设计说明书
总字数：16000+
基于化工厂防爆车间监控系统的设计
摘要
随着化工行业的快速发展，化工厂的安全监控成为保障生产安全的关键环节。化工厂环境复杂，存在易燃易爆气体、高温、高湿度等多种潜在危险，传统的监控手段难以满足实时、高效、精准的安全监测需求。因此，设计一套基于STM32F103C8T6单片机的化工厂防爆车间监控系统具有重要意义。
本系统通过多种传感器实现对化工厂环境的全面监测。DHT11用于监测温湿度，当温度或湿度超过设定阈值时，自动触发声光报警并启动相应设备（制冷片或通风风扇）。火焰监测模块和MQ-5气体传感器分别用于检测火灾和可燃气浓度，一旦发现异常，立即报警并启动水泵。红外测温模块则用于监测物品温度，确保其处于安全范围内。系统通过摄像头实现远程查看监控录像，并通过OLED显示屏直观显示各项监测数据。用户还可通过WiFi连接手机端，远程设置阈值、控制设备，并接收异常提醒。
经过实物测试，该系统运行稳定，各传感器数据采集准确，报警响应迅速，远程控制功能流畅。在模拟化工厂环境中，系统能够有效监测并处理各种异常情况，为化工厂的安全监控提供了一种可靠的技术解决方案。
关键词：单片机，化工厂，传感器，远程控制，防爆车间
Design of Monitoring System for Explosion proof Workshop in Chemical Plant
Abstract
With the rapid development of the chemical industry, safety monitoring in chemical plants has become a key link in ensuring production safety. The environment of chemical plants is complex, with various potential hazards such as flammable and explosive gases, high temperature, and high humidity. Traditional monitoring methods are difficult to meet the real-time, efficient, and accurate safety monitoring needs. Therefore, designing a monitoring system for explosion-proof workshops in chemical plants based on STM32F103C8T6 microcontroller is of great significance.
This system achieves comprehensive monitoring of the chemical plant environment through multiple sensors. DHT11 is used to monitor temperature and humidity. When the temperature or humidity exceeds the set threshold, it automatically triggers an audible and visual alarm and starts the corresponding equipment (refrigeration unit or ventilation fan). The flame monitoring module and MQ-5 gas sensor are used to detect fires and combustible gas concentrations, respectively. Once abnormalities are detected, an alarm is immediately triggered and the water pump is started. The infrared temperature measurement module is used to monitor the temperature of items and ensure that they are within a safe range. The system enables remote viewing of surveillance footage through a camera and visually displays various monitoring data through an OLED display screen. Users can also connect to their mobile phones via WiFi to remotely set thresholds, control devices, and receive abnormal alerts.
After physical testing, the system runs stably, with accurate data collection from various sensors, rapid alarm response, and smooth remote control function. In a simulated chemical plant environment, the system can effectively monitor and handle various abnormal situations, providing a reliable technical solution for the safety monitoring of chemical plants.
Key words: Single chip microcontroller, chemical plant, sensor, remote control, explosion-proof workshop
目 录
1 绪 论
1.1 设计的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.3 研究内容
1.4 本章小结
2 系统总体设计方案
2.1 设计的主要任务
2.2 系统总体设计方案
2.3 本章小结
3 系统的硬件设计
3.1 单片机最小系统简介
3.1.1 STM32F103C8T6单片机的简介
3.1.2 单片机最小系统电路简介
3.1.3 单片机最小系统在本设计中的应用
3.2 温湿度采集模块的设计
3.2.1DHT11温湿度传感器简介
3.2.2 温湿度采集模块电路的设计
3.2.3 温湿度采集模块在本设计中的应用
3.3火焰模块的设计
3.3.1YS-17火焰传感器的简介
3.3.2 火焰模块电路的设计
3.3.3 火焰模块在本设计中的应用
3.4 可燃气模块的设计
3.4.1MQ-5传感器的简介
3.4.2 可燃气模块电路的设计
3.4.3 可燃气模块在本设计中的应用
3.5红外测温模块的设计
3.5.1 MLX90614传感器的简介
3.5.2 红外测温模块电路的设计
3.5.3 红外测温模块在本设计中的应用
3.6 摄像头模块的设计
3.6.1 摄像头简介
3.6.2 摄像头模块电路的设计
3.6.3 摄像头模块在本设计中的应用
3.7 声光报警模块的设计
3.7.1 声光报警器的简介
3.7.2 声光报警模块电路的设计
3.7.3 声光报警块在本设计中的应用
3.8 WiFi通信模块的设计
3.8.1 ESP8266WiFi模块简介
3.8.2 WiFi通信模块电路的设计
3.8.3 WiFi模块在本设计中的应用
3.9 继电器控制模块的设计
3.9.1 SRD-05VDC-SL-C型号继电器的简介
3.9.2 继电器控制模块电路的设计
3.9.3 继电器控制模块在本设计中的应用
3.10 按键模块的设计
3.10.1 独立按键简介
3.10.2 独立按键模块电路的设计
3.10.3 独立按键在本设计中的应用
3.11 显示模块的设计
3.10.1 OLED显示屏简介
3.10.2 显示模块电路的设计
3.10.3 显示在本设计中的应用
3.12 本章小节
4 系统的软件设计
4.1 系统编程语言与开发环境简介
4.1.1 C语言简介
4.1.2 程序编程开发环境
4.2 系统主程序设计
4.3 温湿度检测模块子流程
4.4 独立按键子流程设计
4.5显示模块子流程设计
4.6 WiFi模块子流程设计
4.7 本章小节
5 系统的实物制作与功能调试
5.1 系统的实物制作
5.2 系统的调试
5.2.1温湿度模块功能测试
5.2.2摄像头查看录像功能测试
5.2.3火焰测控功能测试
5.2.4可燃气测控功能测试
5.2.5物品温度测控功能测试
5.2.6WiFi功能测试
5.3 本章小节
结 论
参考文献
致 谢
附录A：系统硬件电路图
图A1 系统硬件电路图
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