设计简介：
项目名：环境监测（实物）
项目编号：mcuclub-dz-329
单片机类型：STM32F103C8T6
具体功能：
1、通过MQ-2检测烟雾值，超过设置最大值进行声光报警，并开启风扇和净化器
2、通过MQ-5检测天然气或煤气值，超过设置最大值进行声光报警，并开启风扇和净化器
3、通过MQ-7检测CO值，超过设置最大值进行声光报警，并开启风扇和净化器
4、通过MQ-135检测有害混合气体值，超过设置最大值进行声光报警，并开启风扇和净化器
5、通过DHT11检测温湿度
6、通过人体热释电检测是否有人，如果有人，在布防时，则声光报警
7、通过按键设置上限值，可以手动控制风扇和净化器、撤防布防
8、通过OLED显示屏显示数据
9、通过WIFI模块将测量数据发送到手机端，并可以控制风扇和净化器
总字数：19816
实物链接：点击跳转
设计说明书链接：点击跳转
开题报告链接：点击跳转
答辩PPT链接：点击跳转
基于物联网的家居环境监测预警系统设计
摘 要
随着社会的不断发展和人们生活水平的提高，家庭环境的安全和舒适性变得越来越重要。然而，家庭中存在的潜在危险和环境问题可能会威胁到家庭成员的健康和生活质量。例如，火灾、煤气泄漏、一氧化碳中毒等问题可能对家庭安全构成威胁。此外，温湿度等环境因素也会影响家庭的生活舒适度。因此，家庭环境监测预警系统的研究和开发变得至关重要。这种系统可以实时监测家庭环境中的各种参数，如烟雾、有害气体、温度、湿度和人体活动，以及提供及时的警报和控制措施，以确保家庭成员的安全和舒适性。
本文介绍了一种基于物联网的家居环境监测预警系统的设计，旨在提高家庭安全和环境舒适度。该系统集成了多个传感器和控制器，具备以下功能：使用MQ-2传感器检测烟雾值，一旦检测到超过设置的最大值，系统将触发声光报警，并自动启动风扇和净化器，以迅速应对烟雾问题。使用MQ-5传感器检测天然气或煤气值，如果检测值超过设置的最大值，系统将发出声光警报，同时自动启动风扇和净化器，以降低有害气体浓度。使用MQ-7传感器监测CO（一氧化碳）值，一旦CO浓度超过设定的最大限值，系统将发出声光报警并自动启动风扇和净化器，以防止CO中毒。使用MQ-135传感器检测有害混合气体值，如果检测值超过设定的最大值，系统将触发声光报警，同时自动启动风扇和净化器，以保持室内空气质量。使用DHT11传感器监测室内温度和湿度，以确保家庭内的舒适度。通过人体热释电传感器检测是否有人在家，如果有人，并且在布防状态下，系统将触发声光报警。使用按键设置传感器的上限值，以手动控制风扇和净化器的操作，并进行撤防和布防。集成OLED显示屏，用于实时显示测量数据，使用户可以轻松监测环境状况。利用WIFI模块，系统可以将测量数据发送到手机端，同时用户可以远程控制风扇和净化器，从而提高家庭安全和舒适度。
这个系统的设计旨在提供一个智能化的家居环境监测和预警解决方案，使家庭成员能够实时监测和控制室内环境，以提高生活质量和安全性。
关键词：物联网；家庭环境监测；预警系统；智能家居；安全性；生活舒适度
Abstract
With the continuous development of society and the improvement of people’s living standards, the safety and comfort of the home environment have become increasingly important. However, potential dangers and environmental issues in the home can threaten the health and quality of life of family members. For example, issues such as fires, gas leaks, and carbon monoxide poisoning can pose threats to home safety. Additionally, environmental factors like temperature and humidity can affect the comfort of the home environment. Therefore, the research and development of home environmental monitoring and warning systems have become crucial. Such systems can continuously monitor various parameters in the home environment, including smoke, harmful gases, temperature, humidity, and human activities, and provide timely alerts and control measures to ensure the safety and comfort of family members.
This paper introduces the design of an IoT-based home environmental monitoring and warning system aimed at enhancing home safety and environmental comfort. The system integrates multiple sensors and controllers and offers the following functions:Using the MQ-2 sensor to detect smoke levels, the system triggers an audio and visual alarm and automatically activates fans and purifiers when smoke levels exceed the preset maximum value, swiftly addressing smoke-related issues.Utilizing the MQ-5 sensor to detect levels of natural gas or methane, if the detected values surpass the preset maximum limit, the system issues audio and visual alerts and simultaneously activates fans and purifiers to reduce harmful gas concentrations.Employing the MQ-7 sensor to monitor CO (carbon monoxide) levels, in the event of CO concentration exceeding the set maximum limit, the system triggers audio and visual alarms and initiates fan and purifier operation to prevent CO poisoning.Utilizing the MQ-135 sensor to detect levels of harmful mixed gases, if the detected values exceed the preset maximum, the system initiates audio and visual alarms and activates fans and purifiers to maintain indoor air quality.Using the DHT11 sensor to monitor indoor temperature and humidity, ensuring comfort within the home.Employing a passive infrared sensor (PIR) to detect human presence in the home. If someone is present and the system is armed, it triggers audio and visual alarms.Implementing push-button controls to set upper limits for sensor readings, allowing manual control of fan and purifier operation and arming/disarming the system.Integrating an OLED display screen for real-time display of measurement data, enabling users to easily monitor the environmental conditions.Leveraging a Wi-Fi module, the system can send measurement data to a mobile application, and users can remotely control the operation of fans and purifiers, thereby enhancing home safety and comfort.
This system’s design aims to provide an intelligent solution for home environmental monitoring and warning, allowing family members to monitor and control indoor environments in real time, thereby improving quality of life and safety.
Keywords: Internet of Things (IoT); home environmental monitoring; warning system; smart home; safety; comfort
目 录
基于物联网的家居环境监测预警系统设计
摘 要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及其研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究目标
2 系统方案设计
2.1 整体方案设计
2.2 主要器件选型选择
2.2.1 主控芯片方案选择
2.2.2 烟雾检测模块方案选择
2.2.3 天然气检测模块方案选择
2.2.4 人体检测模块方案选择
2.2.5 一氧化碳检测模块方案选择
2.2.6 温湿度检测模块方案选择
2.2.7 显示模块方案选择
3 硬件电路设计
3.1 单片机最小系统
3.2 烟雾检测模块电路
3.3 天然气检测模块电路
3.4 一氧化碳检测模块电路
3.5 有害气体检测模块电路
3.6 温湿度检测模块电路
3.7 人体热释电检测模块电路
3.8 显示模块电路
3.9 继电器模块电路
3.10 声光报警模块电路
3.11 独立按键模块电路
3.12 WIFI模块电路
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 系统主流程设计
4.3独立按键
4.4 温湿度检测模块子流程
4.5 OLED显示流程设计
4.6 WiFi模块子流程设计
5 实物调试
5.1 实物总体设计
5.2 烟雾检测实物测试
5.3 天然气检测实物测试
5.4 CO检测实物测试
5.5 有害气体检测实物测试
5.6 防盗检测实物测试
5.7 远程测控实物测试
总结与展望
参考文献
致谢
附录
附录A：原理图
附录B：PCB
附录C：主程序