一种基于stm32单片机的智能家居系统的制作方法

1.本实用新型涉及智能家居系统技术领域，具体为一种基于stm32单片机的智能家居系统。


背景技术：

2.当随着人们生活水平的提高以及计算机技术发展，智能家居逐渐成为未来家居生活的发展方向。智能家居不仅能给用户提供安全、健康和舒适的生活环境，而且用户能够远程监控自己的家居状态和控制家庭电器设备。随着gsm全球移动通信系统的迅速普及，短消息服务业务sms作为gsm网络的一种基本业务日趋成熟；随着arm、dsp等32位芯片逐渐占据嵌入式市场的主要份额，嵌入式手持设备的功能也可以做到日趋完善。
3.目智能家居控制系统在现代生活步调的加快之下，性能要求也越来越高，个性化、自动化、娱乐化、智能化等。虽然智能家居控制系统已经有了很大的进步，而且正在不断发展，但是根据我们国家具体情况，中国市场的现状不容乐观，特别是没有一个统一标准和权威的产品，严重阻碍了其发展。
4.本系统综合布线，采用模块化方法，集中控制，无需复杂布线，只需接入系统中，即可接受控制。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种基于stm32单片机的智能家居系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种基于stm32单片机的智能家居系统，包括有stm32单片机，所述stm32单片机包括有若干外接接口，所述stm32单片机的a接口连接设置有复位电路，所述stm32单片机的b接口连接设置有晶振电路，所述stm32单片机的c接口连接设置有温度采集电路，所述stm32单片机的d接口连接设置有光照强度传感器，所述stm32单片机的e接口连接设置有空气质量传感器，所述stm32单片机的f接口连接设置有一氧化碳传感器，所述stm32单片机的g接口连接设置有烟雾浓度传感器，所述stm32单片机的h接口连接设置有温湿度传感器，所述stm32单片机的i接口连接设置有气压检测传感器，所述stm32单片机的j接口连接设置有磁敏传感器，所述stm32单片机的k接口连接设置有oled驱动电路，所述stm32单片机的l接口连接设置有步进电机驱动电路，所述stm32单片机的m接口连接设置有wifi模块，所述stm32单片机的n接口连接设置有消防系统，所述stm32单片机的o接口连接设置有报警系统，所述stm32单片机的p接口连接设置有防盗系统，所述消防系统、所述报警系统与所述防盗系统为防灾模块，所述stm32单片机的q接口连接设置有按键电路。
8.通过上述技术方案，本系统硬件设计遵循低成本，低功耗，易于组装，控制方便，易于扩展的原则，其中控制模块需要处理大量的数据以及发送各种指令，工作量较大，选用低功耗arm7处理器stm32f03rct6作为主控芯片，将stm32为核心的控制模块作为整个系统的
控制中心，每个监控模块独立分布在各个监控点，控制模块与各个监控模块通过无线传感网络组网的形式进行数据交互。
9.优选的，所述stm32单片机与各个监控模块通过无线传感网络组网的形式进行数据交互。
10.优选的，所述温度采集电路为ds18b20的数字温度传感器，其测温范围－55℃～ 125℃，固有测温分辨率0.5℃，测量结果以9～12位数字量方式串行传送。
11.通过上述技术方案，所述温度采集电路支持多点组网功能，多个ds18b20可以并联在唯一的三线上，实现多点测温，测量结果以9～12位数字量方式串行传送。
12.优选的，所述温湿度传感器为dhm温湿度传感器，所述温湿度传感器包括一个电阻式感湿元件和一个mc测温元件，并与一个高性能八位单片机相连接。
13.通过上述技术方案，温湿度传感器选用dhm数字温湿度传感器，它是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，应用了专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，具有极高的可靠性和稳定性，该传感器包括一个电阻式感湿元件和一个mc测温元件，并与一个高性能八位单片机相连接，dhm传感器都在精确的湿度校验室中进行了校准，其校准系数以程序的形式储存在otp内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中调用这些校准系数。
14.优选的，所述烟雾浓度传感器为mq2烟雾浓度传感器，所述烟雾浓度传感器与所述wifi模块信号相连，所述wifi模块为esp8266wifi模块，所述wifi模块与外部控制器信号相连。
15.通过上述技术方案，由于人们的粗心，很容易造成家中起火或者出现煤气中毒等事故，烟雾浓度传感器利用mq
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2气敏元件，与wifi模块相连接，如果气体异常，会在主控界面弹出警告框，同时会wifi模块传送给主人手机，并且蜂鸣器会报警。
16.优选的，所述防盗系统为人体热释电传感器，所述防盗系统与所述wifi模块信号相连。
17.通过上述技术方案，在室内安装人体热释电传感器，当用户进入时，首先关掉人体热释电传感器开关，当有人擅自闯入时，传感器就会检测到，经过主终端将信号处理后，由wifi模块，发送信息给用户，提示用户有可疑人物进入。
18.优选的，所述stm32单片机与外部显示模块电性相连，所述显示模块为0lcd12864显示屏。
19.优选的，所述防灾模块主要器件包括stcl 1f04单片机、nrf24l01无线收发模块与mq.5气体传感器。
20.通过上述技术方案，防灾模块采用外接的干电池提供电源，电压大约为4.5v，采用电容滤波滤除电源中的高频干扰后，再供stcl1f04单片机使用，防止电源中的高频信号干扰单片机的正常工作，由于nrf24l01无线收发模块需要3.3v电源，本系统采用具有电压精度高、电流纹波小、效率高等优点的线性稳压芯片amsl做电平转换。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：实现家居温度、煤气泄漏、外人闯入、光照强弱、火灾(烟雾)的检测并且开启窗户、报警、消防系统；各检测节点可通过无线方式连接到主机，检测到危险信号后，主机可采用声光报警或远程报警。
附图说明
22.图1为本实用新型的电路原理结构示意图；
23.图2为本实用新型中智能家庭环境监测和家庭环境检测系统结构示意图；
24.图3为本实用新型中智能家庭环境监测和家庭环境检测系统结构示意图；
25.图4为本实用新型的温度传感器内部结构示意图；
26.图5为本实用新型的防灾模块调试电路结构示意图；
27.图6为本实用新型的复位电路结构示意图；
28.图7为本实用新型的温度采集电路结构示意图；
29.图8为本实用新型的温度采集电路程序流程结构示意图；
30.图9为本实用新型的按键程序流程结构示意图。
31.图中：1、stm32单片机；2、复位电路；3、晶振电路；4、温度采集电路；5、光照强度传感器；6、空气质量传感器；7、一氧化碳传感器；8、烟雾浓度传感器；9、温湿度传感器；10、气压检测传感器；11、磁敏传感器；12、oled驱动电路；13、步进电机驱动电路；14、wifi模块；15、消防系统；16、报警系统；17、防盗系统；18、按键电路。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
35.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
36.请参阅图1
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图9所示，本实用新型提供的一种技术方案：
37.一种基于stm32单片机的智能家居系统，包括有stm32单片机1，所述stm32单片机1包括有若干外接接口，所述stm32单片机1的a接口连接设置有复位电路2，所述stm32单片机1的b接口连接设置有晶振电路3，所述stm32单片机1的c接口连接设置有温度采集电路4，所述stm32单片机1的d接口连接设置有光照强度传感器5，所述stm32单片机1的e接口连接设置有空气质量传感器6，所述stm32单片机1的f接口连接设置有一氧化碳传感器7，所述
stm32单片机1的g接口连接设置有烟雾浓度传感器8，所述stm32单片机1的h接口连接设置有温湿度传感器9，所述stm32单片机1的i接口连接设置有气压检测传感器10，所述stm32单片机1的j接口连接设置有磁敏传感器11，所述stm32单片机1的k接口连接设置有oled驱动电路12，所述stm32单片机1的l接口连接设置有步进电机驱动电路13，所述stm32单片机1的m接口连接设置有wifi模块14，所述stm32单片机1的n接口连接设置有消防系统15，所述stm32单片机1的o接口连接设置有报警系统16，所述stm32单片机1的p接口连接设置有防盗系统17，所述消防系统15、所述报警系统16与所述防盗系统17为防灾模块，所述stm32单片机1的q接口连接设置有按键电路18。
38.通过上述技术方案，本系统硬件设计遵循低成本，低功耗，易于组装，控制方便，易于扩展的原则，其中控制模块需要处理大量的数据以及发送各种指令，工作量较大，选用低功耗arm7处理器stm32f03rct6作为主控芯片，将stm32为核心的控制模块作为整个系统的控制中心，每个监控模块独立分布在各个监控点，控制模块与各个监控模块通过无线传感网络组网的形式进行数据交互。
39.优选的，所述stm32单片机1与各个监控模块通过无线传感网络组网的形式进行数据交互，所述温度采集电路4为ds18b20的数字温度传感器，其测温范围－55℃～ 125℃，固有测温分辨率0.5℃，测量结果以9～12位数字量方式串行传送，所述温湿度传感器9为dhm温湿度传感器9，所述温湿度传感器9包括一个电阻式感湿元件和一个mc测温元件，并与一个高性能八位单片机相连接，所述烟雾浓度传感器8为mq2烟雾浓度传感器8，所述烟雾浓度传感器8与所述wifi模块14信号相连，所述wifi模块14为esp8266wifi模块，所述wifi模块14与外部控制器信号相连，所述防盗系统17为人体热释电传感器，所述防盗系统17与所述wifi模块14信号相连，所述stm32单片机1与外部显示模块电性相连，所述显示模块为0lcd12864显示屏，所述防灾模块主要器件包括stcl 1f04单片机、nrf24l01无线收发模块与mq.5气体传感器。
40.本实施例的一种基于stm32单片机1的智能家居系统在使用时，本系统硬件设计遵循低成本，低功耗，易于组装，控制方便，易于扩展的原则，其中控制模块需要处理大量的数据以及发送各种指令，工作量较大，选用低功耗arm7处理器stm32f03rct6作为主控芯片，将stm32为核心的控制模块作为整个系统的控制中心，每个监控模块独立分布在各个监控点，控制模块与各个监控模块通过无线传感网络组网的形式进行数据交互，所述温度采集电路4支持多点组网功能，多个ds18b20可以并联在唯一的三线上，实现多点测温，测量结果以9～12位数字量方式串行传送，温湿度传感器9选用dhm数字温湿度传感器9，它是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，应用了专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，具有极高的可靠性和稳定性，该传感器包括一个电阻式感湿元件和一个mc测温元件，并与一个高性能八位单片机相连接，dhm传感器都在精确的湿度校验室中进行了校准，其校准系数以程序的形式储存在otp内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中调用这些校准系数，由于人们的粗心，很容易造成家中起火或者出现煤气中毒等事故，烟雾浓度传感器8利用mq
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2气敏元件，与wifi模块14相连接，如果气体异常，会在主控界面弹出警告框，同时会wifi模块14传送给主人手机，并且蜂鸣器会报警，在室内安装人体热释电传感器，当用户进入时，首先关掉人体热释电传感器开关，当有人擅自闯入时，传感器就会检测到，经过主终端将信号处理后，由wifi模块14，发送信息给用户，提示用户有可疑人物进入，防灾模块
采用外接的干电池提供电源，电压大约为4.5v，采用电容滤波滤除电源中的高频干扰后，再供stcl1f04单片机使用，防止电源中的高频信号干扰单片机的正常工作，由于nrf24l01无线收发模块需要3.3v电源，本系统采用具有电压精度高、电流纹波小、效率高等优点的线性稳压芯片amsl做电平转换，单片机的可靠和顺利正常运行，必须我们需要自己设计一个复位的电路；在stm32单片机1复位的电路中，大都是因为干扰信号很容易串入单片机的复位端造成了内部的一些信号寄存器发生错误导致无法复位，因此需要在res引脚之间安装一个“去藕”电容；然而单片机复位的电路在单片机中大都不用内部本身的电路来设计和实现；所以当我们的单片机系统处于死机的状态时，和日常生活中其他的移动电源或者电子传感器等设备一样，我们也需要利用它来进行整个系统的正常化和复位处理操作，以恢复整个单片机的系统正常化运行。
41.温度采集电路4的信号线采用单线的方式，在进行数据传输的同时也可以进行时钟的传输。再进行数据传输时，这种数据交换模式是双向进行的，可以有效地节省单片机的内部资源，同时价格较为廉价，可大大节约开发成本，同时保证较高的检测精度，在该温度传感器的传输特性中，最基本的是他的数字传输能力，它可以直接将温度信号用数字的形式进行输出，因此测得的温度数据可以直接到主控单元中去，抗干扰能力强；同时在实际检测中，他的测量精度也比较高，可以达到
±
0.5℃，这种能力可以满足大部分温度控制领域的测温需求。
42.温度采集电路4对于温度数据的采集，采用ds18b20，在进行数据采集工作之前，需要对ds18b20进行初始化的操作步骤，接着进行rom的命令操作，到后面最终进行存储器的操作等；同时，对于温度传感器的每一个步骤的操作都需要针对性的工作时序和通信协议，确保整体温度采集模块的顺利运行。
43.对单片机的案件程序进行控制的时候，通过按键程序模块，包括上下限阈值的设计，以及进入进出模式的设计，根据试验所需，本文采用三个按键，分别是k1进行温度的上限设置，然后k2键和k3键分别负责温度设定值的加一和减一操作，当再次进行设置按键的操作时，只需要进行k3键的设计退出这种设计模式。
44.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。