摘 要本论文选用意法半导体公司研发的STM32微处理器作为主控，设计了一款具有智能功能的家庭火灾监控控制系统，选用了软硬件相结合的方式，使得这款家庭火灾监控控制系统能够灵活工作，实现了对家庭进行火灾快速检测的功能，能够通过蓝牙无线通信技术将检测到的报警信号发送到用户的手机蓝牙APP进行查看。这款“基于物联网的家庭火灾监控系统设计”的提出，是为了降低当今市场上相关家庭火灾监控控制系统的研发成本，因此大量选用了性价比较高的STM32微处理器主控、LCD1602液晶屏幕、有源蜂鸣器、蓝牙通信模块和火焰传感器等器件，通过底层硬件驱动构建，实现了这种系统的框架结构。本课题对该款家庭火灾监控控制系统进行了多层面的系统测试，根据其运行现象获得了丰富的测试数据，根据系统测试运行结果又进行了不断的修改和优化，最终使得这种型号的家庭火灾监控控制系统表现出了最佳的工作状态。
目录
一、 引言 1
（一） 家庭火灾监控系统的发展背景 1
（二） 家庭火灾监控系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 家庭火灾监控系统的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602液晶显示屏简介 4
（四） 有源蜂鸣器简介 4
（五） 蓝牙传感器简介 5
（六） 火焰传感器简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 液晶显示电路设计 7
（三） 火灾报警电路设计 7
（四） 蓝牙无线通信电路设计 8
（五） 火焰检测电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 家庭火灾监控系统的主程序流程设计 10
（二） 液晶显示子程序设计 11
（三） 火灾报警子程序流程设计 11
（四） 无线数据收发子程序流程设计 12
（五） 火焰检测子程序设计 13
五、 实物制作与安装 15
总结 20
参考文献 21
致 谢 22
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附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 25
附录四 程序 26
引言
家庭火灾监控系统的发展背景
通过对广泛的文献资料进行调研之后可以清晰的看到，家庭火灾监控系统的关键技术主要以其内部的主控微处理器决定，具有丰富经验的研发人员可以通过灵活的程序代码指令来对主控芯片进行控制，使主控微处理器内部各类功能的外围模块得以工作，井然有序的进行各类信号的处理，从而可以将家庭火灾监控系统的各个性能得以执行，之所以说主控微处理器是决定家庭火灾监控系统功效的关键的原因，是因为强大的主控芯片第一步在处理数据时含有更快的速度和数据吞吐率。伴随着家庭火灾监控控制系统的不断前进，使用者在使用过程中愈来愈不能满足于产品现状，对于系统的性能和精度，通过对丰富资料的研发和归纳可以发现，传感器设计技术在家庭火灾监控控制系统的发展历史中扮演着十分重要的角色，通常说的传感器件就是一种能够将系统外部非电量信号转换为电量信号的重要元器件，家庭火灾监控控制系统对于智能传感器的主要考验目标则是采集精度，换句话说家庭火灾监控系统的运行效果和精度基本上受传感模块的制约，在家庭火灾监控系统的发展过程中，它的设计方法经历了较多的变革，单单从系统架构上来说，刚开始的家庭火灾监控系统大多采用模拟电子线路框架，也就是说研发者通过丰富的电容电阻半导体等简单元件来搭建电路，通过错综复杂的电路连接，实现家庭火灾监控系统的工作，随着电子技术的不断发展，数字式的家庭火灾监控系统出现在人们的视野之中，这类形式的家庭火灾监控系统也是一种比较早的款式，几乎不受代码的控制，而随着微处理器技术的出现，智能型的家庭火灾监控系统才正式进入市面，研发者可以通过编写程序代码实现对微型控制器的操控，从而轻易实现不同功能，同时对于系统的改进和优化来说非常简单，不需要较多的修改硬件系统，大多数情况只需修改程序语言后重新下载就可以实现，该开发方式对于家庭火灾监控系统的发展具有很大的促进作用。
家庭火灾监控系统的国内外发展现状
对家庭火灾监控系统的发展现状来说，需要从国内和国外两个方向来对这类系统进行调研，通过对市面上最为常用的几种家庭火灾监控系统进行资料的广泛调研之后可以总结出，中高端级别的家庭火灾监控系统正在不断的抢占更多的市场份额，同过去更具竞争力的低端家庭火灾监控系统来说，由于中高端产品的设计经费正在不断降低，所以在价格上，低端产品愈来愈没有优势，虽然国外某些研发机构对家庭火灾监控系统的研发开始的早，而国内对这类系统的研发时间较短，但近几年国内数个研发机构对此引起重视而且使用者的巨大需求，从而家庭火灾监控系统在近几年取得了较大的进步。
本文主要研究内容
本论文以家庭火灾监控系统作为研究目标，通过对它各项初期功能需求的推敲，确立了STM32微处理器的主控地位，下面需要对这款家庭火灾监控控制系统的硬件电路系统以及软件结构的构建，为了能够更加完善的对各项功能指标进行设计，本论文需要对以下内容进行设计：
1、实现STM32微处理器对LCD1602液晶屏的驱动控制，能够准确无误地将字符显示在液晶屏幕上；
2、配置报警信号输出电路，通过有源蜂鸣器的工作，STM32微处理器实现对蜂鸣器工作的控制，从而实现报警信号的输出；
3、设计蓝牙无线通信电路，以HC05型蓝牙模块作为核心模块，通过STM32微处理器构建UART总线，使其能够驱动蓝牙电路实现无线数据收发；
4、能够实现对周围环境中火焰信号的实时监测，通过STM32微处理器对火焰传感器的驱动控制，能够将采集到的信号转换为电压信号；
方案设计及元器件选择
家庭火灾监控系统的方案设计
一款出色的配置方案可以增加整体系统的性能，因此本次毕业设计须要进行方案的设计，考虑到这种类型的家庭火灾监控控制系统的各项初期功能需求，选择了具有强大控制性能的STM32微处理器来作为主控，并选用了LCD1602液晶屏、有源蜂鸣器、HC05蓝牙模块和火焰检测器等器件作为核心器件，将每个模块按照图中的关系进行连接后，通过各个电路模块之间的接口对接关系，实现STM32微处理器对各个电路模块的操控。
1、液晶模块电路采用LCD1602液晶屏作为主要部分，通过微处理器的并行接口对其进行驱动，实现对火灾监控系统重要参数的显示；
2、声光报警器电路采用有源蜂鸣器作为核心部分，通过微处理器的高低电平信号进行驱动，实现发生火灾时的报警功能；
3、蓝牙通信功能采用HC05型蓝牙模块作为核心部分，通过微处理器的UART串口对其进行驱动，实现用户通过手机APP无线遥控火灾监控系统的功能；

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