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基于物联网的家庭环境健康监控系统设计(附件)【字数:12388】

2024-11-03 19:52编辑: www.jxszl.com景先生毕设
摘 要本课题对一些常见家庭环境健康监控系统产品进行了调研和总结,根据大多数产品所存在的明显弊端和缺陷,提出了一款有针对性的设计方案,经过硬件电路和软件代码的配置,可以非常高效地解决一些相关问题,这款家庭环境健康监控系统通过高性能微处理器STM32微处理器的控制,可以实现多种指标功能。本设计将要在硬件电路和软件程序层面来进行设计研发任务,首先在硬件电路架构上将经过模块化设计方法,通过STM32微处理器所对应的最小系统并结合各个功能子电路,构成家庭环境健康监控系统架构,在软件角度经由程序语言构建软件代码,结合相对应的功能子电路,来对各项目标功能进行实现。在系统功能调试方面本论文通过高效的方法,来对硬件电路和软件代码进行测试,并且将测试出的设计错误之处经过针对性修正,最终完成一款每一项指标功能全都满足指标需求的家庭环境健康监控系统。
目录
一、 引言 1
(一) 家庭环境健康监控系统的发展背景 1
(二) 家庭环境健康监控系统的国内外发展现状 1
(三) 本文主要研究内容 2
二、 家庭环境健康监控系统的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
(一) 家庭环境健康监控系统主控电路设计 4
(二) 液晶屏显示电路设计 5
(三) 室内温湿度检测电路设计 7
(四) 室内烟雾浓度检测电路设计 8
(五) 异常报警电路设计 9
(六) 蓝牙无线通信电路设计 10
四、 系统软件设计 13
(一) 家庭环境健康监控系统的主程序流程设计 13
(二) 液晶屏显示子程序设计 13
(三) 室内温湿度检测子程序设计 14
(四) 室内烟雾浓度检测子程序流程设计 15
(五) 异常报警子程序流程设计 17
(六) 蓝牙驱动子程序设计 18
五、 实物调试与运行 20
总结 25
参考文献 26
致 谢 27
附录一 原理图 28
附录二 PCB图 29
附录三 元件列表 30
附录四 程序 31< *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072
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家庭环境健康监控系统的发展背景
纵观整个家庭环境健康监控系统在的发展历史,在过往中的几十年内,这种系统及其衍生产品通过多层面的改进,无论是这款器件的开发方案还是外观结构,每隔一段时间总是会伴随着一次技术革新性的升级换代,查阅了大量的相关资料可以知道,这种改变的原因主要是受其基层支持技术的不断强化。对最近几年不断崛起的微处理器芯片等一些主控芯片来说,其性能以及设计经费得到不断的突破革新,高性价比特征获取很多用户的喜爱,众多工业控制系统的研发者开始将目光对准这类微型处理器,将其嵌入到家庭环境健康监控系统中,在运算频率和数据运算处理等关键参数上,相对PLC等一些昂贵控制处理器来说,几乎是碾压级别,然后在外部电路模块方面的丰富度方面,研发人员将大量一般使用的模块集成在微处理器里面,实现了系统的整体微型化,从而对于降低家庭环境健康监控系统外观体积具有积极帮助,最近几年随着便携化和手持化等概念的提出,基于微型控制器而实现的家庭环境健康监控系统关联产品吸引了很多用户,在近十年来的历史上发展过程中,这种实现方法持续进入民用和工控场合的各个角落。结合市场信息来看,在市场份额方面,基于微处理器当作核心部分的家庭环境健康监控系统产品,不断取代一些传统产品,凭着高超的性能和低一层级的售价优势,不断取代传统产品的地位,相信在未来十年的发展过程中,伴随着微处理器控制技术的不断强大,家庭环境健康监控系统的指标参数能够不断的突破现有束缚,迎向更高的产品等级。在过去很长一段时间内,工业控制场合中的强噪声、强电磁等一些干扰信号,造成了对工控设备稳定性的极大考验,一些选用简易未加防护的控制器担任主控核心的系统,在这种环境中完全无法长时间正常运行,死机、系统重启以及工作数据错误等一些故障异常常常伴随在这些设备上下,这同时也是工作人员在使用家庭环境健康监控系统状态下最苦恼的地方,但是这一现象在可编程控制器这种工业控制器登陆市面后得到有效改善,技术人员在将该体积庞大的控制器植入到家庭环境健康监控系统后,因为多数硬件驱动电路模块都得到了强大的屏蔽措施,对于工控环境下的强大干扰具有有效的滤除,这样就可以使得家庭环境健康监控系统在工厂、车间或者一些高温高湿高电磁干扰的环境下稳定运行。
家庭环境健康监控系统的国内外发展现状
家庭环境健康监控系统的主要应用对象已经从最初的工业控制领域逐渐发展到民用领域,这种转变使得它的普及度不断扩张,目前国内外都已经形成了完整的家庭环境健康监控系统研发体系,对于当前这类控制系统的现状来说,不论是国内研发团队还是国外团队,都能够结合一些关键技术,自主研发出一款完整的家庭环境健康监控系统,当今国内外对这种系统的研发重点和研究方向有所不同。一些欧美老牌发达国家在家庭环境健康监控系统研究设计方面,积累的技术和绝佳方案特别丰富,研发起步时间远早于国内的很多研究团队,凭借着常年累月的发展和设计,对家庭环境健康监控系统的工作精度和数据运算速率等一些普遍指标参数,已能够很容易的达到很高的标准,根据欧美国家研究团队公布的研究成果来看,英国肯特大学研究小组通过不断的努力,展示了他们的最近的研究内容,该小组在传统方案基础上,对硬件结构进行清晰划分,借助新式芯片设计技术,将丰富模块电路进行了内部嵌入,构成了一块片上系统芯片,此芯片只需要进行简单的外部电路原理构建,就可以执行家庭环境健康监控系统的功能,这样就使得家庭环境健康监控系统的外形大小被很大程度的减小,其他技术人员只需要使用这款芯片即可搭建一款性能高超的家庭环境健康监控系统,此小组成员表示未来不久该芯片将进行大批量的生成计划而且投向市面。
本文主要研究内容
本课题的提出主要在于设计一款家庭环境健康监控系统,它将基于意法半导体公司的STM32微处理器构建主控核心而实现,本部分的主要内容为确立家庭环境健康监控系统所需要实现的各项指标内容,结合各项预期指标功能,本论文将STM32微处理器等一些高性能器件进行了植入,分别构建成相对应的软件程序和硬件电路模块。
家庭环境健康监控系统的方案设计

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