基于STM32的火灾报警系统（单片机毕设）

前言

源代码下载链接：

• https://download.csdn.net/download/m0_74712453/90071668

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目录

一、项目介绍和演示视频

二、硬件实现

1. 硬件资料

2. 原理图和PCB

三、软件实现

1. 源码框架

1.1 定义各种宏

1.2 模块上电等待稳定

1.3 模块初始化

1.4 网络配置

1.5 显示主界面

1.6 进入循环

1.7 处理信息

1.8 网络参数更新

2. 源码示例

一、项目介绍和演示视频

该项目实现内容如下：

系统以STM32微控制器为核心，通过集成多种火灾探测传感器、通信模块和报警装置，构建了一个完整的火灾报警系统。系统架构主要包括以下几个部分：

- **主控芯片**：STM32F103系列微控制器，负责处理所有逻辑和控制任务。
- **火灾探测传感器**：包括烟雾传感器、火焰传感器、温度传感器等，用于实时监测楼宇内的火灾隐患。
- **通信模块**：通过Wi-Fi或以太网等通信方式，实现系统与云端服务器或本地监控中心的数据交互。
- **报警装置**：包括声光报警器、短信报警器、电话拨号器等，用于在火灾发生时发出警报信号。
- **用户界面**：通过LCD显示屏或手机APP，提供友好的用户操作界面和实时信息显示。

实物图：

演示视频：

二、硬件实现

1. 硬件资料

2. 原理图和PCB

原理图：

PCB：

三、软件实现

1. 源码框架

工程文件：

Start：存放stm32配置的起始文件、内核相关文件、系统文件。

Library：存放stm32f103的标准库文件。

User：存放用户文件。

Hardware：存放硬件文件，包括蜂鸣器、LED、MQ2、DS18B20、fire、OLED......

System：存放用户写的一些系统文件，例如延时、时钟配置、串口配置以及相关宏定义。

Gizwits以及Utils：与联网配置有关的文件。

软件流程

1.1 定义各种宏

#include "stm32f10x.h" // Device header #include "Delay.h" #include "Timer.h" #include "led.h" #include "MQ2.h" #include "ds18b20.h" #include "bsp_buzzer.h" #include "fire.h" #include "usart.h" #include "OLED.h" #include "gizwits_product.h" #define Refresh_Sensor_time 2000 //2000ms刷新一次传感器数值 u8 BaoJin=0;//bit 0-7 bit0:温度，bit1:烟雾，bit2:火焰 bit为0表示该项正常，为1该项报警 u16 Sensor_time=Refresh_Sensor_time; short real_template=0;//温度值 u32 nongdu=0;//气体浓度 u8 huoyan_state=1;//火焰状态 1:未检测到火焰 0:检测到火焰 short template_Max=500;//温度最大值，超过报警,50.0摄氏度 u32 nongdu_Max=1050000000;//浓度最大值，超过报警

1.2 模块上电等待稳定

由于传感器在刚刚上电的时候，还没稳定下来，可能会造成读数异常，我们这里延时20s，让传感器数值稳定一下。

OLED_Init(); OLED_ShowString(2,1,"initialing..."); for(int i=0;i<20;i++) { delay_ms(1000); } OLED_Clear();

1.3 模块初始化

初始化各个使用到的模块，配置好对应的定时器和串口。

/*模块初始化*/ LED_Init(); ADC_Sensor_Init(); DS18B20_Init(); FIRE_CONFIG(); Buzzer_Init(); Timer_Init();//定时器4，1ms进入一次中断 uart1_init(9600);//初始化串口1，与esp8266通讯 Timer2_Init();//初始化定时器2，为机智云提供1ms心跳

1.4 网络配置

调用机智云官方的函数，进行协议的初始化，并且将芯片连接到我们手机。

/*机智云初始化*/ userInit(); gizwitsInit(); /*一件配网模式*/ gizwitsSetMode(2);

1.5 显示主界面

避免循环中不断显示重复的内容，浪费单片机资源。

/*显示主界面*/ Show_ZJM();

1.6 进入循环

刷新传感器数值，显示在oled上，并且根据数值判断此时报警状态（通过定时器4进行定时，2s读取一次传感器数值，避免读取过快，传感器失灵，并将读取到的数值进行判断，如果数值异常，将BaoJin变量对应位置1，表面对应环境因素报警）。

void Get_Sensor(void)//获取传感器值 { if(Sensor_time==0) { TIM_Cmd(TIM4,DISABLE); TIM_SetCounter(TIM4,0); real_template=DS18B20_Get_Temp();//获取温度值 get_mq2_value((float *)&nongdu);//获取气体浓度 huoyan_state=fire_check();//获取火焰状态 OLED_ShowNum(1,6,real_template/10,2);//显示温度 OLED_ShowChar(1,8,'.'); OLED_ShowNum(1,9,real_template%100%10,1); OLED_ShowNum(2,6,nongdu/1000000,4);//显示气体浓度 Sensor_time=Refresh_Sensor_time; TIM_Cmd(TIM4,ENABLE); } if(real_template>template_Max) { BaoJin|=0x01; } else { BaoJin&=0xfe; } if(nongdu>nongdu_Max) { BaoJin|=0x02; } else { BaoJin&=0xfd; } if(huoyan_state==0) { BaoJin|=0x04; } else { BaoJin&=0xfb; } }

1.7 处理信息

根据报警状态，进行对应的处理（通过BaoJin这个全局变量，判断是否报警，如果报警，就会启动蜂鸣器以及打开led，并且在对应报警项里面显示报警，如果不报警，则关闭蜂鸣器以及led，并把报警标志去掉）。

void Baojin_Handle(void)//报警处理 { if(BaoJin==0)//状况正常 { BUZZER_OFF;//关闭蜂鸣器 LED_TIP_OFF;//确保灯是关闭状态 } else { BUZZER_ON;//打开蜂鸣器 } if(BaoJin&0x01)//温度报警 { OLED_ShowF16x16(1,13,7); OLED_ShowF16x16(1,15,8); } else { OLED_ShowString(1,13," "); } if(BaoJin&0x02)//烟雾报警 { OLED_ShowF16x16(2,13,7); OLED_ShowF16x16(2,15,8); } else { OLED_ShowString(2,13," "); } if(BaoJin&0x04)//火焰报警 { OLED_ShowF16x16(3,6,7); OLED_ShowF16x16(3,8,8); } else //显示正常 { OLED_ShowF16x16(3,6,9); OLED_ShowF16x16(3,8,10); } }

1.8 网络参数更新

对数据点的数值变量进行赋值操作（将传感器读取到的数值刷新到网络参数上面，协议当检测到数值发生变化后，会把数值刷新到手机APP上面，实现手机app查看室内环境参数）

void userHandle(void) { currentDataPoint.valueBaoJin = BaoJin;//Add Sensor Data Collection currentDataPoint.valuereal_template =real_template/10;//Add Sensor Data Collection currentDataPoint.valuenongdu =nongdu/1000000;//Add Sensor Data Collection }

2. 源码示例

main.c

#include "stm32f10x.h" // Device header #include "Delay.h" #include "Timer.h" #include "led.h" #include "MQ2.h" #include "ds18b20.h" #include "bsp_buzzer.h" #include "fire.h" #include "usart.h" #include "OLED.h" #include "gizwits_product.h" #define Refresh_Sensor_time 2000 //2000ms刷新一次传感器数值 u8 BaoJin=0;//bit 0-7 bit0:温度，bit1:烟雾，bit2:火焰 bit为0表示该项正常，为1该项报警 u16 Sensor_time=Refresh_Sensor_time; short real_template=0;//温度值 u32 nongdu=0;//气体浓度 u8 huoyan_state=1;//火焰状态 1:未检测到火焰 0:检测到火焰 short template_Max=500;//温度最大值，超过报警,50.0摄氏度 u32 nongdu_Max=1050000000;//浓度最大值，超过报警 void Show_ZJM(void);//显示主界面 void Baojin_Handle(void);//报警处理 void Get_Sensor(void);//获取传感器值,并判断报警状态 int main(void) { OLED_Init(); OLED_ShowString(2,1,"initialing..."); for(int i=0;i<20;i++) { delay_ms(1000); } /*模块初始化*/ LED_Init(); ADC_Sensor_Init(); DS18B20_Init(); FIRE_CONFIG(); Buzzer_Init(); Timer_Init();//定时器4，1ms进入一次中断 uart1_init(9600);//初始化串口1，与esp8266通讯 Timer2_Init();//初始化定时器2，为机智云提供1ms心跳 /*机智云初始化*/ userInit(); gizwitsInit(); /*显示主界面*/ Show_ZJM(); while (1) { /*刷新传感器数值，显示在oled上，并且根据数值判断此时报警状态*/ Get_Sensor(); /*根据报警状态，进行对应的处理*/ Baojin_Handle(); /*网络参数更新，对数据点的数值变量进行赋值操作*/ userHandle(); /*联网，上传数据，接收下发数据,这个项目不需要处理上面发下来发数据，这个函数其实没用*/ gizwitsHandle((dataPoint_t *)&currentDataPoint); } } //温(0) 度(1) 烟(2) 雾(3) 火(4) 焰(5) ℃(6) 报(7) 警(8) 正(9) 常(10) 异(11) void Show_ZJM(void)//显示主界面 { OLED_Clear(); //温度: ℃ OLED_ShowF16x16(1,1,0); OLED_ShowChar(1,5,':'); OLED_ShowF16x16(1,10,6); //烟雾: ppm OLED_ShowF16x16(2,1,2); OLED_ShowChar(2,5,':'); OLED_ShowString(2,10,"ppm"); //火焰: OLED_ShowF16x16(3,1,4); OLED_ShowF16x16(3,3,5); OLED_ShowChar(3,5,':'); } void Baojin_Handle(void)//报警处理 { if(BaoJin==0)//状况正常 { BUZZER_OFF;//关闭蜂鸣器 LED_TIP_OFF;//确保灯是关闭状态 } else { BUZZER_ON;//打开蜂鸣器 } if(BaoJin&0x01)//温度报警 { OLED_ShowF16x16(1,13,7); OLED_ShowF16x16(1,15,8); } else { OLED_ShowString(1,13," "); } if(BaoJin&0x02)//烟雾报警 { OLED_ShowF16x16(2,13,7); OLED_ShowF16x16(2,15,8); } else { OLED_ShowString(2,13," "); } if(BaoJin&0x04)//火焰报警 { OLED_ShowF16x16(3,6,7); OLED_ShowF16x16(3,8,8); } else //显示正常 { OLED_ShowF16x16(3,6,9); OLED_ShowF16x16(3,8,10); } } void Get_Sensor(void)//获取传感器值 { if(Sensor_time==0) { TIM_Cmd(TIM4,DISABLE); TIM_SetCounter(TIM4,0); Sensor_time=Refresh_Sensor_time; TIM_Cmd(TIM4,ENABLE); } if(real_template>template_Max) { BaoJin|=0x01; } else { BaoJin&=0xfe; } if(nongdu>nongdu_Max) { BaoJin|=0x02; } else { BaoJin&=0xfd; } if(huoyan_state==0) { BaoJin|=0x04; } else { BaoJin&=0xfb; } }