(lián)，以保證不會發(fā)生短路。STM32F103利用燒錄器將已編譯好的程序?qū)懭胄酒?，并最終嵌入到芯片中。在5V的直流電源下，按壓開關(guān)，看LCD1602的LCD顯示屏能否正確地顯示出來，在顯示的情況下，顯示回路是正確的，然后再看看其它的感應(yīng)器的工作情況，以及顯示屏上有沒有任何的輸出，有沒有任何的問題，有問題的話，就需要找到問題所在，然后再進(jìn)行處理。5.2功能調(diào)試通過對單片機(jī)的焊接試驗(yàn)，確認(rèn)無誤后，再對其進(jìn)行功能調(diào)試，以驗(yàn)證該程序的正確性。首先對LCD1602和ESP8266再次充電，先做初始化，LCD屏幕上應(yīng)有“ESP8266INIT”字樣，此步驟無誤后，再進(jìn)行各傳感器的性能試驗(yàn)。液晶1602顯示器的畫面顯示分為上下兩排，以℃表示測量的溫度，以密度表示測量的濕度，和煙霧的密度。將溫度、濕度及煙霧探測器置于圖書館內(nèi)，只需要經(jīng)過幾秒鐘的探測，即可在LCD1602LCD屏幕上顯示該場所所表示的溫度、濕度及煙霧含量?？梢酝ㄟ^按鍵，LCD1602LCD來調(diào)節(jié)顯示溫度、濕度、密度報警的上限與下限的設(shè)置。將溫度和濕度的傳感器拿在手里或放在一個干燥的地方，如果溫度超出了設(shè)置的警報極限所設(shè)定的值，就會發(fā)出警報，如果把紙張點(diǎn)著，放在煙氣探測器下方，此時，蜂鳴器就會發(fā)出警報?？梢渣c(diǎn)開了自己的APP，找到了“用戶”這個名字，然后輸入自己的密碼，確認(rèn)自己的身份，這樣單片機(jī)與APP可以進(jìn)行聯(lián)動通訊。還可以通過APP，看到房間里的溫度、濕度、濃煙等數(shù)據(jù)。到了這個時候，各項(xiàng)性能都已經(jīng)檢測完畢。

5.3系統(tǒng)的成果展示通過單片機(jī)的調(diào)試，基本焊接成果展示見圖18:圖18：焊接成果展示圖當(dāng)焊接成功后通過手機(jī)APP驗(yàn)證登錄之后，通過WIFI通訊配對連接之后手機(jī)APP會展示功能，由于目前只連接了溫濕度傳感器，但也保留了其他傳感器的連接地址，目前只有溫濕度功能可以正常使用。圖18展示手機(jī)APP基本功能：圖18：手機(jī)APP功能展示圖第六章總結(jié)與展望辛苦了好幾個月，我的畢業(yè)設(shè)計總算是圓滿結(jié)束了。過去的研究表明，溫濕度傳感器的硬件代價很低，而溫度和濕度傳感器是通過串行方式傳輸?shù)?，所以在編制溫度和濕度傳感器的時候，一定要注意讀寫順序，不然就會導(dǎo)致溫度和濕度測量值不能被讀出。在無線通信模組的編程過程中，當(dāng)對移動電話發(fā)送WIFI要求時，軟件總是會一直等著接收到的反饋信息，如果在接收端不良的話或者斷開連接了，從而失去反饋的信息，進(jìn)而導(dǎo)致整個軟件進(jìn)入重復(fù)的死循環(huán)。所以，在進(jìn)行WIFI無線模組之間的連線與軟件的設(shè)計時，應(yīng)加以注意。通過對單片機(jī)的焊接處理，我明白一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，不能只知其一不知其二，對于實(shí)驗(yàn)我們應(yīng)該對于各種技能都要做到了如指掌，只有這樣才能對整個實(shí)驗(yàn)有清晰的概念，腦袋里有一個完整的流程，只有這樣在面對其他實(shí)驗(yàn)時，過一遍流程，自己就能大概了解到自己哪一部分不太清晰，從而著重的深入研究功課難題。實(shí)驗(yàn)并不是一蹴而就的結(jié)果，要靜下心來慢慢的去感悟，從每個環(huán)節(jié)，到每一步操作自己切身體會，才能完全明白搞懂這個實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過這次長達(dá)幾個月的畢業(yè)設(shè)計，讓我對單片機(jī)有了更加深入的了解與興趣，在實(shí)際的操作過程中，我對在學(xué)校所學(xué)到的基礎(chǔ)理論知識有了更加深入的了解與鞏固，這為我在以后的工作當(dāng)中提供了很多的幫助，特別是對于我對于一個實(shí)驗(yàn)的概念，應(yīng)該從局部到整體的融會貫通，同時，在此次的畢業(yè)設(shè)計中，我也學(xué)會了自己的一些難題，并培養(yǎng)了我的團(tuán)隊協(xié)作意識。

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