智能家居环境小护士（原理图、pcb、源码、设计报告）

矫情吗；* 2024-03-31 09:37 56阅读 0赞

目录  
ARM-STM32校园创新大赛 1  
题 目： 智能家居环境小护士 1  
摘要 1  
引言 2

1.  系统方案 3  
    整套系统的工作原理是：单片机是整套系统的控制核心，温湿度传感器负责测试环境中的温湿度；烟雾传感器负责检测空气中的有毒气体，如甲醛和硫氢化物；加湿器负责加湿；当烟雾传感器检测到环境中存在有毒气体时，这个消息被单片机检测到后，单片机就会告诉通讯模块，通讯模块就会发短信通知主人；如果无有毒气体，温湿度传感器测得的温湿度在显示模块上上显示出来，环境中太干时，加湿器就加湿。各个模块各自有各自的任务，互相合作，共同营造一个舒适的环境。 3
2.  系统硬件设计 3  
    2.1温湿度传感器 3  
    2.2 烟雾传感器 3  
    2.3加湿器 3  
    2．4单片机最小系统 3  
    2．5 矩阵键盘 3  
    2.6 通信模块 4
3.  系统软件设计 4  
    软件调试 4
4.  系统创新 4
5.  评测与结论 5  
    附录 5

1.系统方案  
整套系统的工作原理是：单片机是整套系统的控制核心，温湿度传感器负责测试环境中的温湿度；烟雾传感器负责检测空气中的有毒气体，如甲醛和硫氢化物；加湿器负责加湿；当烟雾传感器检测到环境中存在有毒气体时，这个消息被单片机检测到后，单片机就会告诉通讯模块，通讯模块就会发短信通知主人；如果无有毒气体，温湿度传感器测得的温湿度在显示模块上上显示出来，环境中太干时，加湿器就加湿。各个模块各自有各自的任务，互相合作，共同营造一个舒适的环境。  
2.系统硬件设计  
2.1温湿度传感器  
DHT11在整套系统中主要负责对环境中的温度和湿度进行实行检测。  
2.2 烟雾传感器  
烟雾传感器在整个系统中负责检测环境中的有毒气体。  
2.3加湿器  
当环境中温度大于某个数值或者湿度小于某个数值时，加湿器就会加湿。下图是从网上买的加湿器套件，然后再焊接成成品。  
2．4单片机最小系统  
整个系统的控制核心是，数据的发送、接受、显示，通信模块发短信等都是单片机控制的。  
2．5 矩阵键盘  
矩阵键盘是自己焊接的，主要用于设置任何人的电话号码。

2.6 通信模块  
通信模块主要用于当烟雾传感器检测到有毒气体时，发短信通知主人。  
3.系统软件设计  
软件调试  
前边介绍了系统整体的硬件和软件，下面介绍下软件调试。  
通讯模块不发短信，刚开始感觉很奇怪，感觉自己硬件也没出错，程序应该也没错，但是通讯模块就是不发短信，后来反复检查硬件，加上个小灯，在排除硬件出错的前提下，反复调试软件，终于发短信了：原来是当烟雾传感器检测到有毒气体时，单片机正在执行别的操作，当单片机回来检查烟雾传感器时，那一瞬间已经过去了，所以不会发短信，加上个中断就可以了。  
4.系统创新  
整套系统的创新之处在于其智能：当室内有毒气体浓度大于某个浓度时，报警模块可以发出声音，还可以触动通信模块，发短信通知主人，并且可以设置任意人的电话号码，从而减少一些不必要的损失；还有就是加湿器可以根据温湿度传感器测量的温湿度，选择不同的工作模式进行加湿，这也是体现其智能的原因之一；再有，整套系统可以显著得改善环境，这也是其智能的原因。

#include"reg52.h"
    #include "uart.c"
    #include "delay.h"
    #include <intrins.h>
    
    //uchar code PhoneNO[]= "18332211268"; //接收方号码
    uchar code PhoneNO[]= "18032837054"; //接收方号码
    uchar code Text1[]= "HOME DOCTOR:Harm gas comes out ,please contact 119";  //内容
    uchar  mq_135_flag;
    uchar DHT11[5],RTflag=0;//读取到得数据校验标志
    uchar  FLAG;   //超时标志位
    uchar  dis_buf;            //显示缓存
    uchar  temp;
    uchar  key;                //键顺序吗
    void delay0(uchar x);      //x*0.14MS
    uchar cdis1[16] = {
        "  KEY NUMBER   "};
    uchar cdis2[16] = {
        "  KEY-CODE:   H "};
    uint i;
    
    #define delayNOP(); {
          _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();};
    
    //I/O定义
    //*********************************************************************/
    sbit LED=P2^0;//定义单片机P1口的第1位 （即P1.0）为指示灯端
    sbit DOUT=P1^1;//定义单片机P2口的第1位 （即P2.0）为气体传感器的输入端
    
    sbit dat=P2^2;//温湿度数据口
    sbit RS=P2^4; //1602读数据
    sbit RW=P2^5;//1602写数据
    sbit EN=P2^6; //1602读写数据使能口
    sbit WET_MOTOR=P2^7;//加湿器控制口
    sbit KEY1=P1^2;//夏天与秋天模式
    sbit KEY2=P1^3;//春天与冬天模式
    sbit KEY3=P1^4;//睡眠模式
    sbit flag_sms=P1^4;//短信输入开始按钮
    //注意在P1口处添加了数字矩阵键盘，不要冲突
    void Delay_t(uint j)
    {
              uchar i;
    	    for(;j>0;j--)
    	  {
         	
    		for(i=0;i<27;i++);	
    	  }
    }
    void  Delay_10us(void) //10us延时函数
    {
        
            uchar i;
             i--;
             i--;
             i--;
             i--;
             i--;
             i--;
    }
    void delay(uint z)//1毫秒延时函数
    {
        
       uint x,y;
       for(x=z;x>0;x--)
        for(y=110;y>0;y--);
    }
    
    /********************************************************
    * INT0中断函数                                          *
    ********************************************************/
    void  mq_135_test(void) interrupt 0 
    {
        
       EX0=0;
       mq_135_flag=1;     //中断计数  
       EX0=1;
    }
    //
     //	 此下为加湿器动作和模式设置，温湿度显示部分
     //
    void lcd_write_com(uchar com) //1602写指令
    {
        
       RS=0;
       RW=0;
       EN=1;
       P0=com;
       delay(1);
       EN=0;
    
    }
    void lcd_init()	//1602初始化
    {
        
    
     
    
    }
    void lcd_write_data(uchar date)//1602写数据
    {
        
       RS=1;
       RW=0;
       EN=1;
     
       EN=0;
    }
    void write_str(uchar x,uchar y,uchar *s)//在任意地址写符号字母或数字
    {
        
    	 
    	while(*s)
    	{
        
    	   lcd_write_data(*s);
    	   s++;
    	}
    
    
    
    }
    void write_shu(uchar x,uchar y,uchar num)//数据显示函数
    {
        
    	  
    	  uchar s,g;
    	  if(y==0)
    	  lcd_write_com(0x80+x);
    	  else
    	  lcd_write_com(0xc0+x);
    	
    }
    
    uchar scan_key(void)  //注意我暂时没有消抖	也没涉及是否支持多个按下，按键要那种不可以弹上来，要自己控制
    {
        
     if(KEY1==0)return 1; //夏天与秋天模式
    
    }
    
     void wet_motor(void)//加湿器模式分春天与冬天，夏天与秋天
     {
        	
     
     //		 DHT11[2]=30;//温度整数
    //		 DHT11[0]=10; //湿度整数   
    		 uchar a;
    		   a=scan_key();
    		   switch(a)
    		   {
        
    			   case  1:{
        if( DHT11[0]>5&&DHT11[2]>10)WET_MOTOR=1;};break;//夏天与秋天模式
    			   case 2:{
        if( DHT11[0]<10&&DHT11[2]>26)WET_MOTOR=1;};break;//春天与冬天模式
    			   case 3:{
        if( DHT11[0]>5&&DHT11[2]<25)WET_MOTOR=0;};break;// 睡眠模式
    			   default:WET_MOTOR=1;
    			   
    		   }
     }
    
    uchar  write_byte1() //读一个字节
    {
        
    	   uchar i,comdata,temp1;
           for(i=0;i<8;i++)	   
    	    {
        
    	   	    FLAG=2;	
    	  
    		 while((dat)&&FLAG++);//flag先与后加1 如果dat一直为1   uchar型变量 flag  溢出变为0  再自加1  
    	   	  
    	   	 if(FLAG==1)break;		//超时则跳出for循环	
             comdata<<=1;//左移一位   高位在前  低位在后
    	   	   comdata|=temp1;
    	     }
    		 return (comdata);  
    }
    void DHT11_5() //读5个字节数据  两个字节为温度数据  两个字节为湿度数据 最后一个字节为校验
    {
        
    	  uchar i,temp;
    	  //主机拉低18ms 
           dat=0;
    	   Delay_t(180);
    	   dat=1;
    	 //总线由上拉电阻拉高 主机延时20us
    	   Delay_10us();
    	   Delay_10us();
    	   Delay_10us();
    	   Delay_10us();
    	 //主机设为输入 判断从机响应信号 
    	   dat=1;
    	 //判断从机是否有低电平响应信号 如不响应则跳出，响应则向下运行	  
    	   if(!dat)		 //T !	  
    	  {
         
    		FLAG=2;	   //超时标志位
    				 
    		while((!dat)&&FLAG++);//判断从机是否发出 80us 的低电平响应信号是否结束
    			FLAG=2;
    			
    		while((dat)&&FLAG++); //判断从机拉高80us是否结束
    			for(i=0;i<5;i++)//数据接收状态
    			{
        
    				DHT11[i]=write_byte1();	
    			}		 
    			dat=1;	//释放数据总线  为下一次读取做好准备
                temp=(DHT11[0]+DHT11[1]+DHT11[2]+DHT11[3]);
    			if(temp==DHT11[4])	//数据校验 	
    			{
          	   	  
    				RTflag=1;		  
    			}
    			if(RTflag==1) //如果RTflag=1 说明读取到得数据正确
    		   {
          			
    				RTflag=0;
    			//	tm[0]=DATARHT[0]/10;
    			//	tm[1]=DATARHT[0]%10;
    			//	tm[2]=DATARHT[1]/10; //湿度
    			  
    			//	tm[3]=DATARHT[2]/10;
    			//	tm[4]=DATARHT[2]%10;
    			//	tm[5]=DATARHT[3]/10; //温度	
    			  
    				write_str(0,0,"NOW-RH: ");//第一行显示湿度
    				write_shu(9,0,DHT11[0]);
    				write_str(11,0,".");
    				write_shu(12,0,DHT11[1]);
    				write_str(13,0,"%");
    				write_str(14,0,"RH");
    				write_str(0,1,"NOW-TE: ");//第二行为显示温度	
    			    write_shu(9,1,DHT11[2]);
    				write_str(11,1,".");
    				write_shu(12,1,DHT11[3]);
    				write_str(13,1,"^");
    			    write_str(14,1,"C");
    				
    				
    //				if(DHT11[3]>=30) 
    //				JIASHI=1;
    //				else 
    //				JIASHI=0;
    								
    		   }
    
    		}
    
    }
    //
    
    //此下代码为矩阵键盘输入数据的相关函数
    //
    /*************************************************************/
    /*                                                           */
    /*  设定显示位置                                             */
    /*                                                           */
    /*************************************************************/
    
    void lcd_pos(uchar pos)
    {
                                  
      lcd_write_com(pos | 0x80);  //数据指针=80+地址变量
    }
    
    /*************************************************************/
    /*                                                           */
    /* 键扫描子程序  (4*3 的矩阵) P1.4 P1.5 P1.6 P1.7为行        */
    /*							  P1.1 P1.2 P1.3为列             */
    /*                            								 */
    /*************************************************************/
    
     void  keyscan(void)
     {
         
     }
    
    /*************************************************************/
    /*                                                           */
    /*判断键是否按下                                             */
    /*                                                           */
    /*************************************************************/
    
     void  keydown(void)
     {
          
      	P1=0xF0;
    	if(P1!=0xF0)  //判断按键是否按下 如果按钮按下 会拉低P1其中的一个端口
    	{
        
    	  keyscan();
        }
     }
    
    void num_key(void) //举证键盘输入数字并显示，先提前测试一下，打算用外部中断来开启这个函数
    {
        
        uchar m;
        P0=0xFF;                    //置P0口
        P1=0xFF;                    //置P1口  
        delay(10);                 //延时
        //lcd_init();                //初始化LCD             
            
        lcd_pos(0);                //设置显示位置为第一行的第1个字符
         m = 0;
        while(cdis1[m] != '\0')
         {
                                 //显示字符
           lcd_write_data(cdis1[m]);
           m++;
         }
    
        lcd_pos(0x40);             //设置显示位置为第二行第1个字符
         m = 0;
        while(cdis2[m] != '\0')
         {
        
           lcd_write_data(cdis2[m]);      //显示字符
           m++;
         }       
    	  dis_buf = 0x2d;          //显示字符"-"
    
        while(1)
        {
         
           keydown();
    	   lcd_pos(0x4c);             
           lcd_write_data(dis_buf);        //第一位数显示   
        }
    }
    /********************************************************************
    
    *********************************************************************/
    
    //********************************************************************
    
    
    void main()
    {
        	
    	//IT0=0;       //低电平触发外部中断0优先级最高
       IT0=1;       //下降沿触发
       EA=1;
       EX0=1;
    
    	lcd_init();	//1602初始化
    	Uart_init(); //串口初始化，
    	delay(100);//等待DHT11温湿度传感器数据稳定  开始激活DHT11 
    	while(1)
    	  {
        
    			//if(DOUT==0)
    		
    			//delay_ms(30);
    					if( mq_135_flag)
    					{
        
    						mq_135_flag=0; //标志清零
    
    						SendString("AT+CMGF=1\r\n");	
    						
    						delayms_1000ms();
    						
    						SendString("AT+CSCS=\"GSM\"\r\n");	
    						
    						delayms_1000ms();
    						
    						SendString("AT+CMGS=");	//信息发送指令 AT+CMGS=//
    						SendASC('"');
    						SendString(PhoneNO);   
    						SendASC('"');
    						SendASC('\r');			//发送回车指令//
    						SendASC('\n');			//发送回车指令//
    						
    						delayms_1000ms();
    						
    						SendString(Text1);  
    				
    						delayms_1000ms();
    						
    						SendASC(0x1a);		
    						
    						delayms_1000ms();
    						delayms_1000ms();
    						delayms_1000ms();
    						delayms_1000ms();
    						delayms_1000ms();
    						LED=1;//熄灭P1.0口灯将来改为火警警告声
    
    
    					   for(i==0;i<9;i++)
    
    					   delayms_1000ms();
    
    
    					}
    					else   
    					{
        
    					LED=0;//点亮P1.0口灯
    				    write_byte1();//读一个字节
      					DHT11_5(); //读数据
    				   	wet_motor();
    				   }
    			
    
    
    //				   if(flag_sms==1)
    //				   num_key();
       	}
     }
    
     
     
    
    
     /*问题：
       每次处理完数据。RsPoint是怎样清零的？？？？？在 准备发一个数据，然后接受一个数据 之前
       RsBuf[RsPoint++]=SBUF;
    		RsBuf[RsPoint]=0x00;   //将下一个数据清零
    
    		如果这个发送没问题。加删除，接收函数，参考桌面上的tc35.c
    
    		添加液晶菜单的支持	，类似手机
    */

![在这里插入图片描述][cc7056d33b2b4890ad5a0f46bfd8f274.png_pic_center]  
![在这里插入图片描述][6197372ed60f4dcf8340e6383e6df4c9.png_pic_center]  
![在这里插入图片描述][800809547d8b48b490526042a25a0cfb.png_pic_center]  
![在这里插入图片描述][80e3aad763044bde9abb2c99e47d1268.png_pic_center]

[cc7056d33b2b4890ad5a0f46bfd8f274.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/cf1c16377bdb426d9ca1a593cf0e0f28.png
[6197372ed60f4dcf8340e6383e6df4c9.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/9e2b231be56142f9b4080fe5b84f8044.png
[800809547d8b48b490526042a25a0cfb.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/aa8f116005e44b47acfdc4541169bfa2.png
[80e3aad763044bde9abb2c99e47d1268.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/b66809ff6efd42b8ae57e409e0a1f25f.png