随着工业发展，空气质量越来越差，雾霾天气也是越来越常见，人们逐渐开始关注环境问题，温湿度计，雾霾计等空气质量检测仪器慢慢进入家庭，不仅如此，还有空气净化的仪器，说明人们越来越重视环境空气的质量。如果有一个可以检测家庭空气质量的仪器，实时监控空气质量数据，就可以根据检测的数据做出相应的处理。本系统以STM32F103C8T6单片机为中央处理器，温湿度传感器使用单总线串行输出的DHT11模块，空气质量检测使用MQ-135危害气体传感器，显示单元为0.96寸OLED 屏幕，报警电路使用RGB三色LED灯。温湿度传感器检测当前的环境温湿度，传感器将检测到的数据发送到中央处理器，中央处理器会根据传感器采集的数据判断当前数据是否超过阈值，如果超过阈值，中央处理器会控制RGB三色灯亮黄色，如果没有超过阈值，就会亮绿灯，当空气质量检测单元MQ-135检测当前环境内危害气体超标后，传感器就会自行判断是否有危害气体，然后将判断的结果通过高低电平输出到中央处理器，如果空气危害气体数值过高，中央处理器会控制RGB灯亮红色。中央处理器会控制OLED 屏幕显示传感器检测的数值和当前RGB灯工作颜色，达到空气质量的检测与报警。
目录
一、 引言 7
（一）研究背景 7
（二）国内外研究现状 7
（三）设计任务 8
（四）预 期 结 果 8
二、总体方案设计 8
（一）模块选用方案 8
1.微控制器的选用 8
2.显示模块的选用 9
（二）系统框架设计 9
三、系统硬件设计 10
（一）STM32最小系统 10
（二）温湿度检测 11
1.DHT11芯片介绍 11
（三） OLED 显示电路 13
1.0.96寸OLED显示屏 13
2.OLED显示电路 13
（四）MQ135危害气体传感器 14
四、软件系统设计 15
（一）主程序流程设计 15
（二）温湿度数据获取框架 16
（三）危害气体检测子程序设计 17
（四）OLED显示子程序流程设计 18
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五、实物的制作与调试 20
（一）实物的制作 20
（二）实物调试和排故 22
（三）制作该系统遇到的问题及解决方案 23
总结 24
致 谢 25
参 考 文 献 26
附录一：原理图 27
附录二：元器件清单 27
附录三：实物图 28
附录四：源程序 28
一、 引言
（一）研究背景
随着科学技术水平的提高，工业迅速发展，这将不可避免排放一些有毒气体，常温常压下呈气态或极易挥发的有毒化学物。来源于工业污染，煤和石油的燃烧及生物材料的腐败分解。对呼吸道有刺激作用，亦易吸入中毒。包括氨、臭氧、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、硫化氢及光化学烟雾等，这也将导致环境、空气等被污染。这严重影响到了人们的身心健康，但是，气体总归是看不见，摸不着的，你并不知道自己是否处于一个危险的环境，而且，家庭中不仅有老人，还有孩子，他们的体质相对青壮年会更差。而我们日常在家也会处于一个温湿度数据适宜人生活的的范围，太干的话，会觉得眼干，嘴巴干燥的感觉，眼睛睁不开，如果太湿的话，就会觉得潮湿的，那么如果能够检测出当前的温湿度数据，根据检测的温湿度数据给人相应的提示，让人们了解实时的温湿度数据，就想家庭温度计一样，只不过这样的提示更有科技化，随着温湿度的数据来切换灯光颜色，未来科技水平进一步提高，也许就会实现一回到家，家中就是自己出门前设定的温度、湿度的值，回家就能回到自己喜欢的空间里，舒适的环境内，回家一开门，灯就自己开了，离开后，灯就关了，天黑时自动打开灯光，天亮了就熄灭，随着季节或者心情的变化，改变的灯光的冷暖色调等等，当然除了智能家居，还有安防系统，门是智能的，指纹和密码识别的大门，如果有人强行破坏门锁，就会触发远程警报，直接将门前摄像头数据上传手机并报警，屋内在不该有人的时段出现人，就会向主人手机上传当前屋内实时画面，待主人判断是否需要报警。
（二）国内外研究现状
早在工业发展还不是很发达之前，人们并没有注意到有害气体的危害，觉得这种气体离我们的生活很远，是我们几乎接触不到的东西。但是随着工业迅速发展，工厂排放不符合标准的有毒气体越来越多，人们这才开始慢慢认识到有毒气体的危害，接着国外的发达国家就开始研究和检测有毒气体，一开始，只能完成有毒气体的感应，后来不仅要检测，还有检测出有毒气体后会发出警报。而国内的有毒气体检测的研究相对国外来说非常落后，不仅在时间上落后，相应的，在技术上也是落后的，有毒气体有很多种类，国外能将很多种有毒气体的检测集成在一个器件内，而国内的研究，能够检测到的有毒气体种类并没有国外的多。国内的温湿度检测和毒气检测在20世纪80年代才开始陆续使用计算机技术，1982年，中国农业科学研究院建立了第一个农业系统计算机研究机构，并首次在温室环境的控制中应用了计算机系统，然后开始使用光照传感器检测光照数据，到了20世纪90年代的时候，科研人员才开始研究温湿度和光照度的同时检测，到了21世纪，科技技术水平不断提高，人们觉得单是单片机作为微控制器去处理采集的数据，并不能很好地去实现人机交互，非专业人员使用起来很不方便，甚至说难以操控，于是我们应该研制出更加智能化的设备，并广泛的推广应用到智能家居中去。
（三）设计任务
该设计重点在于STM32F103C8T6的程序逻辑设置。传感器检测温湿度的变换，以及将传感器所识别的变化量转化为电压的变化量，利用测量电路检测电压的变化，就会得到想要数据的变化，温湿度数据的输出方式和电压的变化，有毒气体的检测输出方式，对微控制器数据的收发，OLED显示部分，显示各项数据，根据标志位进行界面切换，根据检测回来的数据进行逻辑控制。
（四）预 期 结 果
1.STM32F103C8T6能根据检测回来的数据进行逻辑控制
2.根据标志位进行OLED显示部分界面切换
3.将传感器所识别的变化量转化为电压的变化量
4.对温湿度采集的数据进行识别和处理
5.有毒气体传感器信号检测与分析
7.异常提醒电路的逻辑控制
二、总体方案设计
（一）模块选用方案
1.微控制器的选用
方案一：采用STC89C51单片机。51的自身功能少,需要外围元件多,要求对电子熟悉。而且数据速度相对比较慢，而且本身I/O口引脚高电平没有输出能力，是其一大软肋。而且51单片机的保护能力很差，很容易烧坏芯片，基本需要外接电路进行引脚保护。
方案二：控制器选用STM32的最小系统板F103C8T6，它是基于ARM内核的32位微控制器，存储达到64kb，工作电压一般在2到3.6v，最高耐温86度，它的数据传输和处理的数度非常快，而且使用寿命很长。STM32属于arm内核的一个版本，比传统的51单片机高级多了，STM32单片机程序都是模块化的，接口相对简单些，因为它自身带好多功能，工作速度也快。一次处理数据宽度32位，而51只能处理8位。STM32 MCU融高性能、实时性、数字信号处理、低功耗、低电压于一身，同时保持高集成度和开发简易的特点。

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