基于STM32的裝修房有害氣體采集

孫朝付 姜峰 郭子玉 楊昌平

（遼寧科技大學(xué)，遼寧 鞍山 114051）

一、引言

（一）發(fā)展背景

隨著時(shí)代的發(fā)展，祖國(guó)越來(lái)越繁榮昌盛，人們也逐漸地步入小康生活。在當(dāng)今人們比較重視的問(wèn)題之一就是住房問(wèn)題了，越來(lái)越多的人也是開(kāi)始自己蓋房裝修；而隨之而來(lái)的也是室內(nèi)有害空氣，尤其是剛裝修的房子，有的人是直接入住，這對(duì)身體是非常有害的；而有的人是選擇過(guò)一段時(shí)間入住，但是他們并不清楚室內(nèi)的有害氣體是否超標(biāo)，富裕點(diǎn)的人會(huì)買檢測(cè)有害氣體的儀器，但是好點(diǎn)的儀器也是好幾千；而我們所做的項(xiàng)目就是專門解決這一問(wèn)題的。

我們所做的項(xiàng)目是基于STM32[1]的裝修房有害氣體檢測(cè)；我們做這一項(xiàng)目的目的是防止人們?nèi)胱∈覂?nèi)有害氣體超標(biāo)的裝修房和壓低項(xiàng)目的成本，好讓廣大市民都能使用的起。

（二）研究?jī)?nèi)容

我們制做的是基于STM32[2]的裝修房有害氣體檢測(cè)；首先當(dāng)然是研究STM32的使用以及它在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的使用，然后是利用SPG30檢測(cè)裝修房里的有害氣體，之后就研究TFT電阻屏的使用，因?yàn)橐谏厦骘@示各種氣體的濃度；再研究GSM模塊的使用，因?yàn)榈糜盟鼇?lái)通知主人一些信息，最后就是原理圖和PCB的制作了。

二、具體功能實(shí)現(xiàn)

（一）提醒功能

提醒功能是當(dāng)STM32采集到的有害氣體超標(biāo)時(shí)，就會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，用于提醒主人；防止有害氣體對(duì)人們的身體健康造成危害。報(bào)警主要是通過(guò)STM32單片機(jī)控制蜂鳴器和LED燈，這只是涉及到STM32單片機(jī)的基本使用，但是也得對(duì)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)[3]有一定的基礎(chǔ)，對(duì)單片機(jī)有一定的設(shè)計(jì)能力；所以說(shuō)看似簡(jiǎn)單，但也得需要一定的實(shí)力。

（二）多點(diǎn)采集

因?yàn)橐稽c(diǎn)的數(shù)據(jù)并不能反映房子整體情況，因?yàn)榉孔佑卸鄠€(gè)房間等，有的還有好幾層，所以得多點(diǎn)采集用于做綜合分析，并且將這些數(shù)據(jù)都顯示到液晶屏上，這樣更方便我們直觀的看出來(lái)。

多點(diǎn)采集就得用到多個(gè)傳感器，傳感器就是SPG30模塊，它能采集室內(nèi)的甲醛，一氧化碳等有害物質(zhì)的濃度；因?yàn)檫@些傳感器分配到房子的各個(gè)地方，所以用一個(gè)主控控制這些傳感器是不太現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)榫嚯x很遠(yuǎn)的；所以一個(gè)傳感器得對(duì)應(yīng)一個(gè)主控，并且每個(gè)主控得和一個(gè)做主要的主控建立無(wú)線通信，這煙花才能把每個(gè)傳感器采集到的數(shù)據(jù)集中顯示在一個(gè)屏上，并把這些數(shù)據(jù)綜合分析后發(fā)給主人，并提醒主人是否可以搬家。無(wú)線通信我們用HC-11無(wú)線串口模塊實(shí)現(xiàn)，后來(lái)我們又在每個(gè)主控上加了溫濕度采集模塊，這樣就能知道室內(nèi)的溫濕度是否適合人們居住了。

（三）遠(yuǎn)程通信

GSM模塊具有發(fā)送SMS短信，語(yǔ)音通話，GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)然贕SM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的所有基本功能。簡(jiǎn)單來(lái)講，GSM模塊加上鍵盤、顯示屏和電池，就是一部手機(jī)。

開(kāi)發(fā)人員使用ARM或者單片機(jī)通過(guò)RS232串口與GSM模塊通信，使用標(biāo)準(zhǔn)的AT命令來(lái)控制GSM模塊實(shí)現(xiàn)各種無(wú)線通信功能，例如：發(fā)送短信，撥打電話，GPRS撥號(hào)上網(wǎng)等?；贕SM模塊產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)往往都是基于ARM平臺(tái)，使用嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。有些GSM模塊具有"開(kāi)放內(nèi)置平臺(tái)"功能，可以讓客戶將自己的程序嵌入到模塊內(nèi)的軟件平臺(tái)中，而我們正是利用了它這種發(fā)短信的功能作為這項(xiàng)作品的核心功能，因?yàn)榉孔觿傃b修好，所以人們不可能每天都去房子里看有害氣體是否超標(biāo)，所以得通過(guò)GSM模

三、電路設(shè)計(jì)

任何智能產(chǎn)品都離不開(kāi)最基本的硬件電路圖，而我們的電路圖制作[4]是先在洞洞板上焊接，然后調(diào)試成功；之后我們使用Altium designer16進(jìn)行原理圖以及PCB的制作，并在淘寶店家開(kāi)PCB板，最后所有功能都集成在這一快板上；在原理圖的繪制中，我們需要繪制STM32F103RCT6最小系統(tǒng)，無(wú)限串口模塊原理圖，SPG30原理圖，聲光報(bào)警原理圖，GSM原理圖等。

該電路花費(fèi)了我們將近一周的時(shí)間來(lái)研究和繪制；因?yàn)樗鼘?shí)現(xiàn)的功能比較多而且復(fù)雜，這些功能電路的邏輯關(guān)系全靠主控芯片，它就相當(dāng)于人的大腦起著控制身體的作用；每個(gè)模塊的有著它必不可少的作用，所以該電路設(shè)計(jì)是需要花費(fèi)不少時(shí)間的。

四、結(jié)題

我們通過(guò)這段時(shí)間的努力終于完成了這項(xiàng)目；完成的主要功能有：電容屏顯示的界面，提醒功能，多點(diǎn)采集功能，遠(yuǎn)程通信功能；在這過(guò)程中我們得到了很好的磨練，雖然有痛苦，但經(jīng)歷了這些后使得我們更加成熟穩(wěn)重，為以后做項(xiàng)目積累了一定得經(jīng)驗(yàn)。