基于STM32的室内有毒气体智能监测系统设计

139电子技术基于STM32的室内有毒气体智能监测系统设计

王龙,王大雷

（宿州学院 机械与电子工程学院,安徽 宿州 234000）

摘要：市场上多数有毒气体监测的设备大多存在由于需要测量范围大，造成设备测量的气体过于嘈杂，不精确。由此设计了一款室内精确度高，采用STM32单片机作为核心高性能的智能监测系统的设计。通过传感器对烟雾、温度、天然气、CO等有毒气体的采集，GSM智能报警，和液晶显示相结合的智能监测设计，大大提高了的精确度以及更好的人机交互。

关键词：GSM通信;STM32;室内气体监测

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1背景

煤气生产、储存、输送环节防止煤气泄漏、中毒、应急等制度的建立和执行情况，煤气监控和防护设施的配置和运行情况。 以“麒盛科技”mlo智能床为例，除了能实现对基本心率、呼吸率等睡眠质量数据的监测、分析外，还能对用户异常睡眠状况进行实时干预，如打鼾时，智能床能自动调节背部床垫高度，对打鼾进行干预。第二日凌晨2时15分，保安员任忠凯换班进入收发室后，煤气浓度已经达到了爆炸的限度，发现室内有异味气体的他，立即打开一扇窗户排放气体，但因排放时间较短，就点燃蚊香，造成室内积聚的煤气遇明火发生爆炸。

2系统总体设计

系统采用模块化的设计思想，以STM32F103为中央处理单元，通过对烟雾，温度等信号传感器进行数据采集，把这些采集的模拟信号通过A/D转换器转化成数字信号，再送给STM32F103单片机，将采集的数据由STM32F103单片机发送给液晶显示屏进行数据显示以及人机交互，并由其进行逻辑判断处理，如有事故发生，本系统立即会自动启动报警模块进行报警，通过 GSM无线通信模块第一时间向预设的手机号发送报警短信，降低事故的发成。

D转换器就可以直接读出被测温度，并且根据实际具体要求实现9~12位的数值读出方式。GSM模块采用国内正点原子科技公司的一款双频900/1800MHZ高度集成的GSM模块SIM900，它主要通过串口传输标准的AT命令对模块进行控制，并具有 GSM 网络通信功能。

3.4显示模块

显示模块采用3.5寸分辨率为320*480 TFT LCD自带触摸屏，从而可以做到低功耗、高速度、高亮度、高对比度显示室内的温度和烟雾浓度等数据信息，并且可以附带触摸功能，可以与机器进行相关操作实现人机交互，其与外部连接方式如图所示。

3硬件电路设计

硬件电路按照分为电源模块、单片机模块、显示模块、报警模块、传感器模块、GSM模块这六个模块组成。下面分别介绍下这六个模块。

3.1 电源模块电路

整个系统最基础也最为关键的就是电源模块，他需要给各个模块提供电压电流，来给各个模块提供稳定的工作环境。电源模块由220V 交流室电通过电源插头转为12V直流电路提供给GSM模块工作，再通过LM2596稳压成5V成为其他传感器和TFT彩屏模块供电，并为单片机模块提供3.3V工作电压，由于多次谐波对弱电系统的干扰特别严重，为减少谐波对弱电系统的干扰，本稳压模块前后均设有滤波电容。

3.2单片机最小系统模块

此模块是本设计最为核心的地方，采用意法半导体公司生产的STM32F103系列芯片作为本系统的主控stm32人机交互实验报告，该芯片基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。为本设计提供稳定的系统运行环境。

3.3传感器模块和GSM模块

温度模块采用DALLAS公司生产的DS18B20传感器，它无需 A/ 3.5程序设计

开启电源后，单片机系统开始工作，首先初始化UART串口、GSM、外部中断、以及传感器模块，初始化结束程序进入大循环。把温度传感器和烟雾传感器放置好stm32人机交互实验报告，单片机开始收集传感器的数据，通过单片机处理如果超过预设值则启动LED、蜂鸣器发出报警，同时启动GSM发送报警信息。

3.6报警模块

设备启动报警模快后，蜂鸣器会发出间断声响，以及LED灯光会发出闪烁信号通知周围人员。

4结论

xds9-ctm-di型磁力仪是当前世界上 d 、 i 观测精度最高的仪器之一，该仪器具有性能稳定、操作简便、用途广泛、易于携带等特点。全测点实时监测型静态应变仪根据现代应变测试需要而进行研制的，采用大型液晶触摸显示屏，仪器自身可在一屏上实时监测全部测点被测信号的大小变化，更便于现场工程测试使用。探头 175mm(长)×75mm（直径），重1.0kg主要特点● 高灵敏度，高分辨率和高观测精度● 超级全方位传感器● 测量之前无需预热，易于野外操作● 数据存储达4m字节，可扩展到32m字节● 软件自动校正日变● 内置高精度gps(选项）● 网上更新软件● 坚固可靠，使用寿命长，适应性强，几乎无需保养北京地森海物探仪器 曹明巧-> 13811778169 email:mingqiaocao@163.com。

基金项目：国家级大学生创新创业项目；基于STM32的室内有毒气体智能监测系统设计（编号：201610379031）

作者简介：王龙（1998-）,男,安徽芜湖人,学生,研究方向：单片

机控制。

图1

图2

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