编号CJ-32-2022-153设计简介本设计是基于物联网节能及安防控制系统主要实现以下功能1、检测光强室内外温度两个温度传感器人体红外检测是否有人2、室外温度过高并且光强大于阈值窗帘关闭否则窗帘打开3室内温度大于40度进行报警4、安防模式下人体红外检测到人进行报警5当安防模式关闭时人体红外检测到人且光线较弱USB灯打开且亮度与光照强度成反比6当安防模式关闭时当检测到人室外温度小于14度并且室内温度小于18度开启暖空调7当安防模式关闭时检测到人是根据温度控制风扇档位8、检测燃气当燃气过高打开排风扇当室内温度高于45度说明发送火灾蜂鸣器报警9、通过WiFi链接云平台可以开启和关闭安防监测数据标签STM32、空气质量、WIFI、人体红外、温度传感器题目扩展智能安全系统家庭防火系统基于物联网节能及安防控制系统中控部分、输入部分和输出部分。下面分别对这三部分进行概述中控部分概述中控部分以STM32F103C8T6单片机为核心充当整个节能及安防控制系统的“大脑”。它负责接收来自输入部分的各类传感器数据如人体红外、温度、湿度、烟雾浓度、光照强度等并在内部进行逻辑处理和判断。根据预设的规则和算法单片机控制输出部分的各个模块如显示屏显示、继电器开关、电机转动、灯光提示、声音报警等以实现自动化控制和安防监控功能。输入部分概述人体红外传感器用于检测是否有人体活动触发安防报警或照明控制。DS18B20温度采集模块测量室外温度用于温度相关的控制逻辑。DHT11温湿度检测模块同时检测室内温度和湿度为环境控制提供数据支持。MQ-9烟雾检测模块监测空气中的烟雾浓度预防火灾等安全隐患。光敏电阻检测光照强度用于自动调节窗帘、灯光等。独立按键提供用户手动输入功能如切换安防状态、停止报警等。供电电路为整个系统提供稳定可靠的电源。输出部分概述OLED显示屏显示系统状态、传感器数据等信息便于用户直观了解系统工作情况。加热继电器控制加热设备用于在寒冷环境下保持室内温度。制冷继电器控制空调等制冷设备用于炎热天气下的降温。直流电机驱动驱动直流电机如窗帘电机实现窗帘的自动开关。ULN2003步进电机精确控制窗帘等需要步进运动的设备。USB灯作为灯光提示如安防报警、低光照强度时的照明。蜂鸣器发出声音报警用于烟雾浓度超标、安防报警等紧急情况。WiFi模块实现系统与手机端的无线通信用户可通过手机APP远程监控和控制系统包括设置烟雾浓度阈值、切换安防状态等。5 实物调试5.1 电路焊接总图首先将电路焊接在集成板上共有以下部分第一部分是电源模块将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接焊接好之后插入DC 电源指示灯点亮电源模块测试正常。第二部分是显示模块排针焊接好后将OLED显示屏插入排针。第三部分是单片机模块本次课题使用的是STM32单片机。第四部分是复位电路模块一个复位按键、10uF极性电容、10k电阻为一个模块焊接构成复位电路。第五部分是5V转3.3V电路焊接而成。第六部分是USB转TTL模块焊接下载接口GND、TXD、RXD将HEX文件下载到单片机中查看是否能下载正常,测试验证一切正常。第七部分是独立按键模块。第八部分是人体红外传感器模块第九部分是烟雾传感器第十部分是WIFI模块第十一部分是温湿度传感器。下图5-1为焊接完整实物图图5-1电路焊接总图5.2 连接WIFI实物测试如图5-2所示下图为上电后连接WIFI模块使用特纳斯电子公众号这里我们使用的是特纳斯电子公众号点击微信配网进入配网模式然后连接到自己家的无线网在小程序上输入连接无线网密码。点击连接成功后会弹出“配网成功”。图5-2连接WIFI实物图5.3 光照检测实物测试如图5-3所示光敏电阻检测光照强度当检测到光照强度小于阈值人体红外模块检测到人时。USB灯才会亮起。当人体红外没有检测到人时但检测到光照强度又小于阈值时USB灯也不会打开。图5-3光照检测实物图5.4超过阈值实物测试如图5-4所示此设计中用打火机打火对准刺激性气体模拟煤气泄露风扇打开。图5-4超过阈值实物检测5.3手机端控制实物测试如图5-3所示当我们连接好WiFi模块可以在手机上远程操控在手机上设置阈值和安防模式等一系列操作。图5-5手机端控制实物检测设计说明书部分资料如下设计摘要本论文设计了一种基于物联网的节能及安防控制系统以STM32单片机为核心控制器并结合其他模块实现了对室内环境的监测和控制。该系统包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分利用STM32单片机获取输入部分数据并通过内部处理来控制输出部分。输入部分由人体红外、温度采集模块、温湿度检测模块、烟雾检测模块、光敏电阻、独立按键和供电电路组成。输出部分包括OLED显示屏、加热继电器、制冷继电器、直流电机驱动、步进电机、USB灯、蜂鸣器和WiFi模块。系统根据设定的逻辑和条件进行自动控制。例如当光照强度大于60且室外温度大于30度时系统通过步进电机模拟窗帘关闭。当温度超过40度或在安防状态下检测到人时系统触发蜂鸣器报警。在非安防状态下当检测到人且光照强度低于最小值时系统点亮USB灯。此外系统还根据室内温度和烟雾浓度等条件进行加热、通风和空调控制。通过WiFi模块系统能够将检测到的数据发送到手机端用户可以通过手机进行实时监测和远程控制。此外用户还可以通过WiFi设置烟雾浓度阈值、切换安防状态以及停止报警等操作。实验结果表明该基于物联网的节能及安防控制系统能够有效地监测和控制室内环境实现节能和安全的目标具有较高的实用性和可靠性。关键词单片机人体红外检测模块光敏电阻烟雾检测模块字数11000目录摘 要ABSTRACT1 引 言1.1 选题背景及实际意义1.2 国内外研究现状1.3 课题主要内容2 系统设计方案2.1 系统整体方案2.2 单片机的选择2.3 电源方案的选择2.4 显示方案的选择2.5光照检测方案的选择3系统设计与分析3.1 整体系统设计分析3.2 主控电路设计3.3 显示模块3.4 人体红外检测模块3.4 DHT11温湿度传感器4 系统程序设计4.1 编程软件介绍4.2 主程序流程设计4.3 按键函数流程图4.4 显示函数流程图4.5 处理函数流程图5 实物调试5.1 电路焊接总图5.2 连接WIFI实物测试5.3 光照检测实物测试5.4超过阈值实物测试5.3手机端控制实物测试结 论参考文献致 谢