车库安全检测系统

随着互联网技术和电子技术的发展,物联网随之诞生,利用局部网络或互联网等通信技术把控制设备、传感器、器械和其他物体等很紧密的联系在了一起,通过这种高效的方式实现了信息化,智能化,远程端控制管理。“车库安全检测系统”是以STM32为主芯片,通过软件编程把传感器、嵌入式硬件和手机巧妙地结合在一起,为人们创造出新的智能化的生活模式。设计以STM32作为主控芯片,通过温度检测模块和烟雾检测模块来确定是否有火灾发生;火灾发生时,温度检测模块和烟雾检测模块监测数据,当检测到的温度及烟雾达到设定的阈值时,蜂鸣器报警,电机发动,实施降水;同时将采集到的数据通过WIFI模块反馈给用户。

本设计采用STM32F103RET6作为主控芯片,想要实现显示当前环境温度和烟雾浓度,同时启动电机降水,能够实现当产生震动时,发出报警功能。环境温度及烟雾浓度的获取将分别通过DS18B20温度传感器和MQ-2烟雾传感器来进行周围环境温度及烟雾浓度的检测和传输并显示到相应的显示屏上;震动方面将运用SW-420来进行检测是否有震动的产生,即当按下按键时进入振动模式通过SW-420来检测是否有震动的产生;报警方面将会用蜂鸣器来实现报警功能,当温度模块和烟雾模块到的数据都达到阈值时,蜂鸣器响起报警,当温度模块和烟雾模块到的数据都降到阈值以下时,蜂鸣器停止工作;以上要实现的功能需要用显示屏来显示的将会用LCD1602显示屏来显示各个数据,另外采用WIFI模块,将采集到的数据通过WIFI模块反馈给用户,用户可以远程监测车库里的情况。本项目将采用按键来进行与单片机之间的数据交互,用各种传感器及Keil软件来共同实现车库的安全监测。

功能构架

根据设计需求及调研结果确定本系统将包括以下等主要功能模块

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烟雾模块硬件设计

MQ-2是一个烟雾感应模块,原理是用针对特殊气体或微粒敏感的电阻来判断是否存在可燃气体或烟雾颗粒。输出有两种方式,A0口输出当前特殊气体含量参考值。D0口根据预先设定的参考值的阈值输出高电平或低电平信号。

MQ-2的电导率会随着被测环境中气体浓度的增大而增大,而电导率是电阻的倒数,所以电阻是随气体的浓度的增大而减小的,因此它的特性就相当于一个滑动变阻器。MQ-2的计算公式根据电阻来计算的,阻值R与空气中被测环境中气体的浓度C的计算关系式:

log R = mlog C + n (mn均为常数)

常数n:它与检测气体的灵敏度有关。

常数m:气体分离率,它表示的是随气体浓度而变化的传感器的灵敏度。

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震动模块

本项目所用的实现震动功能的模块为SW-420震动模块,该模块具有LM393 电压比较器,并带有震动开关。当模块不产生震动的时候,震动开关是接通闭合的状态,输出端输出低电平信号,置0;模块震动时,震动开关则断开,输出端输出高电平信号,置1;输出端直接与单片机相连接,可以通过单片机直接来检测高点平或低电平信号,由此来检测环境中是否有震动,继而起到报警作用。

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主控模块

本系统采用的主芯片是基于ARM Cortex-M3内核为核心的32位处理器STM32F103RET6STM32系列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,其103增强型系列时钟频率达到72MHz,属于中等容量增强型,拥有512KBUSBCAN通信接口、8个定时器、312位精度ADC模块、212DAC51GPIO引脚、2I2C,完全适合满足本系统的需要。

STM32F103xx系列中,其成员之间是完全地脚对脚兼容,软件和功能上也兼容。ARMCortex-M3处理器是最新一代的嵌入式ARM处理器,它提供的成本低的平台、缩减的引脚数目、系统功耗的降低等好处实现了MCU的需要,同时使其计算性能产生了卓越的提高,中断系统的响应也越来越先进。ARMCortex-M332位的RISC处理器,提供额外的代码效率,给用户带来了许多方便。

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