stm32项目（4）——基于stm32的厨房安全检测系统

目录

 1.功能介绍

2.硬件方案

     1.单片机的选择

2.显示屏的选择

3.温湿度传感器

4.烟雾传感器

5.甲醛传感器

6.排气风扇

3.程序设计

        1.接线方式

        2.大致思路

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 1.功能介绍

  本次设计的厨房安全检测系统的功能如下：

        利用单片机、烟雾传感器、甲醛传感器、温湿度传感器、OLED显示屏幕及其他元器件，实现厨房温湿度检测及显示，并可检测天燃气及甲醛气体浓度且显示，并在达到危害浓度时报警，同时启动排风扇将危害气体排出，同时LED灯亮。

        功能完成后的实物图如下：

        
        

 屏幕第一行左侧显示的是测到的实时温度数值，右侧是温度阈值。

         第二行左侧显示的是测到的实时湿度数值，右侧是湿度阈值。

        第三行左侧显示的是测到的实时烟雾数值，右侧是烟雾阈值。

        第四行左侧显示的是测到的实时甲醛数值，右侧是甲醛阈值。

2.硬件方案

     1.单片机的选择

        单片机选择的是stm32f103c8t6最小系统板，实物图如下：

        

        STM32F103C8T6是一款由STMicroelectronics公司生产的32位ARM Cortex-M3内核微控制器。以下是该芯片的一些特点：

        1. 32位ARM Cortex-M3内核：该芯片采用了32位的ARM Cortex-M3处理器，具有较高的性能和较低的功耗。

        2. 高主频运行：STM32F103C8T6芯片的主频可以高达72MHz，使其具备较快的运行速度。

        3. 64KB闪存和20KB RAM：该芯片内置64KB的闪存和20KB的RAM，可以存储程序代码和数据。

        4. 优秀的通信能力：STM32F103C8T6芯片支持多种通信接口，包括SPI、I2C和USART等，便于与外部设备进行通信。

        5. 丰富的外设资源：该芯片提供了多个GPIO引脚、定时器、PWM输出、ADC和DAC等外设资源，方便连接和控制外部设备。

        6. 低功耗模式：STM32F103C8T6芯片在休眠模式下具有低功耗特性，可有效延长电池寿命。

        7. 多种封装形式：该芯片提供了多种封装形式，如TQFP48和LQFP48等，适应不同的应用需求。

        综上所述，STM32F103C8T6具备较高的性能、丰富的外设资源和通信能力，是一款适用于嵌入式系统和物联网应用的微控制器。

2.显示屏的选择

        显示屏选择的是0.96寸OLED液晶屏幕，实物图如下所示：

         0.96寸OLED显示屏是一种较小尺寸的有机发光二极管（OLED）显示屏，具有以下特点：

        1. 高对比度：OLED显示屏可以实现真正的黑色，因为它的每个像素都可以独立发光或关闭。这使得它能够提供非常高的对比度，产生鲜明清晰的图像和文字。

        2. 自发光：OLED显示屏的每个像素都是自发光的，不需要背光源。这意味着它可以在没有背光的情况下显示图像，进一步提高对比度和能效。

        3. 宽视角：OLED显示屏具有很广的视角范围，即从不同的角度观察时图像的颜色和亮度变化较小。这使得它非常适合用于各种观看角度的应用场景。

        4. 快速响应时间：OLED显示屏具有快速的像素响应时间，可以在切换像素时呈现流畅的动态图像，不会出现拖影或模糊。

        5. 薄型轻便：OLED显示屏采用非常薄的物理结构，使得显示屏具有较小的厚度和重量。这使得它在需要轻薄设计的电子设备中具有很好的应用前景。

        6. 低功耗：OLED显示屏在显示黑色像素时消耗的能量较少，因为黑色像素可以完全关闭。这在显示大量黑色内容时可以显著节能。

综上所述，0.96寸OLED显示屏具有高对比度、自发光、宽视角、快速响应时间、薄型轻便和低功耗等特点，适用于需要小尺寸高质量显示的各种电子设备和应用。

3.温湿度传感器

        温湿度传感器选择的是DHT11，实物图如下：

 

        DHT11是一种数字温湿度传感器，具有以下特点：

        1. 简单易用：DHT11是一款数字传感器，采用单总线数字信号接口，只需要一根信号线就可以与微控制器连接。它提供了简单的API和功能库，使用起来非常方便。

        2. 温湿度测量范围：DHT11可以测量的温度范围是0°C至50°C，并且湿度范围是20%RH至90%RH。这使得它适用于多种常见环境下的温湿度测量。

        3. 数字输出：DHT11以数字形式输出温度和湿度数据，无需进行模数转换或校准。它通过单总线协议将数据进行传输，简化了数据处理过程。

        4. 低功耗：DHT11的工作电压范围广泛，从3V到5V都可以工作，且在测量过程中的功耗非常低。这使得它非常适合用于低功耗或电池供电的应用中。

        5. 响应速度快：DHT11传感器具有较快的响应速度，可以在几秒内获取温湿度数据，使得实时监测和控制变得更加高效。

        6. 低成本：DHT11是一种经济实惠的温湿度传感器，因其简单的设计和低成本的制造，使得它成为许多嵌入式项目的选择之一。

        需要注意的是，DHT11虽然简单易用且成本低廉，但其精度相对较低。如果对于高精度温湿度测量有要求，可以考虑使用更高级别的温湿度传感器。

4.烟雾传感器

        烟雾传感器选择的是MQ2，实物图如下：

        

 

        MQ2是一种烟雾传感器，常用于检测可燃气体和烟雾。它具有以下特点：

        1. 多功能性：MQ2传感器可以检测多种可燃气体，如甲烷、液化气、丙烷、氢气等，同时也可以检测烟雾和一些易挥发的气体。

        2. 高灵敏度：MQ2传感器具有高灵敏度，可以快速、准确地检测到目标气体的存在。它能够检测到低浓度的气体，并产生输出信号以进行进一步的处理。

        3. 快速响应：MQ2传感器响应速度快，可以在很短的时间内检测到气体浓度变化，并及时输出相应的信号。

        4. 低功耗：MQ2传感器的功耗较低，适合在低功耗或电池供电的应用中使用。

        5. 易于使用：MQ2传感器采用模拟输出方式，输出信号可直接连接到微控制器的模拟输入引脚上。它还可以通过调整电路中的电位器来设置传感器的灵敏度。

        6. 廉价实惠：MQ2传感器价格相对较低，而且易于获得，使得它成为许多嵌入式项目和家庭安防系统中的常用传感器之一。

        需要注意的是，MQ2传感器对于不同的气体有不同的灵敏度和响应特性，因此在具体应用中需要根据需要对传感器进行校准和配置，以获取准确的检测结果。此外，MQ2传感器不具备用于定量测量气体浓度的能力，一般用于发现气体存在和预警的目的。

5.甲醛传感器

检测甲醛的传感器选择的是SGP30，实物图如下：

 

        SPG30是一款气体颗粒物传感器，用于检测空气中的颗粒物浓度。以下是SPG30的一些特点：

        1. 高灵敏度：SPG30传感器具有高灵敏度，能够快速、准确地检测空气中的微小颗粒物浓度。它可以检测到直径为1微米的颗粒物。

        2. 多功能性：SPG30传感器可以检测多种颗粒物，包括可吸入颗粒物（PM2.5和PM10），细颗粒物（PM1.0），以及粗颗粒物（PM10-PM2.5）。它适用于各种环境中的颗粒物监测。

        3. 数字输出：SPG30传感器采用数字输出方式，通过I2C接口输出颗粒物浓度数据。这使得数据的读取和处理变得更加方便。

        4. 可编程性：SPG30传感器具有一些可编程的特性，如传感器的工作模式和测量周期可以通过I2C接口进行设置和调整。

        5. 实时监测：SPG30传感器可以实时监测颗粒物浓度的变化，并及时输出测量结果。这有助于进行空气质量监测和预警。

        6. 低功耗：SPG30传感器的功耗较低，适合在低功耗或电池供电的应用中使用。

        7. 小尺寸：SPG30传感器体积小巧，便于集成到各种设备和系统中。

        需要注意的是，SPG30传感器提供的是颗粒物浓度的相对值，不具备绝对定量测量能力。在实际应用中，可能需要进行校准和与其他传感器进行比较，以获取准确的颗粒物浓度数据。

6.排气风扇

         这种风扇自带驱动，直接用单片机IO口就可以控制它的转动，非常方便，不需要外加驱动模块，可以大大提高便利性。

3.程序设计

        1.接线方式

/*
连线方式： OLED-->SCL   PA6
          OLED-->SDA   PA7
          
 烟雾传感器的模拟输出口---->PA0
 电机模块 INA--->GND   INB--->PB5
 
 DHT11的信号输出口：----->PA5
 甲醛传感器:     SDA--->PB1
                 SCL--->PB0
*/

        2.大致思路

定义一些变量及阈值

初始化必要的外设

 

各变量的检测与显示，及其相应的控制逻辑：

 

        需要完整代码的请私信。