基于stm32的家庭报警器

原创于 2025-10-25 15:38:38 发布 · 784 阅读

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#stm32 #嵌入式硬件 #单片机 #毕业设计

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一、概述

系统集成 MQ-2 烟雾传感器、DHT11 温湿度传感器、MK147 火源探测传感器实现多源数据采集，结合 ESP8266 无线通信模块完成数据远程传输与控制，通过 AMS1117 系列降压芯片构建稳定电源供给，同时搭配 OLED 屏幕实现数据可视化。系统采用三级报警机制，可根据环境参数动态触发不同等级预警，最高等级预警时能自动驱动水泵灭火，有效提升家庭火灾预警的实时性与可靠性。

二、系统组成

MQ-2 烟雾传感器：接入 PA1 引脚（ADC1_IN1 通道），12 位分辨率连续采样，3.3V 基准电压确保浓度检测精度；
MK147 火源探测器：接入 PA9 引脚（AO 输入模式），前端串联 220Ω 限流电阻与 104 瓷片电容构成 RC 滤波电路，抑制环境光线干扰；
DHT11 温湿度传感器：接入 PA6 引脚（开漏输出模式），采用单总线协议通信；
继电器（水泵控制）：接入 PA10 引脚（推挽输出模式），拉高电平触发继电器吸合；
蜂鸣器：接入 PB5 引脚，通过 1kHz 频率、30%-80% 占空比调节音量，紧急状态输出 85dB 警示音；
ESP8266 通信模块：通过 UART2（PA2-TX、PA3-RX）与 MCU 通信，实现数据收发。

三、程序设计

int main(void)
{ 
    SystemInit();	
	delay_init(72);
	LED_Init();
	Relay_Init();   		
	Buzzer_Init();  		
	USART1_Config(); 		
	USART2_Config(); 		
	TIM3_Int_Init(1000-1,72-1);		
	TIM2_Init();
	ARTCInit();	
	MK147_Init();  
	MQ2_ADC_DMA_Init();
	MQ2_Init();
	OLED_Init();
	OLED_meun();
	userInit();
	gizwitsInit();
	delay_ms(500);
	gizwitsSetMode(WIFI_RESET_MODE);
  while (1)
  {ppm = MQ2_GetPPM();
		sprintf(buff, "%.1fppm",ppm);	
		DHT11_Read_Data(&temp,&humi);//
		ARTC_ReadTime();
		OLED_ShowNum(40,0,My_time[0],4,16,1);
		OLED_ShowNum(80,0,My_time[1],2,16,1);
		OLED_ShowNum(104,0,My_time[2],2,16,1);
		OLED_ShowNum(40,15,My_time[3],2,16,1);
		OLED_ShowNum(64,15,My_time[4],2,16,1);
		OLED_ShowNum(88,15,My_time[5],2,16,1);		
		FireDetection_Handle();
		OLED_ShowString(64,32,buff,16,1);
		OLED_ShowNum(48,48,g_alarm_level,1,16,1);
		OLED_ShowNum(16,32,temp,2,16,1);	
		OLED_ShowNum(16,48,humi,2,16,1);	  	
		OLED_ShowString(72,48,"HY:",16,1);
		if(!LightSensor_Get()){OLED_ShowString(96,48,"War",16,1);}
		else {OLED_ShowString(96,48,"ok!",16,1);}
		userHandle();
		gizwitsHandle((dataPoint_t *)&currentDataPoint);	
}}

四、功能实现

数据采集阶段：系统以 STM32F103C8T6 为主控，通过 MQ-2 烟雾传感器（实时采集可燃气体浓度，0-100ppm 范围）、DHT11 温湿度传感器（采集环境温度 0-50℃、湿度 20-80% RH）、MK147 火源探测传感器（探测 0.5m 内明火），每 0.5 秒完成一次多传感器数据采样，同时 STM32 内置 ADC 将 MQ-2 模拟信号转换为数字量，结合温度补偿算法提升浓度检测精度；
风险判定阶段：基于三级阶梯式判定模型，一级预警触发条件为温度≥25℃；二级预警需满足 “温度≥25℃且 MQ-2 烟雾浓度≥2000ADC 值（约 20ppm）”；三级预警需在二级条件基础上，叠加 MK147 持续 300ms 检测到明火信号；若二级预警后 10 秒内烟雾浓度回落至 10ppm 以下，判定为烹饪油烟干扰，自动取消警示；
分级响应阶段：一级预警时红色 LED 常亮；二级预警时红色 LED 闪烁 + 蜂鸣器短鸣 3 声；三级预警时红色 LED 快闪 + 蜂鸣器短鸣 5 声，同时 STM32 控制继电器吸合，驱动水泵启动并持续工作 5 分钟，水泵运行结束后重新检测火源，火源消失则关闭水泵恢复监测；
远程交互阶段：ESP8266 无线模块工作于 STA 模式，连接家庭 WiFi 后通过 MQTT 协议向机智云平台上传设备 ID、温湿度、烟雾浓度、报警等级等数据，断网时本地存储最近 24 小时数据；用户可通过手机 APP 实时查看数据，也可远程发送指令手动控制水泵开关。