【单片机毕业设计】基于 STM32 单片机的手动 / 自动双模式安防控制系统设计基于 STM32 的可燃气体火焰监测与声光报警系统设计（012608）

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原创最新推荐文章于 2026-11-10 16:37:35 发布 213 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

情系淮思：五款车规MCU横向对比与VCU选型本文对比五款车规MCU中的S32K312与S32K324，聚焦核心架构、存储、通信及安全特性。S32K324为双核160MHz Cortex-M7，内存、外设（如以太网、QuadSPI、SAI）全面升级，支持高实时并行处理与复杂应用；而S32K312为单核120MHz，适用于中端车身控制。两者均满足ASIL B功能安全，具备完整安全引擎。选型建议：中端用S32K312，高端复杂系统优选S32K324。阅读详情

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20 个相关毕业设计备选题目

基于 STM32 的燃气与火焰监测报警及远程控制系统设计
基于 STM32 的室内安全监测与 Android APP 远程管控系统设计
基于 STM32 单片机的火灾燃气监测联动控制系统设计
基于 STM32 的 MQ-4 燃气火焰检测与自动排风喷水系统设计
基于 STM32 与 ESP-01S 的安防监测移动端控制系统设计
基于 STM32 的环境安全阈值可调联动报警系统设计
基于 STM32 单片机的手动 / 自动双模式安防控制系统设计
基于 STM32 的可燃气体火焰监测与声光报警系统设计
基于 STM32 与 WiFi 的室内安防数据采集与远程 APP 监控设计
基于 STM32 的火灾燃气监测设备远程控制平台设计
基于 STM32 单片机的安防传感器数据采集与显示系统设计
基于 STM32 的燃气浓度实时监测与联动执行机构控制系统设计
基于 STM32 的多传感器安防监测及 Android 移动端系统设计
基于 STM32 的火焰燃气检测、阈值配置与远程监控系统设计
基于 STM32 单片机的水泵排风联动安防报警系统设计
基于 STM32 与 ESP-01S 的双模式安全监测 APP 控制系统设计
基于 STM32 的室内安防监测 OLED 显示与远程管控系统设计
基于 STM32 的可燃气体火焰监测声光报警联动系统设计
基于 STM32 单片机的安防监测数据无线传输与 APP 远程控制系统设计
基于 STM32 的安全监测自动联动与手动设备控制系统设计

项目研究背景

随着物联网技术快速落地，室内安防监测在家庭、小型机房与商铺场景得到广泛应用。传统燃气、火灾监测设备大多功能单一，仅具备本地报警功能，缺少自动联动执行机构，同时无法实现远程查看与设备管控。现有监测装置大多固定报警阈值，不能根据现场环境灵活调整，且多为本地独立设备，数据无法远距离传输，管理人员无法实时掌握现场安全状态，出现险情时响应滞后，存在明显安全隐患。传统安防系统操作模式单一，不支持自动、手动两种工作模式切换，设备调试与现场维护难度较高。物联网、嵌入式开发与移动端开发技术的成熟，为低成本智能安防监测系统开发提供了技术基础。本课题基于 STM32 单片机，结合 MQ-4 燃气传感器、火焰传感器、ESP-01S 无线模块以及 Android APP，搭建一套集环境监测、本地联动报警、双模式控制、远程数据查看与设备控制的安防监测系统，弥补传统监测设备智能化不足、远程管控缺失的短板，提升室内安全事件响应能力，具备良好的实际应用价值。

摘要

本课题设计一套基于 STM32 单片机的火焰与天然气监测联动控制系统。系统采用 STM32F103C8T6 单片机作为主控单元，通过 MQ-4 天然气传感器、火焰传感器采集现场环境数据，利用 OLED 屏幕实时展示天然气浓度信息。系统支持自动、手动以及阈值设置三种工作模式，自动模式下检测到火焰或者燃气超标时，自动启动水泵、排风设备并触发声光报警；手动模式下可通过按键对水泵、排风、声光报警设备单独控制。系统搭载 ESP-01S WiFi 模块，将监测数据上传至 Android APP，用户可远程查看监测数据、修改报警阈值，远程控制执行设备。经测试，系统传感器采集稳定，本地联动响应及时，无线通信可靠，能够实现室内燃气与火焰险情监测与联动处置，满足小型场所安防监测需求。

总体方案

STM32F103C8T6 单片机：作为系统主控核心，完成传感器数据读取、按键逻辑处理、继电器控制、OLED 屏幕驱动、WiFi 模块通信交互。该单片机资源充足，外设接口丰富，开发资料多，适合本科嵌入式项目开发，承担整个系统的数据运算与逻辑调度。
MQ-4 天然气传感器：用于采集环境内天然气浓度，将气体浓度转换为模拟电压信号传输至单片机，实现可燃气体监测，响应速度快，成本低，适合室内燃气检测场景。
火焰传感器：检测环境火焰信号，输出高低电平信号至主控芯片，判断现场是否出现明火，实现火灾火焰监测。
OLED 显示屏：本地实时显示天然气浓度数值，便于现场人员直接读取监测数据。
ESP-01S WiFi 模块：和 STM32 单片机串口通信，将采集的监测数据上传，接收 APP 下发的控制指令，实现设备和 Android 移动端之间无线数据传输。
继电器模块：分别控制水泵、排风扇、声光报警器，由单片机 IO 口驱动继电器通断，完成设备启停的硬件执行动作。
独立按键：一共 4 个按键，实现模式切换、阈值增减、设备选择、设备开关控制，用于本地人机交互操作。
Android 手机：运行 Android Studio 开发的 APP，接收 WiFi 上传的监测数据，下发阈值修改、设备控制指令，作为远程监控终端。
上位开发计算机：用于单片机程序编译烧录、Android APP 代码编写调试，完成系统软硬件开发工作。

核心功能

数据采集与 OLED 显示功能：主控单片机实时读取 MQ-4 传感器天然气浓度与火焰传感器信号，将天然气浓度数据输出到 OLED 屏幕持续刷新显示。该功能为现场人员提供直观的本地数据查看渠道，是系统基础监测功能。
模式切换功能：通过按键切换自动模式、手动模式、阈值设置模式。自动模式依靠传感器信号自动触发联动动作；手动模式由用户本地手动操作设备；阈值模式用于修改燃气报警阈值，满足不同场景报警标准调整需求。
阈值参数设置功能：在阈值设置模式下，使用按键 3、按键 4 完成报警阈值的增加与减少，修改天然气浓度报警临界值，参数保存后系统按照新阈值判断是否触发报警联动，适配不同环境监测要求。
本地手动设备控制功能：手动模式下，按键 2 选中水泵、排风、声光报警其中一个设备，按键 3 控制选中设备开启或者关闭，方便现场人员在无险情时调试设备或者手动处置险情。
自动联动报警控制功能：自动模式下，当火焰传感器检测到火焰，单片机控制继电器 1 闭合启动水泵，同时开启声光报警；当天然气浓度高于设定阈值，继电器 2 闭合启动排风扇并触发声光报警，自动完成险情处置与报警提醒，为系统核心安防功能。
WiFi 无线数据传输功能：ESP-01S 模块将传感器采集的火焰状态、天然气浓度数据发送至 Android APP，同时接收 APP 下发的各类控制指令并转发给 STM32 主控，打通本地硬件和移动端的数据通道。
Android APP 远程数据查看功能：移动端 APP 接收 WiFi 上传的数据，实时展示天然气浓度、火焰监测状态，用户可以远程了解现场安防状态。
APP 远程阈值配置功能：用户在 APP 界面远程修改天然气报警阈值，下发指令给单片机更新系统阈值参数，无需到现场操作按键，提升系统使用便捷性。
APP 远程设备控制功能：APP 支持远程发送指令，对水泵、排风设备、声光报警器进行开关控制，实现远程设备操作。

技术路线

Keil MDK 开发环境：用于 STM32 单片机 C 语言程序编写、编译与程序烧录，完成传感器读取、按键逻辑、继电器驱动、串口通信、OLED 显示等嵌入式底层代码开发。
C 语言：单片机端开发编程语言，实现硬件驱动、业务逻辑判断、设备联动控制，嵌入式领域主流开发语言。
Android Studio：Android 移动端 APP 开发工具，搭建 APP 界面，编写网络通信代码，完成数据展示、阈值设置、远程设备控制功能开发。
Java 语言：Android APP 开发语言，用于 APP 界面交互、网络数据收发，实现移动端与 ESP-01S 模块之间的数据交互。
ESP-01S WiFi 模块 AT 指令集：配置 WiFi 模块联网，实现串口透传，完成单片机与 APP 之间双向无线数据通信。
Altium Designer：绘制硬件电路原理图，规划单片机、传感器、继电器、按键等元器件接线，完成硬件电路设计。
串口调试助手：软硬件联调阶段使用，查看单片机串口输出信息，调试 ESP-01S 通信，排查数据传输问题。
硬件测试工具：万用表、电源模块，用于硬件电路焊接后的通断、电压检测，验证硬件电路是否正常工作。

项目演示

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关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。