智能家居环境监测仪数据检测模块设计.doc

摘要：随着现代社会的高速发展，人们对居住环境的要求也越来越高，一个舒适、便捷、安全的家居环境被越来越多的人所选择，智能家居应运而生。本次设计是智能家居环境监测仪这一课题的子课题，设计的智能家居环境监测仪，它是以单片机为控制系统，目的是能够实现对家居生活环境中的温度、湿度以及当前环境的毒害气体浓度的实时监测，通过显示器显示出这些数值，并能实现语音查询和语音播报、报警等功能。此次设计主要为环境参数检测模块，设计内容包括数据检测单元的硬件设计，设计、搭建硬件电路并对其进行调试，然后设计软件方案，编程程序，下载程序，实现环境参数的实时检测。

本课题设计并实现了一个基于STM32的智能家居环境监测数据检测系统，主要包括如下几个方面工作：首先是关于控制器模块，通过分析比较，选择了STM32作为主控芯片，选择温湿度传感器DHT11，完成室内环境中的温度、湿度进行数据采集，选择MQ-135空气质量传感器实现对气体浓度的数据采集，选择STM32自带的RTC模块进行时间实时显示；设置两个串口，分别用于与语音识别模块和语音播报模块之间的通信；然后详细介绍了各个模块硬件电路设计思路以及要实现的功能要求，设计显示电路，实时显示温湿度数据、气体浓度数据和当前时间；之后阐述了系统各个部分的软件设计思路；最后进行了硬件调试，下载程序，将硬件电路部分放入适宜的实际环境，对环境中的数值进行检测。此次设计是在保证测量效果的基础上，结合在实际开发应用中的性价比、成本计算和实际使用方便性、灵活性以及通用性等影响因素，进行综合考虑后，选择的芯片类型以及设计方案。

关键字：STM32；智能家居；环境监测

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 课题研究的背景-1

1.2 环境监测系统的研究现状-1

1.3 环境监测系统的发展趋势-2

1.4 课题的主要研究内容-3

第二章 系统总体方案设计-4

2.1 系统整体工作流程设计-4

2.2 系统设计主要器件的选择-4

2.2.1 温湿度传感器选型-5

2.2.2 空气质量传感器选型-5

2.2.3 时钟芯片选型-6

2.2.4 控制器选型-6

第三章 系统硬件电路设计-7

3.1 控制器概述-7

3.2 温湿度采集模块设计-7

3.2.1温湿度传感器DHT11介绍-7

3.2.2 温湿度检测模块硬件原理图设计-8

3.3 气体采集模块设计-9

3.3.1 空气质量传感器MQ-135介绍-9

3.3.2 气体检测模块硬件原理图设计-10

3.4 时钟电路设计-11

3.5 显示模块设计-13

3.6 串口设计-14

第四章 系统软件设计-15

4.1 软件设计的开发环境介绍-15

4.2 软件设计总体方案介绍-16

4.3 温湿度采集模块设计-17

4.4 气体采集模块设计-20

4.5 时钟模块设计-21

4.6 串口模块设计-22

第五章 结果处理分析-23

第六章 总结和展望-26

6.1 整体设计总结-26

6.2 后续工作展望-26

参考文献-27

致 谢-29