基于单片机的矿山作业安全监测装置设计与实现

引言

矿山作业环境复杂多变，伴随着瓦斯泄漏、有毒气体浓度超标、高温、湿度过高等诸多风险，这些因素对矿工生命安全和作业效率构成严重威胁。如何利用现代技术手段实现矿山环境实时监测和预警，成为一个急需解决的问题。

本项目以单片机（MCU）为核心，结合传感器技术、嵌入式系统开发、无线通信以及数据可视化技术，设计了一款能够实时监测矿山作业环境的安全监测装置。系统不仅具备多种环境参数的实时采集与报警功能，还能通过无线网络将数据传输至地面监控中心，帮助管理人员快速做出决策。

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一、系统设计总体框架

1. 系统组成

本系统主要由以下几个模块组成：

• 主控单元：选用STM32F103系列单片机，提供强大的计算能力和丰富的外设支持。
• 传感器模块：包括瓦斯传感器（MQ系列）、温湿度传感器（DHT22）、氧气传感器（ZE03-O2）、光照传感器（BH1750）。
• 无线通信模块：使用LoRa无线模块，支持远距离稳定通信。
• 报警模块：通过蜂鸣器、LED灯实现声光报