基于STM32的装修房有害气体采集

2019-01-14孙朝付姜峰郭子玉杨昌平

魅力中国 2019年34期

孙朝付姜峰郭子玉杨昌平

（辽宁科技大学，辽宁鞍山 114051）

一、引言

（一）发展背景

随着时代的发展，祖国越来越繁荣昌盛，人们也逐渐地步入小康生活。在当今人们比较重视的问题之一就是住房问题了，越来越多的人也是开始自己盖房装修；而随之而来的也是室内有害空气，尤其是刚装修的房子，有的人是直接入住，这对身体是非常有害的；而有的人是选择过一段时间入住，但是他们并不清楚室内的有害气体是否超标，富裕点的人会买检测有害气体的仪器，但是好点的仪器也是好几千；而我们所做的项目就是专门解决这一问题的。

我们所做的项目是基于STM32[1]的装修房有害气体检测；我们做这一项目的目的是防止人们入住室内有害气体超标的装修房和压低项目的成本，好让广大市民都能使用的起。

（二）研究内容

我们制做的是基于STM32[2]的装修房有害气体检测；首先当然是研究STM32的使用以及它在产品开发过程中的使用，然后是利用SPG30检测装修房里的有害气体，之后就研究TFT电阻屏的使用，因为要在上面显示各种气体的浓度；再研究GSM模块的使用，因为得用它来通知主人一些信息，最后就是原理图和PCB的制作了。

二、具体功能实现

（一）提醒功能

提醒功能是当STM32采集到的有害气体超标时，就会发出声光报警，用于提醒主人；防止有害气体对人们的身体健康造成危害。报警主要是通过STM32单片机控制蜂鸣器和LED灯，这只是涉及到STM32单片机的基本使用，但是也得对C语言程序设计[3]有一定的基础，对单片机有一定的设计能力；所以说看似简单，但也得需要一定的实力。

（二）多点采集

因为一点的数据并不能反映房子整体情况，因为房子有多个房间等，有的还有好几层，所以得多点采集用于做综合分析，并且将这些数据都显示到液晶屏上，这样更方便我们直观的看出来。

多点采集就得用到多个传感器，传感器就是SPG30模块，它能采集室内的甲醛，一氧化碳等有害物质的浓度；因为这些传感器分配到房子的各个地方，所以用一个主控控制这些传感器是不太现实的，因为距离很远的；所以一个传感器得对应一个主控，并且每个主控得和一个做主要的主控建立无线通信，这烟花才能把每个传感器采集到的数据集中显示在一个屏上，并把这些数据综合分析后发给主人，并提醒主人是否可以搬家。无线通信我们用HC-11无线串口模块实现，后来我们又在每个主控上加了温湿度采集模块，这样就能知道室内的温湿度是否适合人们居住了。

（三）远程通信

GSM模块具有发送SMS短信，语音通话，GPRS数据传输等基于GSM网络进行通信的所有基本功能。简单来讲，GSM模块加上键盘、显示屏和电池，就是一部手机。

开发人员使用ARM或者单片机通过RS232串口与GSM模块通信，使用标准的AT命令来控制GSM模块实现各种无线通信功能，例如：发送短信，拨打电话，GPRS拨号上网等。基于GSM模块产品的开发往往都是基于ARM平台，使用嵌入式系统进行开发。有些GSM模块具有"开放内置平台"功能，可以让客户将自己的程序嵌入到模块内的软件平台中，而我们正是利用了它这种发短信的功能作为这项作品的核心功能，因为房子刚装修好，所以人们不可能每天都去房子里看有害气体是否超标，所以得通过GSM模

三、电路设计

任何智能产品都离不开最基本的硬件电路图，而我们的电路图制作[4]是先在洞洞板上焊接，然后调试成功；之后我们使用Altium designer16进行原理图以及PCB的制作，并在淘宝店家开PCB板，最后所有功能都集成在这一快板上；在原理图的绘制中，我们需要绘制STM32F103RCT6最小系统，无限串口模块原理图，SPG30原理图，声光报警原理图，GSM原理图等。

该电路花费了我们将近一周的时间来研究和绘制；因为它实现的功能比较多而且复杂，这些功能电路的逻辑关系全靠主控芯片，它就相当于人的大脑起着控制身体的作用；每个模块的有着它必不可少的作用，所以该电路设计是需要花费不少时间的。