基于WiFi的家居烟雾检测系统设计.doc

摘要：时代在进步，社会在发展，人们生活也在不断改善。在日常生活中，可燃气体的使用日益频繁，家庭电器的使用也明显增多，这就导致了越来越多的火灾事故。我国《建筑设计防火规范》要求，在人员密集的地方和一些公共场所要设计火灾自动报警系统，然而其他的地方并没有强制要求。火灾一旦发生，如果不能够及时发现，会带来不可预估的损失。因此，设计一款适用于家庭的结构小巧、经济实惠的烟雾报警器系统就变得很有必要。为了解决上述的问题，实现对烟雾的监测，并在发现烟雾时及时进行远程报警，本文设计了一款基于WiFi的家居烟雾检测系统，该系统是基于STM32单片机实现的。在硬件方面，使用的是STM32单片机、继电器驱动模块以及MQ-2半导体气体烟雾传感器。远程控制端是安卓智能手机。系统利用 ESP8266WIFI 模块及服务器实现数据的无线传输。该系统可以发现早期的火情并在很短的时间内实现远程报警。

本文开发的基于WiFi的烟雾检测系统与以往产品比有许多的优点，主要体现为：传统烟雾自动报警系统的安装范围比较局限，而本系统可以根据需求，安装到家庭内部、普通住宅小区等未达到火灾烟雾自动报警检测系统设计要求的场所;其次，传统火灾烟雾报警检测系统一般采用的是有线传输，少数的可以进行无线传输的距离一般也较短，并且限制在同一局域网内;本系统采用WIFI模块与服务器进行数据互传，能够实现远程的监测和控制。经过研究和实验，本系统可以满足烟雾参数远程的监控、报警和手机远程控制的需求，达到了本次设计的目的。

关键词：WiFi模块；烟雾传感器；安卓手机；云平台；继电器

目录

摘要

Abstract

1 前言-1

1.1 背景及意义-1

1.2 火灾烟雾检测系统研究现状和发展趋势-1

1.2.1 国内外的研究现状-1

1.2.2 无线传感器的应用现状-3

1.2.3 发展趋势-4

1.3 课题研究任务和拟解决问题-4

1.3.1 课题研究的任务-4

1.3.2 课题拟解决的关键问题-5

1.4 论文组织结构-5

2 基于WiFi的家居烟雾检测系统设计-5

2.1 研究的内容-5

2.2 设计理念与工作流程-6

2.2.1 总体方案设计理念-6

2.2.2 系统工作流程-7

2.3 本章小结-8

3 硬件系统的设计-9

3.1 主控制器的选择-9

3.2 可燃气体浓度采集电路的设计-10

3.2.1 可燃气体浓度采集方式的选择与论证-10

3.2.2 MQ-2烟雾传感器的工作原理-11

3.2.3 MQ-2传感器模块电路的设计-12

3.2.4 ESP8266 WiFi透传模块电路的设计-14

3.3 无线传输电路的设计-14

3.3.1 论证与比较-14

3.3.2 ESP8266 WiFi模块工作原理-15

3.3.3 ESP8266 WiFi透传原理-16

3.3.4 ESP8266 WiFi透传模块电路的设计-16

3.4 控制电路的设计-17

3.4.1 Risym 1路5v继电器模块的工作原理-17

3.4.2 驱动方式的选择与论证-17

3.4.3 继电器的选型-18

3.4.4 继电器控制模块电路的设计-18

3.5系统总电路的设计-19

3.6 本章小结-20

4 系统软件的设计-21

4.1 开发环境介绍-21

4.1.1 编程软件KEIL-21

4.1.2 上位机软件eclipse-22

4.2 软件登录界面设计-22

4.3 软件功能界面设计-24

4.4 STM32F103C8T6端的主控程序设计-26

4.5本章小结-29

5 系统测试结果及分析-30

5.1 MQ-2传感器的测试-30

5.2 WiFi模块的测试-31

5.3控制电路的测试-31

5.4 APP的测试-32

5.5 系统整体测试结果-33

5.6 本章小结-34

6 论文总结及展望-35

6.1 论文总结-35

6.2 困难及解决方案-35

6.3 本章小结-36

参 考 文 献-37

致 谢-39