摘 要近年来人民生活品质不断提高，众多品牌的智能家居产品也逐渐进入到人民群众的视野中，智能家居概念中通过品类繁多的传感器将需要检测的室内外环境实时数据通知用户，极大程度上方便了人民的生活，同时在一定程度上也减少了危险情况的发生。本文自主设计开发了一套基于STM32单片机的智能家居检测系统，主要通过温度传感器、烟雾传感器、人体传感器、GSM模块和STM32单片机的使用，实现对当前环境的智能安防等作用。工作时温度传感器和烟雾浓度传感器将数据发送给单片机数据接收端，通过STM32单片机内部的AD模块将数字信号发送给单片机，人体红外模块则直接将数字信号发送至单片机内部，最后通过LCD液晶显示屏将实时数据显示给用户。并且用户可以根据不同的环境情况，来设置环境数据的阈值，在环境数据超标后GSM模块向用户发送报警短信，并且接通报警电路。此外，按键电路中还设置了短信发送按键，可实现在数据未超标的情况下也能通过短信的方式通知用户当前环境的实时数据。
目录
一、 引言 6
(一) 研究背景及意义 6
(二) 国内外发展现状 6
(三) 主要研究内容 6
二、 整体设计 7
三、 主要电子元器件 8
(一) 微处理芯片 8
(二) 烟雾浓度传感芯片 8
(三) 人体红外感应芯片 9
(四) 温度传感芯片 9
(五) 显示屏芯片 9
(六) SIM800芯片 10
四、 硬件电路的设计 11
(一) STM32单片机核心电路设计 11
(二) 按键电路设计 11
(三) 声光报警电路 12
(四) LCD液晶显示电路 12
(五) SIM800模块电路 13
(六) 温度传感器模块电路 14
(七) 烟雾传感器模块电路 14
(八) 人体红外感应电路设计 15
五、 系统软件设计 17
(一) 系统主程序设计 17
(二) 显示子程序设计 17
(三) 短信发送模块子程序设计 18
(四) 温度检测程序设计 19< *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: #351916072# 
br /> (五) 按键检测子程序设计 19
(六) 烟雾浓度检测程序设计 20
(七) 声光报警子程序设计 20
六、 实物的制作与调试 22
(一) PCB设计 22
(二) 焊接调试 22
(三) 功能调试 23
六、 总结 27
致谢 28
参考文献 29
附录一：原理图 30
附录二：实物图 31
附录三：元器件列表 32
附录四：程序部分 33
引言
研究背景及意义
随着电子电路技术的日益进步，物联网以及智能家居等概念逐渐被大众熟知，十分发达的互联网时代开始逐渐转型成为物联网时代，通过给不同的传感器和执行器连接入网，使得各种期间都可以被监测和控制，真正意义上现实了万物互联的概念。
在日常生活中安防报警设备在居民楼、酒店、办公楼等场合随处可见，并且更是成为以上场合的重点对象，但由于我国人口基数大，一二线城市中高层建筑不断增多，老旧小区安防设施落后，导致安防等问题变得日益严重。老旧小区中传统的人工巡检模式也急需进行革新，为了减少人工巡检的成本等问题，减少因人员疏忽等问题导致的人员伤亡和财产损失，也为了更加顺应时代的发展，智能家居监测系统应运而生。
国内外发展现状
智能家居于上世纪八十年代出现于西方发达国家，尤其以美国、欧洲等发达国家为例，其建筑方面由于科技技术的突飞猛进，不断出现高层住宅楼，所以推动了智能家居方面的技术。随着西方大型城市及超大型城市的不断出现和科学技术的不断发展，使得其智能家居方面提出各种设想，以完善日益提高的生活水平，其中就包括了安防报警、三表抄送等功能，大大降低了当时人工成本和物力成本。
由于国情不同，我国在智能家居概念发布初期时科技等水平较为落后，但近年来国家逐渐重视智能家居行业的发展，从而智能家居产品取得爆发式增长，同时智能家居等产品日渐趋于完善，其中智能安防、家居联网这两方面尤为突出。
主要研究内容
本设计时通过STM32F103单片机作为主控芯片，通过各类型传感器和执行器之间的相互协同工作，从而实现对周围环境的精准监测和环境数据的显示，该设计的防盗功能是通过红外人体监测模块对周围环境进行监测，当用户开启防盗功能后，单片机开始控制人体检测模块循环监测周围环境，当监测到红外活动后，该设计通过。火灾监测功能是当发生火灾时，一些可燃物通过燃烧排放出大量烟雾，通过监测周围空气环境中烟雾浓度，在烟雾浓度过高时发出声光报警并且向用户手机发送空气浓度过高的报警短信。温度监测下，当前温度超过用户所设定的温度上下限时发出声光报警，同时通过报警短信通知使用者。在单片机上还设定了单独的信息发送按键，按下按键后，可向用户发送当前的温度、烟雾浓度和人员活动的实时数据。
整体设计
整体设计共使用了七个模块，分别对应相应的功能，硬件框图如图1所示，该设计使用STM32单片机作为运算器，以此来对各传感器进行精确的控制等任务。
MQ2烟雾浓度传感器，负责监测当前环境下空气中烟雾浓度数据，并将数据发送至MCU。
人体红外传感器将当前环境下周围是否有人员活动的情况发送给MCU。
用户可以通过按键电路设置温度等数据的阈值，从而实现报警功能。
DS18B20温度传感器，通过单总线方式与MCU进行通信，采集实时的温度数据。
LCD液晶显示用来显示环境的各种数据。
当前环境数据超出阈值范围时，单片机接通报警电路发出声光报警，同时通过GSM短信发送模块将实时数据通过短信的方式发送给用户。


图1 硬件框图
主要电子元器件
微处理芯片
当前市面上主流的MCU种类繁多，在物联网方面的应用中较为常见的芯片包括MSP430以及STM32这两种控制类芯片，但考虑到对MSP430芯片的接触较少，同时STM32较MSP430价格低、通用性好、易于开发、实时性较为突出等优势，所以在该设计中使用了STM32型号单片机作为主控芯片。其实物图如图2所示。


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