为了解决居住环境的污染问题，采用对温度、湿度、有害气体和PM2.5环境参数进行检测，设计了STM32F103单片机环境监测系统。主要是由显示电路模块，控制电路模块，主控芯片电路模块，报警电路模块构成，具有将传感器接收到的外界环境的变量转化为数值显示出来的功能，实现了当环境污染达到峰值时报警装置会自动提醒周围的人环境污染已达到峰值，系统的主要特点有检测环境的温度，湿度，有害气体，PM2.5TFT显示屏显示 温度，湿度，有害气体，PM2.5等环境量。通过按键key1，选择有害气体还是PM2.5。通过按键key2，调节上限有害气体，PM2.5的阀值。通过按键key3，调节下限有害气体，PM2.5的阀值。如果超出设定的阀值，蜂鸣器会产生报警。
目录
一、 绪论 1
（一） 本课题的研究背景和意义 1
（二） 国内外发展现状 1
（三） 课题研究意义 1
二、 环境监测方案设计 3
（一） 环境监测方案设计 3
（二） 具体方案设计 3
（三） 单片机主控核心模块 3
（四） 显示电路 4
（五） PM2.5传感器 4
（六） 有害气体传感器 4
（七） 温湿度传感器 4
三、 系统的硬件设计 6
（一） 环境监测硬件系统总体设计要求 6
（二） 环境监测硬件系统的总体设计框架 6
（三） 环境监测的硬件电路设计 6
四、 系统的软件设计 10
（一） 软件系统总体设计要求 10
（二） 软件系统总体设计框图 10
（三） 软件控制程序设计 11
五、 实物调试 15
（一） 调试步骤 15
（二） 实验结果 15
六、 总结 17
致谢 18
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 源程序 23
绪论
本课题的研究背景和意义
随着科技的发展，人们生活水平的提高，同时对生活质量和环境 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072# 
要求也是在不断地提高。比如刚进入新房子中，我们会检测空气中的甲醛值。在有雾霾的时候我们也会检测室内的PM2.5的值。在厨房我们使用煤气的时候，我们还要安装有毒气体检测的装备，这些智能设备的兴起，保护了我们的生命财产安全。
现阶段买房的热潮也是逐渐增加，随着房价的提高，买房的需求越来越多，许多制造商为了从中获得更多的利润，在房间里面使用比较差的木材和油漆，对于刚开始的毛坯房，装修还可以选择质量优质的产品，而精装房就不同了，房间里面的装修材质有许多有毒物质，造成房间的空气污染，尤其是甲醛的污染，它对人体伤害是比较严重。而雾霾环境的检测也可以用PM2.5检测。本系统主要是对环境检测起着重要的作用，本项目主要针对在家庭中环境的检测。
本设计的研究是实现对家庭中的室内环境的检测，把设计好的产品安装在客厅中，接上电源，主要是通过显示电路，显示家庭中的环境监测数据，使人民安心的居住在自己的住房中，这样就可以方便的解决了家庭中的预防环境的问题，这种方式的使用可以减少了人们经常要拿检测器手动检测。本系统还有报警功能和按键设置阀值功能，在不同的季节环境，我们可以按照自己的感知，去设置家庭中的环境的阀值，这样我们就可以随时的观测居住的环境。
国内外发展现状
环境监测是物联网应用的一个方向，欧、美、日等少数发达国家的研究起步较早，在环境监测方面拥有较多的技术方法和经验。基于物联网的环境监测系统融合了多种技术手段。从感知层来讲，美国哈佛大学和BBN公司合作开发的citysense 无线传感器网络系统，用于监测大气状况，可监测CO2浓度、大气温度、大气湿度、风向、风速等环境数据。
我国环境监测与国外相比起步较晚，但是物联网技术的发展并不落后。中国早在1999年就开始对物联网核心传感网技术进行了研究，研发水平处于世界前列。国内多家研究院和大学正在开展传感器网络硬件节点的研究。例如，中国科学院计算技术研究所的“基于ZigBee无线通信协议栈的GAINJ、GAINZ等系列传感节点”：香港科技大学的“基于TelosB平台的无线传感器网络节点"。
课题研究意义
智慧家居的设计和研究是针对于STM32核心芯片对各个传感器的接收数据，并通过显示器来通告人们，从硬件功能主要是显示电路模块，该模块是用来显示传感器接收外界环境的变量转化为数值，通过主控芯片来显示到显示电路模块。控制模块电路主要就是为了改变传感器的环境的变量阈值，来适应周围的环境。还有报警装置提醒周围的人，环境污染已达到峰值。本系统的主要功能分为以下几点：
检测环境的温度，湿度，有害气体，PM2.5
TFT显示屏显示 温度，湿度，有害气体，PM2.5等环境量。
通过按键key1，选择有害气体还是PM2.5。
通过按键key2，调节上限有害气体，PM2.5的阀值。
通过按键key3，调节下限有害气体，PM2.5的阀值。
如果超出设定的阀值，蜂鸣器会产生报警。
环境监测方案设计
系统的设计整体结构设计为显示电路设计模块，PM2.5设计模块，有害气体模块，控制模块，报警模块设计电路元器件的选型和电路的方案制定。
本系统实现的功能要求：
检测环境的温度，湿度，有害气体，PM2.5
TFT显示屏显示 温度，湿度，有害气体，PM2.5等环境量。
通过按键key1，选择有害气体还是PM2.5。
通过按键key2，调节上限有害气体，PM2.5的阀值。
通过按键key3，调节下限有害气体，PM2.5的阀值。
如果超出设定的阀值，蜂鸣器会产生报警。
环境监测方案设计
环境检测系统的主要模式是为居住民众服务，设计产品放在居住民众房屋中，在产品通电的状态下，实时监测房屋中的温度，湿度，是否有有害气体的产生，以及监测环境中PM2.5，本系统通过显示屏把数据显示在界面，在居住环境超过危险值，产品会立刻报警实时保证居住者的安全。
具体方案设计
本产品需要实现监测居住环境的温度，湿度，有害气体，PM2.5这几个主要功能，在本产品的应用场所比较广泛，一般在家庭居住环境都可以使用，在具体方案的设计流程：
选型产品的使用器件

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