现阶段很多实验室管理模式都是封闭、滞后、效率低等现象，直接影响到实验情况。在信息时代的背景下，各实验室都应该与时俱进，与信息接轨，才能做好更好的实验。拥有实验室智能管理系统，是众多实验室的必须品。本设计可以预防实验室发生火灾，检测实验室人员进出，实现远程监控实验室。本设计以ZigbeeCC2530单片机为核心，采用蓝牙通信模块，MQ-2烟雾浓度传感器，热释电红外传感器KP500B，LED灯蜂鸣器报警电路，安卓APP。利用MQ-2烟雾浓度传感器检测当前室内烟雾数值，判断是否有火灾发生，利用热释电红外传感器KP500B检测有无人员进出实验室，如果有人进出实验室，数据就会通过蓝牙通信模块发送到手机里，如果检测到实验室内有火灾发生，就会启动LED和蜂鸣器组合的声光报警器来提醒用户，手机APP可以检测烟雾浓度值和有无人员出入，实现了化学实验室环境监测系统的设计。 2
目 录
目 录 3
一、 绪论 1
（一）本课题的研究背景和意义 1
（二）化学实验室检测系统的总体设计框图 3
（三）化学实验室检测系统系统的主控制模块 4
（四）本设计的主要工作 4
二、硬件电路设计 5
（一）烟雾传感器 5
（二）热释电红外传感器 6
（三）蓝牙通信模块 8
（四）LED、蜂鸣器报警电路 10
三、软件系统设计 10
（一）化学实验室检测系统主程序流程设计 10
（二）红外热释电人体感应程序框图 11
（三）烟雾浓度检测子程序设计 12
（四）通信子程序设计 13
四、 系统调试与实现 14
（一）实物的制作 14
（二）实物调试和排故 15
（三）制作该系统遇到的问题及解决方案 16
五、总结 16
致谢 17
参考文献 18
绪论
（一）本课题的研究背景和意义
1.化学实验室检测系统研究意义
法国当地时间，2019年4月15日，发生了一场令人痛心的意外——拥有800多年历史的法国著名地标建筑巴黎圣母院突 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: #351916072# 
然起火，教堂的屋顶和尖塔坍塌。4月19日环球网报道，一名法国官员称，初步调查认为巴黎圣母院大火没有纵火的迹象，很可能是电路短路导致了这场火灾。安全问题，无论大小，防患于未然十分重要。这一点，无论是对古建筑群，亦或是危险问题频发的实验室，同样适用。事件发生后，北京故宫博物院随即于16日召开了“消防安全紧急会议”。而许多实验室、第三方检测机构也在第一时间对实验工作环境进行了检查。
实验室是展开科学研究、服务社会的重要场所。一个实验室内往往有多种多样的化学物品、实验仪器设备，而在这之中，往往隐藏着火灾、爆炸、中毒、触电等安全隐患。这类事故的爆发，往往只在一瞬间，后果却十分严重。对于巴黎圣母院来说，火灾损失的是一段记忆、一段历史、是人们精巧的工艺、建筑。而对于实验室来说，火灾带来的不仅仅是实验设备的损坏，更重要的是宝贵的科技人才、未来的领域专家的损失。由于近几年人们及高校大学生对消防意识的淡薄,使社会及校园内火灾事故频繁发生,造成了重大损失,教训极为深刻。而宿舍频繁发生火灾的原因有一部分原因是来自于线路老化，也有部分原因是学生违规使用用电器，使用劣质电器和大功率电器(包括劣质应急灯、充电器、电吹风、取暖器、电热毯等)。学生基本没有经济收入，又缺乏社会经验，往往会购买低价劣质的电器在宿舍使用。还有的学生宿舍使用大功率电器，使电线超负荷，因此很容易造成短路引起火情。男同学中抽烟的为数不少，有的烟抽完后不掐灭烟头，随手扔掉，万一掉在易燃物品上，很容易引起火情。有的躺在床上抽烟，睡着后未熄灭的烟掉在被子、床板上引起火灾。还有充电器使用不当引起线路短路，有些同学为了方便在床上玩手机，插排连插排，插排上连接了很多的充电器，导致电线发热而引起火情。还有的可能是夏天由于蚊虫较多，学生在宿舍里点蚊香驱蚊，由于出门忘记或晚上睡着导致蚊香点燃易燃物而引发火灾。那么，宿舍是集体生活的地方，一旦发生火灾，后果不堪设想，所以宿舍安全防盗极为重要，以此为背景，设计了宿舍安全防火防盗系统。
2.化学实验室检测系统国内外发展状况
截止目前，火灾报警系统已经存在于世界上很长一段时间了，当然，它在美国的历史也相当悠久。最早的火灾报警系统可追溯到1658年，当时的火灾报警系统时人力的，通过消防人员在路上寻找火灾，找到后用梯子敲响水桶并敲响警钟以警告社区。等到了19世纪后，由于在城市周围放置钟楼以警告有火灾发生，火灾警报变得更加先进。火灾警报在1852年再次发展，达到了新的技术水平。当时使用电报系统，使用两个带电报钥匙的报警箱报告邻里火灾。一个人会摇动连接在盒子上的手柄，释放钥匙向中央报警站发送信息。中央站的电报员然后将该位置的地址发送给消防部门。到19世纪末，使用电气元件的火灾报警系统被发明出来。这是恒温控制器第一次被使用，当检测到热量时，触发喷水灭火系统消除火灾。这也是消防服务的诞生。随着保护服务的增长，火灾报警系统的技术也在不断发展。消防事业在社会发展进程中越来越受到人们的关注，许多国家非常重视消防专业的人才教育和培养，因此，世界主要工业发达和技术先进的国家都建立了一整套消防教育体系。但是如果检测不及时，信息了解不及时，会给后来灭火工作带来了很大的困难，甚至无法控制火势的蔓延，在如今科学技术的发展，国内电子行业水平也得到了很大的提升，有很多火灾报警系统根据传感器的检测，中央处理器的分析，去决定要不要打开报警器，相对于人力来说，传感器的反应速度，传输速率要快于人力，往往在火灾刚发生的时候就发出警报，给灭火工作和控制火势带来了很大的帮助。
3.本课题设计的化学实验室检测系统的优势。
（1）该系统可实现火灾监测和报警及检测人员的进出。
（2）该系统采用STM32F103C8T6模块作为主控芯片，该模块具有低功耗，体积小，使用寿命长等特点，降低了系统使用成本。
（3）该系统采用蓝牙模块进行数据传输。
（4）该系统有安卓APP，可以远程查看数据。
（5）该系统检测数据准确，数据收发迅速。
本设计采用的STM32F103C8T6模块，具有成本低、传输数据速度快、体积小、寿命长等特点，有很高的实用价值。
（二）化学实验室检测系统的总体设计框图
如图11所示，本设计以STM32F103C8T6单片机为核心，采用MQ2烟雾浓度传感器，热释电红外传感器KP500B，LED加蜂鸣器组合成的报警电路。通过烟雾浓度传感器MQ2检测室内烟雾浓度值，进而判断是否有火灾发生，然后将数据发送给微控制器，微控制器可以控制报警电路发出警报。热释电红外传感器KP500B检测是否有人员出入实验室，再将检测得到的数据发送给STM32F103C8T6单片机，单片机会利用蓝牙通信模块将数据上传至手机APP，从APP上远程查看实验室人员进出情况。微控制器会判断当前是否有火灾，如果判断有火灾，就会驱动报警电路进行工作，起到警示作用。

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