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基于ARM的家用厨房燃气监控系统设计.docx


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吕毅徐登
Summary:设计一套家用厨房燃气监控系统,包括上位机(迪文液晶屏)和下位机(STM32),下位机通过MQ-2烟雾传感器测量环境的烟雾浓度,经过STM32内部集成的ADC模数转换模块,实现模数转换,再通过STM32的USART串口通信模块,实现与上位机的收发通信。系统能有效检测厨房燃气浓度,并及时做出预警,在家居自动安防领域具备一定的应用前景。
Abstract:Ahomekitchengasmonitoringsystemisdesigned,includingtheuppercomputer(DIWenLCDscreen)andthelowercomputer(STM32).ThelowercomputerusestheMQ-,theanalogdigitalconversionisrealized,.
Key:燃气监控系统;STM32;串口通信
Keywords:gasmonitoringsystem;STM32;serialcommunication
中圖分类号:TN92:A:1006-4311(2018)27-0156-02
0引言
随着人民生活水平的提高和城镇化进度的不断推进,液化气、天然气等已经进入千家万户,成为家庭必不可少的生活资源,方便了千家万户。但是同时另一
方面,液化气、天然气存在有毒、易爆炸、隐患事故多等缺点,如气体泄漏时不能及时发现和处理,会给厨房及家庭人员带来灾难性危害。因此当发生可燃气体泄漏时,及时可靠地检测空气中可燃气体的含量,及时采取有效措施进行补救,采取正确的处置方法,减少泄漏引发的事故,是避免造成重大财产和人员伤亡的必要条件。
基于上述原因,本文设计一套家用厨房燃气监控系统,包括上位机(迪文液晶屏)和下位机(STM32),下位机通过MQ-2烟雾传感器测量环境的烟雾浓度,经过STM32内部集成的ADC模数转换模块,实现模数转换,再通过STM32的USART串口通信模块,实现与上位机的收发通信。系统能有效检测厨房燃气浓度,并及时做出预警,保障家庭燃气使用安全性。
1系统整体方案设计
图1所示为系统整体框图,ARM处理器采用Cortex-M3内核的STM32F103ZET6,燃气传感器采用MQ-2,显示和输入采用迪文彩色触摸屏,报警灯采用红色LED灯。
系统具体功能如下:开机后,迪文液晶显示屏作为上位机来接收厨房燃气监控系统通过USART串口发送过来的数据,并进行动态显示;并且在迪文屏上设置燃气浓度上限,通过USART串口接收浓度上限值,并与实际浓度进行比较,如果浓度超标,则报警。
2系统硬件设计
在该项目的电路设计中,所用到的基本元件如表1所示。
图2所示为系统硬件原理图,MQ-2烟雾传感器模块的模拟电压输出端引脚AO连接到STM32的PA0引脚,迪文DGUS液晶屏的RXD、TXD引脚分别连接在STM32的PA9、PA10引脚上。PA1引脚连接LED发光二极管,当外界烟雾浓度超过预设浓度时,点亮LED,进行报警。具体引脚分配如表2。
3系统软件设计
系统软件流程图和数据接收状态图如图3所示,串口接收部分通过状态机接收数据,串口通信的数据接收过程如下:当未开始接收数据包或发现数据传输出错时,系统进入空闲状态;当数接收到数据包0xaa(帧头)时,变为收到帧头第一个字节的状态,如果收到的数据不为0xaa,系统继续保持空闲状态;接着当数接收到数据包0xbb(帧头)时,变为收到帧头第二个字节的状态,如果收到的数据不为0xbb,系统继续保持空闲状态;进入收到起始标志状态后,新接收到的任何数据将被当作数据包中命令与附加数据的总字节数,系统进入收到数据长度状态;接着,系统依次接收指令码,数据地址和数据。如果在接收过程中出错,系统进入空闲状态。
4运行测试
在代码编译成功之后,下载代码到STM32F103ZET6芯片上,可以看到迪文屏显示如图4所示,报警浓度可通过屏幕上的两个增量调节按钮进行修改。当实际烟雾浓度大于等于报警浓度时,PA1连接的LED闪烁发光。
5总结
本文设计了一套家用厨房燃气监控系统,包括上位机(迪文液晶屏)和下位机(STM32),下位机通过MQ-2烟雾传感器测量环境的烟雾浓度,经过STM32内
部集成的ADC模数转换模块,实现模数转换,再通过STM32的USART串口通信模块,实现与上位机的收发通信。系统能有效检测厨房燃气浓度,并及时做出预警,在家居自动安防领域具备一定的应用前景。
Reference:
[1][M].武汉:武汉大学出版社,2010:56-67.
[2]范书瑞,李琦,-M3嵌入式处理器原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2011:34-36.
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价值工程2018年27期
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-全文完-

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  • 时间2022-12-02