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Proteus基于STM32的联网楼宇智能灯光防火检测控制系统

时间:2024-12-15 20:32:57浏览次数:5  
标签:仿真 区域 检测 STM32 楼宇 Proteus 传感器 所示 如图

基于STM32的联网楼宇智能灯光防火检测控制系统

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【Proteus仿真大赛】基于stm32的联网楼宇智能灯光防火检测控制系统

系统方案设计

  1. 设计背景与系统功能

目前,‌现代楼宇普遍存在的问题主要包括房间数量众多、‌走廊通道长度较长,‌这使得火灾等潜在危险问题相对隐蔽,‌难以被及时发现。‌如果仅仅依赖人工进行巡楼检查,‌不仅效率低下,‌而且成本高昂,‌难以实现全面、‌实时的安全监控。‌因此,‌针对这一现状,‌开发一种能够实时监控楼宇安防状态和行人状态的智能系统显得尤为重要,‌这对于提升楼宇的整体安全水平具有深远的意义。‌

基于STM32的联网楼宇智能灯光防火检测控制系统应运而生,‌它集成了多种功能,‌旨在全面保障楼宇的安全。‌该系统能够实时监控火警情况,‌一旦检测到火灾,‌便会立即触发报警机制。‌同时,‌它还具备防盗检测报警功能,‌通过超声波传感器,‌能够实时监测非法入侵行为,‌并在发现异常情况时迅速发出报警信号。‌

此外,‌该系统还采‌能够准确感知人的移动。‌当有人经过时,‌系统会自动开启灯光,‌为人提供照明;‌而当人离开后,‌灯光则会自动熄灭,‌从而实现节能效果。‌这一功能不仅提升了楼宇的便利性,‌还有助于节约能源。‌

在楼宇状态出现异常时,‌该系统能够迅速进行报警,‌并自动启动水泵、‌排气风扇等应急设备,‌以有效控制火势或排除其他安全隐患。‌同时,‌系统还会通过WIFI无线通信方式,‌将异常信息实时发送到云端服务器,‌便于远程监控和管理。‌更重要的是,‌该系统还与微信平台对接,‌一旦检测到火灾或防盗报警,‌会立即通过微信通知保安和相关人员,‌确保他们能够迅速采取应对措施。‌

  1. 总体方案设计

完成系统总体功能分析后,对系统的整体功能实现方案进行设计,系统使用单片机作为主控芯片,温湿度传感器可以获取室内的温湿度并根据设定值开关制冷设备,火焰传感器可以检测每个区域的火警值,烟雾传感器可以检测室内浓烟的含量,超声波传感器可以检测是否有人经过并执行开灯指令,在防盗中也可以用作入侵检测。这些数据也将实时显示在显示屏上,同时,将这些数据通过无线传输发送到云端平台。据此分析系统的整体设计方案如图1所示。

图1 系统结构图

单片机模块:控制整个下位机系统;

DHT11传感器:检测室内外的温湿度;

超声波传感器:检测是否有人经过;

HY-A1火焰传感器:检测室内火警;

mq2烟雾传感器:检测室内烟雾值;

点灯科技app:手机app控制软件;

OLED显示屏:循环显示室内温湿度和火警值,同时为功能选择提供显示窗口;

ESP8266+WIFI模块:连接单片机和云端平台,将采集到的数据发送到云平台,再通过app界面查看,同时也可以将报警发送到企业微信上。

air780E 4G模块:无论是否联网均可将报警信息通过短信的形式发送到目标手机。

1.3 主控芯片的选型

STM32F103RCT6是一款集成Cortex-M3内核的微控制器单片机,由意法半导体(STMicroelectronics)公司研发,属于STM32F1系列。STM32F103RCT6内部集成CPU、存储器、时钟、高性能ADC、DAC等多种外设,最高主频可达72MHz,容量大小为512KB Flash和64KB SRAM。在通信方面,它支持多种标准接口,如USART、SPI、I2C和CAN,能够方便地与外部设备进行数据交换和通信;在安全方面, STM32F103RC具有硬件加密加速器、支持安全启动的Bootloader和按位可重写的FLASH等,有助于提高系统的安全性和稳定性。

综上所述,STM32F103RCT6是一款功能强大的微控制器单片机,性能优异,抗干扰性好,支持多种通信接口和安全特性,适用于各种应用场景和设计需求。

2系统设计

2.1 传感器的选择

2.1.1 温湿度传感器方案的选择

DHT11是一种数字信号输出的温湿度传感器,采用了数字模块采集技术和温湿度感知技术,确保了可靠性和稳定性。传感器在湿度校验室中进行校准,并将校准系数储存在OTP内存中,以实现超快响应、高精度检测。DHT11为4针单排引脚封装,连接方便,适用于各种场合。鉴于以上考虑,本设计采用DHT11作为温湿度传感采集器件。

2.1.2 火焰传感器方案的选择

HY-A1火焰传感器是一款用于检测火焰的传感器,具有高灵敏度、快速响应和低功耗等特点。传感器包括一个光敏元件和一个信号处理电路,能够检测宽波段范围内的火焰辐射信号,并将其转换为模拟信号输出。HY-A1火焰传感器具有单线制串行接口,可以方便地集成到系统中。其小型化设计、低功耗和远传输距离的特点,使其适用于各种应用场合,如火灾报警、工业生产等领域。总之HY-A1火焰传感器是一款灵敏度高、响应快和功耗低的传感器,适用于各种检测火焰的应用场合。

综合考虑,本设计采用HY-A1火焰传感器。

2.1.3 超声波传感器方案的选择

HC-SR04 超声波测距模块可提供 2cm~400cm 的非接触式距离感测功能,测距精度可达高到的非接触式距离感测功能,测距精度可达高到 3mm ;模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。

工作时给HC-SR04发送长达10us的TTL脉冲,然后模块就会进行测距,测距的结果通过回响信号传达,回响的TTL电平信号时间即是超声波从HC-SR04模块发出,触碰到障碍物后返回到HC-SR04模块的时间总和。因为声音的速度约为340m/s,因此将回响电平的时间除340再除2之后得到的就是单位为米的测距结果。

综合考虑,本设计采用HC-SR04超声波传感器来检测是否有人经过。

2.1.4 气体传感器方案的选择

MQ-2常用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置,是一个多种气体探测器。

MQ-2型烟雾传感器属于二氧化锡半导体气敏材料,属于表面离子式N型半导体。处于200~300摄氏度时,二氧化锡吸附空气中的氧,形成氧的负离子吸附,使半导体中的电子密度减少,从而使其电阻值增加。当与烟雾接触时,如果晶粒间界处的势垒收到烟雾的调至而变化,就会引起表面导电率的变化。利用这一点就可以获得这种烟雾存在的信息,烟雾的浓度越大,导电率越大,输出电阻越低,则输出的模拟信号就越大。

综上考虑,本设计采用MQ-5传感器来检测室内煤气泄漏。

2.2 WiFi无线通讯模块的选择

esp8266是安信可公司生产的一款物联网芯片,它有低功耗,高性能的优点,专为物联网应用而生。

它支持内置WIFI mac,支持802.11b/g/n协议,可以实现无线数据传输和互联网连接,同时,具有丰富的外设包括UART,SPI,I2C,GPIO等,可以实现数据传输,远程控制等功能。并且功耗较低,深度睡眠模式下电量消耗仅为10uA。

Esp 8266广泛应用于智能家居,智能穿戴等领域,是物联网的理想选择综合考虑,本设计采用ESP8266+WIFI作为系统的无线通信模块。

2.3 短信平台的选择

目前,市面上发送短信的方式主要有两种:一种是通过调用云端API,如阿里云和华为云的SMS短信服务;另一种则是利用硬件的短信模块和SIM卡直接发送。虽然调用云端API的方式成本较低且支持包月付费,但由于其复杂性以及大多数情况下只能在PC或Linux系统上运行,因此不在本设计的考虑范围内。

硬件模块方面,常见的短信模块包括GSM模块和4G模块。GSM模块具有成熟稳定、成本低、覆盖范围广等优点,但同时也存在功耗高、传输速度慢、容量有限的缺点。相比之下,4G模块具有传输速度快、功耗低、功能全面的优势。

基于以上考虑,本设计选择使用合宙公司生产的4G全网通单片机——Air780E来实现报警短信的发送。Air780E不仅支持语音通话、短信发送和流量上网等功能,还具有超低待机功耗的特点,非常适合用于发送报警信息。此外,Air780E采用Lua语言编程,编程难度较低且灵活性较高。

综上所述,通过综合考虑成本、功能和易用性等因素,本设计选择使用Air780E 4G模块来实现报警短信的发送。

2.4 液晶显示方案的选择

OLED显示屏是一种具有自发光的显示技术,可以用于制作高对比度、高亮度和高清晰度的显示屏。它与传统的LCD显示屏相比,具有更广的可视角度、更快的响应速度、更低的能耗和更轻薄的体积。当前市面上的OLED模块均采用IIC或SPI总线方式驱动,能够很方便的与单片机直接相连进行驱动。本品采用OLED显示屏来实现显示。

3系统硬件设计

3.1 超声波检测电路

超声波模块是IO触发测距的原理工作。当TRIG引脚接收到至少10微秒的高电平信号时,HC-SR04模块会立即发射一个由8个周期的40KHZ超声波脉冲。超声波脉冲遇到障碍物后会反射回来,被超声波传感器的ECHO引脚检测到。主控系统测量从ECHO引脚检测到高电平到检测到低电平的时间间隔,根据高电平持续时间乘以超声波在空气中的传播速度,然后除以2,就可以得到障碍物或行人与传感器的距离。HC-SR04模块原理图如图2所示。

图2 HC-SR04模块原理图

六个区域的超声波传感器的VCC管脚都需要连接到+5V电源,GND管脚也都需要连接到地线。以走廊1、2区域为例,TRIG管脚用于接收触发信号,与STM32主控的P10和P20管脚相连。ECHO管脚输出回响信号,与STM32主控的P11和P21管脚相连。其他区域也同样,对应连接。超声波检测电路如图3所示。

图3 超声波检测电路

3.2 DHT11温湿度检测电路

DHT11是一款数字温度和湿度的复合传感器,输出信号为已校准的数字信号,其中DATA是微处理器与DHT11之间信息交互的通道,采用单线制接口,在编程的时候尤其要注意其时序图,需严格按照时序图的顺序来收发数据。相比之下,DS18B20温度传感器输出的是模拟信号,需要外加ADC芯片,将模拟信号转换成数字信号,虽然在精确度上要比DHT11要高,但是DHT11模块较容易上手,在编程和电路连接上都较为简单,所以本设计选用的是DHT11模块。该模块具有可靠、精确和稳定等优点。图4是DHT11模块的电路原理图。

图4 DHT11温湿度检测电路

3.3 MQ-2 烟雾传感器检测电路

本系统使用MQ-2传感器来进行烟雾浓度的检测,该传感器的作用是对室内的烟雾气浓度进行检测,对烟雾的浓度有较高的敏感度。工作原理是基于其内部包含一个半导体气敏元件,通常是一种氧化物半导体材料。当烟雾气体与气敏元件接触时,气体分子会吸附在气敏元件表面,导致气敏元件的电阻发生变化,传感器测量这种电阻变化,并将其转换为相应的电压信号输出,最终转换为对烟雾气体浓度的估计值。在仿真中,实际使用6个滑动变阻器来代替六个区域的烟雾传感器,每个传感器的AO引脚分别连接到单片机的PA1、PA2、PA3、PA4、PA5、PA6引脚,以供单片机进行ADC检测。MQ-2烟雾传感器检测电路如图5所示。

图5 MQ-2烟雾传感器检测电路

3.4 火焰传感器检测电路

HY-A1火焰传感器是一种常见的火焰检测传感器,主要检测火焰的存在,其工作原理采用了红外传感器检测原理。当火焰产生时,火焰会发出红外辐射,被红外接收管接收并输出相应的电压信号,这个信号经过放大和处理后,输入到比较器中。通过调节VR10滑动变阻器产生参考电压,可以使比较器将红外接收管输出的信号与参考电压进行比较。如果红外接收管输出的信号超过了参考电压,比较器将输出高电平信号至DO1引脚,六个区域的火焰传感器DO1引脚分别连接至单片机的F1、F2、F3、F4、F5、F6引脚。实际仿真中使用一个按钮代替电路连接在对应的单片机IO口。本系统使用的火焰检测电路如图6所示。

图6 火焰检测电路

3.5 步进电机驱动电路

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机,步进电机的转子为多极分布,定子上嵌有多相星形连接的控制绕组,由专门驱动芯片输入电脉冲信号,每输入一个脉冲信号,步进电机就会前进一步。该步进电机的步进角度一般是1.8°或0.9°,能够实现非常精确的位置控制。其工作原理是在一个或更多的定子上加电,使绕组中的电流形成一个磁场,使转子对准这个磁场。通过依次提供不同的相位,转子可以旋转特定的位移量以达到所需的最终位置。

系统使用ULN2003A驱动芯片驱动步进电机,该芯片常用于控制和驱动大功率负载,具有7个高电流输出通道,每个通道能够承受500mA的电流。本系统采用一个步进电机控制灭火机器人往返运转。当走廊某一个区域发生火灾时,步进电机驱动灭火机走到该区域并启动消防水泵喷水灭火,便于对火灾进行初步的控制。步进电机驱动电路如图7所示。

图7 步进电机驱动电路

3.6 水泵及空调控制电路

继电器是一种电气控制设备,内部包含电磁线圈和触点,当电磁线圈通电时产生磁场,吸引或推动触点进行开闭动作,从而实现对电路的开关控制,常用于控制高功率设备或电路中小功率信号控制大功率负载的场合。由于水泵和空调均为大功率电器,本系统采用继电器来控制水泵和空调。图8、9是水泵控制电路,图10是空调控制电路

图8办公区域消防水泵

图9 灭火装置水泵

图10室内制冷设备

3.7 照明灯驱动电路

74LS08是一种CMOS门电路器件,由于单片机自身的驱动能力有限,直接采用GPIO口驱动照明灯时,单片机的输出电压经常不稳,本系统采用逻辑门电路,使输出电压更加稳定。如图11,单片机输出的L1、L2、L3、L4、L5、L6与逻辑与门连接,输出的L12、L22、L32、L42、L52、L62分别与每个区域的照明灯相连。

图11照明灯驱动电路

3.8 esp8266WiFi模块电路

esp8266自带一组串口,同时也可以虚拟出多对复用的串口,本系统采用ch340芯片与8266芯片的自带串口直接连接,然后通过USB数据线连接电脑USB插口,再通过内部主板DDR总线和北桥芯片连接到CPU,进而连接到仿真系统。在模块中,CH340的RXD和TXD与esp8266的RXD0和TXD0连接,UD+和UD-连接micro USB插口的D+和D-。并通过数据线连接电脑主板。图12为esp8266核心板连接电路图。

图12 esp8266WiFi模块电

由于单个esp8266的性能不足以支撑云端运转,所以实际仿真使用两片esp8266同时连接在USB插口,一个8266负责公众号信息和app,另一个负责企业微信通知,以及报警短信的发送。其电路图同图12。

3.8 air780E短信模块电路

由于这款芯片是最近一年生产,关于这个芯片的核心板资料很少,本系统是通过esp8266接收报警指令,调用air780E内部程序实现发送短信报警。Air780E的GND和VCC连接在esp8266上,程序将CAM-RST虚拟成串口,连接在esp8266的RXD0引脚,实现数据传输。部分连接电路图如图13所示。

图13 air780E 部分电路图

4系统软件设计

4.1 编程软件介绍

本设计采用keil uVision5软件进行编程设计,Keil uVision5是一个集成开发环境(IDE),用于对嵌入式系统中的微控制器进行编程。它是一个软件套件,包括源代码编辑器、调试器以及微控制器开发、调试和编程所需的其他工具。Keil uVision5 IDE主要用于对基于ARM架构的微控制器进行编程。

Keil uVision5是一款面向ARM处理器编程的集成开发环境(IDE),以下是其主要特点:

1.易于使用:Keil uVision5提供了用户友好的图形用户界面(GUI),可帮助用户快速建立和组织项目、编写和调试代码。

2.支持多种编程语言:Keil uVision5支持多种编程语言,包括C、C++、汇编语言等,可为不同类型的应用程序提供编程支持。

3.强大的代码编辑和调试功能:Keil uVision5提供了强大的代码编辑和调试功能,包括语法高亮、智能代码提示、集成调试器、覆盖率分析等,为开发者提供全面的开发环境。

4.支持多种目标设备:Keil uVision5支持多种目标设备,包括ARM Cortex-A、Cortex-M和Cortex-R系列处理器,可满足不同设备的开发需求。

4.2 系统主程序流程框图

系统在上电后,首先初始化各模块,然后检测火警,判断是哪个区域起火,并向对应区域发送灭火指令,驱动灭火装置运行;检测各区域烟雾值,当烟雾值高于所设定的阈值,并且火已扑灭时, 排风扇启动抽风换气;检测是否有人经过,当有人经过时自动开灯,人离开后自动关灯。在安防模式还可以检测入侵人员位置。系统还可以读取室内的温湿度,并显示出来。同时,将数据通过ESP8266上传到服务器并在点灯科技APP上显示出来,最后在显示屏上显示温湿度,烟雾值,火警发生区域,区域监视等信息,并提供水泵工作状态指示和实时时间指示。系统主程序流程图如图14.1所示,esp8266接收数据上报云端流程图如图14.2所示,esp8266接收app指令发送到仿真流程图如图14.3所示。

图14.1 主程序流程图

图14.2 esp8266接收数据上报云端流程图

图14.3 esp8266发送指令到仿真流程图

4.3 PROTUES软件的介绍

Protues是一款广泛应用的电子设计仿真软件,由英国公司开发和发布。它不仅可以进行协同仿真,还能用于设计和仿真各种单片机及外围电路器件。Protues软件具有以下主要特点:

  1. 强大的原理图绘制功能。
  2. 融合了单片机仿真和电路仿真。
  3. 支持主流单片机系统的仿真。
  4. 提供软件调试功能。

4.4 仿真结果

系统仿真采用仿真软件Proteus8.15。进入Proteus的主界面后,绘制好系统硬件原理图后双击单片机,加载成功.hex文件。如图15所示。

图15 系统仿真电路图

其中显示屏显示室内温度湿度、室外温度湿度、实时火警状态、烟雾值、实时时间、楼宇行人状态等。

  1. 走廊火警检测报警

系统初始化完成后,自动循环显示实时楼宇状况、烟雾传感器值、温湿度和实时时间,其中①②③④⑤⑥代表6个区域,并且区域一切正常,■代表此区域有火灾,▲代表灭火装置的位置和使用情况,▽代表此区域有行人经过。如图16所示。

图16实时状态循环显示仿真图

在仿真中,采用了按钮来代替火警传感器,按钮按下,代表发生火灾。当走廊1区域有发生火灾时(如图17所示走廊1的按键F1按下);步进电机旋转角度控制灭火机转到走廊1区域(旋转约90度,如图18所示);然后开启喷淋水泵喷水灭火(继电器线圈吸引衔铁使水泵电路导通),如图19所示;同时在屏幕上显示着火位置,无论哪个区域发生火灾,消防灯会全部开启,照亮逃生通道,如图20所示。

图17 走廊1区域火警仿真图

图18 步进电机旋转仿真图

图19 屏幕显示和消防水泵仿真图

图20 任意区域发生火灾所有灯自动全部开启

(2)办公区域着火检测

由于办公区域位置不同,故在每个办公区域均设置一个消防水泵如图21所示。

当办公区域1发生火灾时(按下按钮),如图22所示,继电器线圈吸引衔铁使水泵电路导通,水泵工作,如图23所示。同时在屏幕使用“▲”代表水泵运转状态,“■”代表火警发生区域。如图24所示。

图21办公区域消防水泵仿真图

图22 办公区域1着火仿真图

图23 消防泵工作仿真图

图24 屏幕显示状态仿真图

(3)多个区域着火检测

如图25所示,当检测到走廊多个区域着火时,此时,所有区域灯均会亮起,如按下走廊1和走廊3的按钮表示走廊1和走廊3区域着火,系统会控制携带水泵的步进电机从左到右依次灭火,步进电机转动到三个不同的角度:90°,180°,270°分别代表三个不同的区域,如图26所示,步进电机旋转到角度为90°表示步进电机到达1区域并启动灭火消防水泵,自动灭火,在显示屏上用 “■和▲”2个图标分别表示1区域着火和1区域水泵工作灭火。当1区域火焰熄灭后,如图27所示,步进电机继续旋转角度到270°表示到达3区域,启动灭火消防水泵,自动灭火,同样在显示屏上用“■和▲”2个图标分别表示3区域着火和步进电机运行到3区域同时水泵工作灭火。

图25多区域着火仿真图

图26 灭火步进电机在走廊1位置和屏幕显示火灾状态仿真图

图27灭火步进电机在走廊3区域和屏幕显示火灾状态仿真图

图28灭火装置运转仿真图

办公区域因为有独立消防喷淋泵,故不与走廊共用一套消防设施。每个着火区域都可以独立启动灭火,当检测到办公区域着火时(如图29所示,按下对应区域的按钮),此时PUMP1,PUMP2,PUMP3,给予低电平,三极管Q2,Q3,Q4导通,如图30,继电器线圈通电产生磁力,吸引衔铁导通,使水泵工作。对应区域消防水泵启动灭火。同时屏幕也实时显示水泵工作状态。如图31所示

图29三个办公区域着火仿真图

图30 消防泵工作仿真图

图31屏幕显示火灾状态和水泵工作状态

(4)烟雾和排风控制系统

屏幕会循环显示各区域烟雾值并在右上角显示设定阈值,如果超过设定的阈值,并且在没有明火的情况下会触发排风扇,自动排出烟雾和有毒气体。当检测到仍然有明火存在,排风扇会自动关闭,防止增大火势造成危险。如图32所示。

图32 烟雾传感器值显示仿真图

在仿真中使用一个滑动变阻器来代替烟雾检测,如图33所示,当某一区域检测值超过阈值时如办公1区域烟雾值75超过设定的阈值40,如图34所示,排气扇FAN工作,如图35所示。

图33 模拟办公1区域烟雾过高仿真图

图34屏幕显示实时烟雾值

图35排风扇工作仿真图

当发现有明火未被扑灭时,排风扇停止运转,防止进一步扩大火势,如图36所示。

图36有火灾时即使有浓烟排风扇不会启动

(5)行人自动照明系统

当有行人经过超声波传感器时,超声波传感器测量距离发生变化,当有人来到走廊一区域,经过超声波传感器(超声波检测到距离是80小于设定阈值100),走廊一区域照明灯自动开启,而走廊2区因为没有人经过(测距109大于设定值100),并不会开启灯光。当人走过后(测距大于100)过几秒会自动关闭。同时屏幕会在对应区域显示有人经过的标志“▽”。如图37、38所示。

图37当走廊1区有人经过时照明灯会自动开启,其他区域不受影响

图38屏幕实时显示楼宇行人情况

其他区域同理,当行人经过走廊区域超声波模块时,每个区域都会自动开灯。经过超声波模块后过几秒自动关灯,屏幕也会显示实时的行人位置信息,如图39, 40所示。办公区域也可以实现各个区域行人检测并自动开关灯,如图41, 42所示。

图39走廊三个区域均有人经过超声波检测仿真图

图40屏幕实时显示状态

图41办公区域1、3行人检测仿真图

图42屏幕实时显示状态

除此之外,屏幕上还会显示实时的室内外温湿度、标准时间等。温度会实时更新,时间会滚动显示。网络授时的原理是通过使用SNTP协议来实现的,程序会从中国国家授时服务器IP地址池中随机获取一个IP进行连接。esp8266首先向服务端发送一个请求报文,记录时间T1,NTP服务器接收到请求报文记录时间T2,经过服务器处理后,将时间报文发送回esp8266。esp8266接收到数据报文后,通过公式计算时间偏差并调整自己的时钟,如图43。

图43温度湿度以及时间显示

楼宇的实时情况也会通过网络实时发送到服务器上,管理员可以通过点灯科技服务器来实时观看楼宇消防情况,如图44所示。

图44 点灯科技app显示界面

在手机端可以进行空调温度的设置,进而调节室内的温度。当室内温度为30℃高于设定值26℃时,制冷设备会启动。当室内温度低于设定温度值时,制冷设备会关闭。同时,屏幕会显示设定的温度值。如图45、46、47所示。

图45 点灯科技app设置空调温度26℃

图46 屏幕显示空调温度,室内温度高于阈值制冷启动

图47 室内温度低于设定值,制冷设备关闭

(6)楼宇防盗系统

当手动开启防盗启动开关时,APP上会显示开启防盗,此时,楼内所有灯光全部关闭,如图48、49所示。当有人经过走廊某一区域时,入侵信息会发送到巴法云公众号,同时,在点灯科技APP上显示入侵者的位置,如图50所示。

图48 模拟有人进入大楼

图49点灯科技app显示入侵区域

图50 巴法云公众号消息推送

当某一区域着火时(如图51,使用走廊1、走廊3、办公区域2、办公区域3来模拟大楼着火情况),手机上点灯科技app会显示出着火区域,如图52所示;同时还会将数据同步到巴法云公众号,提示管理员大楼着火区域,如图53所示;Esp8266还会将数据发送到企业微信中,只要加入企业微信的员工,都可以接收到警报信息,从而保证人身安全。如图54所示。air780E也会发送短信到管理员的手机,这一过程不需要网络连接,当WiFi通讯中断时,也可以将火警信息传送到管理员手机,而且0延迟。如图55。

图51 走廊1、走廊3、办公2办公3着火模拟

图52点灯科技app准确显示着火区域

图53巴法云公众号消息推送

图54 企业微信全员通知

图55 短信通知界面

同时,esp8266还会实时从国家授时服务器获取标准的时间,并显示在屏幕上,如图56。点灯科技app也可以独立控制每一个灯的开关,当按下对应区域的按钮时,该区域的灯会亮起,如图57,58所示。楼宇管理员也可以控制烟雾传感器的阈值,根据不同情况调整烟雾传感器的灵敏度防止误报警,如图59所示。

图56 esp8266从国家授时服务器获取的标准时间

图57 云端开启所有灯光

图58 开启单个区域灯光控制(走廊3)

图59 云端阈值调节通过串口发到仿真上

结  论

本设计为基于单片机的智能楼宇防火检测系统设计,‌该系统深度融合了STM32的强大处理能力和多种高精度传感器的敏锐感知,‌共同构建了一个全面、‌智能且高效的防火安全体系。‌该系统的创新主要体现在以下几个方面:

1多区域精准火焰检测‌:‌系统创新性地配置了六个分布在不同区域的火焰传感器,‌能够精确锁定火灾发生的位置,‌为迅速响应和有效灭火提供了关键信息。‌同时,‌系统还集成了水泵灭火功能,‌确保在火灾发生时能够立即进行初步压制。‌

2智能烟雾与温湿度监控‌:‌通过气体传感器,‌系统能够实时检测楼内的烟雾浓度,‌一旦超标即触发警报并启动排风扇等安全防护措施。‌此外,‌系统还利用DHT11传感器实现了对室内外温湿度的精准监测,‌为楼宇环境的舒适度与安全提供了双重保障。‌

3‌行人检测与智能照明‌:‌系统采用超声波传感器实现行人检测,‌这一创新设计使得照明系统能够根据人的移动自动开关,‌既提升了便利性又实现了节能减排。‌当行人经过后,‌照明灯会在几秒后自动关闭,‌这一智能化的处理方式进一步体现了系统的节能理念。‌

4‌实时信息展示与云端管理‌:‌系统不仅能够在屏幕上实时显示楼宇的火警状态、‌行人状态等重要信息,‌还通过esp 8266模块将主控系统收集到的数据发送到云端。‌这一设计使得楼宇管理员和企业微信群内的其他工作人员能够随时随地获取楼宇的实时情况,‌极大地提高了管理的便捷性和效率。‌

综上所述,‌本智能楼宇防火检测系统在设计上充分融入了创新与特色元素,‌不仅提升了楼宇的安全水平,‌还为楼宇管理带来了前所未有的便捷与高效。‌

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From: https://blog.csdn.net/hafeizhou/article/details/144483241

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  • STM32F103c8t6基于I2C协议的AHT20温湿度传感器的数据采集
    STM32F103c8t6基于I2C协议的AHT20温湿度传感器的数据采集一、了解I2C总线通信协议1、软件I2C2、硬件I2C二、工程建立1、设计要求2、STM32CubeMX的环境配置(一)STM32CubeMX的配置(二)KEIL配置三、代码编写1、AHT20-21_DEMO_V1_3.h2、AHT20-21_DEMO_V1_3.c3、main.c四、硬......
  • STM32单片机芯片与内部20 中断管理
    目录一、中断/异常的响应序列1、入栈2、取向量3、更新寄存器二、异常返回三、嵌套中断四、咬尾中断五、晚到异常六、异常返回值七、中断延迟八、异常相应期间的faults1、入栈期间2、出栈期间3、取向量期间4、无效返回时        前面有提到定时器中断......
  • STM32单片机芯片与内部21 电源管理——低功耗 睡眠模式 停止模式 待机模式
    目录一、SMT32电源框图1、ADC电源与参考电压VDDA2、调压器供电电路VDD/1.8V3、备份域电路二、电源监控器1、上电复位与掉电复位(POR与PDR)2、可编程电压检测器PVD三、功耗模式1、睡眠模式2、停止模式3、待机模式        电源对电子设备的重要性不言而喻,它......
  • STM32_HAL库所用到的函数(持续更新)
    提示:文章写完后,目录可以自动生成,如何生成可参考右边的帮助文档目录文章目录HAL库概念及优点一、对HAl库常见的函数记录1.GPIOHAL库概念及优点HAL(HardwareAbstractionLayer)即硬件抽象层。它是ST(意法半导体)公司为其STM32系列微控制器推出的一种软件库。其主要......
  • 利用ESP-01S中继实现STM32F103C8T6与MQTT服务器的串口双向通信
    最终现象未完待续实现流程STM32通过串口与ESP通信,ESP通过WiFi与MQTT服务器通信元件与接线STM32相关STM32F103C8T6开发板:STM32仿真器:烧录程序时,STM32F103C8T6与仿真器的接下如下:STM32ST-LINK3V33.3VGNDGNDSWDIOSWDIOSWCLKSWCLKUSB转TTL:未完待......
  • STM32 进阶 SPI外设读写Flash 寄存器代码书写
    目录SPI外设SPI外设框图需求描述硬件电路设计相关寄存器文字说明:spi.hspi.c W25Q32.hSPI外设与I2C外设一样,STM32芯片也集成了专门用于SPI协议通讯的外设。STM32的SPI外设可用作通讯的主机及从机,支持最高的SCK时钟频率为fpclk/2(STM32F103型号的芯片默认f......
  • 1500、基于51单片机的报警控制(ADC0808,数码管,上下限)(proteus仿真+程序+原理图+流程图+
    目录方案选择单片机的选择一、设计功能二、proteus仿真图三、原理图四、程序源码资料包括:方案选择单片机的选择方案一:STM32系列单片机控制,该型号单片机为LQFP44封装,内部资源足够用于本次设计。STM32F103系列芯片最高工作频率可达72MHZ,在存储器的01等等待周期仿真时......
  • 1501、基于51单片机的报警器(红外入侵,时间段)(proteus仿真+程序+原理图+流程图+元器件清
    目录方案选择单片机的选择一、设计功能二、proteus仿真图三、原理图四、程序源码资料包括:方案选择单片机的选择方案一:STM32系列单片机控制,该型号单片机为LQFP44封装,内部资源足够用于本次设计。STM32F103系列芯片最高工作频率可达72MHZ,在存储器的01等等待周期仿真时......
  • 1503、基于51单片机的报警器(温度,烟雾,煤气,上位机)(proteus仿真+程序+原理图+流程图+元器
    毕设帮助、开题指导、技术解答(有偿)见文未 方案选择单片机的选择方案一:STM32系列单片机控制,该型号单片机为LQFP44封装,内部资源足够用于本次设计。STM32F103系列芯片最高工作频率可达72MHZ,在存储器的01等等待周期仿真时可达到1.25Mip/MHZ(Dhrystone2.1)。内部128k字节......