基于單片機的智能家居電控系統(tǒng)

第一章緒論1.1設(shè)計背景近年來，由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子電路的普及，單片機在日常生活中越來越普遍。它的應(yīng)用范圍廣泛，在智能物流、智慧農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在這個信息化的世界里，單片機的普及使得人類的工作變得更加便捷，并且在許多領(lǐng)域取得了巨大的成就。它的出現(xiàn)，使得人類的工作變得更加高效、安全，并且在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用REF_Ref31874\r\h[1]。這項技術(shù)的出現(xiàn)，不僅極大地推動了社會的進步，而且還為工業(yè)單片機的應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。隨著WIFI技術(shù)的不斷發(fā)展，它被越來越多的人們使用，并且發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因此，決定將其作為電子防盜系統(tǒng)的核心部分。這種新興的技術(shù)不僅可以提高安全性，而且也可以幫助更好地管理社區(qū)。目前，通過使用一氧化碳濃度傳感器來監(jiān)測室內(nèi)的安全情況，如果發(fā)生盜竊事件，這些技術(shù)就會發(fā)揮重要的作用。為了深入探索這些技術(shù)的運用，開發(fā)了一款基于單片機的電子安全監(jiān)控系統(tǒng)。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，小型社區(qū)及個人的智能化電子控制技術(shù)也得到了廣泛的關(guān)注。許多著名的公司都在努力開發(fā)出具備電子監(jiān)測報警功能的智慧型住房，以滿足社會對安全性的要求，并且這些技術(shù)的自動化、智能化程度也在逐步攀升。在許多發(fā)展中的城市，人們都擁有先進的消防、安全檢查、緊急求助和緊急事件處置技術(shù)。這些技術(shù)包括使用計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)和信息進行收集和整合，并在中心計算機上對其進行實時的分析和處理，從而更好地識別和控制危險的源頭和特征，并制訂相關(guān)的緊急措施。近年來，許多發(fā)達國家已經(jīng)開始采用先進的技術(shù)REF_Ref32007\r\h[2]，如智能家庭安全防護、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能安全檢測、智能安全管理、智能安全檢測、智能安全管理、智能安全管理，為世界所借鑒！隨著全球范圍內(nèi)的科學(xué)技術(shù)的進步，許多IT公司正在努力投入到智能家居電子設(shè)備的研究、制造以及應(yīng)用中，以期獲得更高的競爭力，特別是那些擁有較高財力、較強科學(xué)技術(shù)的公司，正在搶先一步搶占著中高端市場的份額。盡管國內(nèi)的智能電控報警系統(tǒng)發(fā)展落后，仍然存在著一定的差異，尤其是在某些領(lǐng)域，中國的幾個制造企業(yè)的產(chǎn)品，例如海爾、聯(lián)想等，其優(yōu)勢在于其精致的設(shè)計、完善的配置以及卓越的性價比，使其在國際市場上更加占據(jù)優(yōu)勢。隨著政府對家庭電氣設(shè)備的監(jiān)管日益嚴(yán)格，目前還未出臺專門針對該領(lǐng)域的行業(yè)技術(shù)規(guī)范，因此，企業(yè)們紛紛采用多元化的技術(shù)解決方案，從而限制了該領(lǐng)域的發(fā)展REF_Ref32455\r\h[3]。但是，未來，隨著技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，必然會出現(xiàn)統(tǒng)一的規(guī)范。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的國產(chǎn)智能電控系統(tǒng)已經(jīng)開始使用無線通信技術(shù)，這種技術(shù)的應(yīng)用可以降低系統(tǒng)的設(shè)計和施工的費用，為消費者提供更加便捷的服務(wù)，并且前景一片光明。1.3設(shè)計的主要內(nèi)容這個智能家庭電控系統(tǒng)的設(shè)計基于STM32單片機，它是單片機中最基礎(chǔ)的組件之一。它的主要功能包括檢測、顯示和報警。人體紅外傳感器可以檢測到周圍環(huán)境中的人體紅外信號，單片機可以接收到這些信號，并利用相應(yīng)的公式計算出準(zhǔn)確的值。在報警系統(tǒng)中，用戶可以通過按鍵設(shè)置一氧化碳濃度，并選擇防盜模式。如果濃度超過了預(yù)定的上限，系統(tǒng)會發(fā)出LED報警燈。這樣，用戶就可以及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。

第二章設(shè)計方案2.1設(shè)計思路在設(shè)計智能家居電控系統(tǒng)的過程中，會優(yōu)先考慮它的安全性。其中，安全報警系統(tǒng)的核心作用在于實現(xiàn)對住宅中的安全情況的實時監(jiān)測，包括檢查室內(nèi)的可疑情況，以及及時采取相應(yīng)的應(yīng)對措施。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，會使用傳感器和報警燈。為了更好地檢測室內(nèi)的安全狀態(tài)，我采取了多種技術(shù)手段，包括使用一氧化碳濃度傳感器、人臉識別技術(shù)以及其他技術(shù)。與傳統(tǒng)的電子安全報警系統(tǒng)不同，還采用了OLED液晶屏來提供更加直觀的信息。除此之外，電子萬年歷也具備報警的功能，可以通過操縱按鈕來調(diào)節(jié)一氧化碳濃度，并且可以使用人體紅外線來檢測，當(dāng)濃度超出預(yù)定的閾值時，報警燈會亮起，以此來提醒使用者注意安全。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過多方考量，最終決定使用STM32單片機，它具備多種功能，而且性能優(yōu)越，可以滿足多種應(yīng)急情況的需求。為了確保準(zhǔn)確性，采用了先進的技術(shù)來實現(xiàn)對空氣中的一氧化碳的監(jiān)測。使用了ADC0832來實現(xiàn)模擬，并結(jié)合了OLED液晶屏、報警燈以及WIFI模塊，構(gòu)建了這套完整的監(jiān)測系統(tǒng)。接下來，將深入探討這項設(shè)備的運行機制，并以圖2-1為例來展示其全貌。220V5V電源轉(zhuǎn)換電路3.3V電源轉(zhuǎn)換電路220V5V電源轉(zhuǎn)換電路3.3V電源轉(zhuǎn)換電路按鍵設(shè)置電機控制模塊按鍵設(shè)置電機控制模塊一氧化碳采集一氧化碳采集OLED顯示OLED顯示紅外感應(yīng)紅外感應(yīng)聲音傳感器WIFI模塊聲音傳感器WIFI模塊報警燈單片機處理單元報警燈單片機處理單元指紋解鎖指紋解鎖圖2-1整體工作原理圖2.2模塊的選擇2.2.1單片機模塊的選擇方案一：采用STM32單片機，這款具有極佳的性價比、出色的功能的嵌入式應(yīng)用，其中包括arMCOrtex-m核心、2.0V-3.6V的I/O管腳、出色的安全時鐘工作模式、具有自動喚醒的低功耗工作模式、以及RC振蕩器REF_Ref32383\r\h[4]，以及可以在-40℃至+85℃或105℃之間調(diào)節(jié)的一氧化碳值。STM32單片機的外形如圖2-1所示。圖2-1為STM32單片機實物圖方案二：采用AT89C51單片機,區(qū)別于51單片機的位處理器，它可以實現(xiàn)多種復(fù)雜的處理任務(wù)，包括傳輸、調(diào)整位置、校準(zhǔn)和檢查，以及處理位的邏輯計數(shù)，具有極強的可靠性和可擴展性，可以滿足各種復(fù)雜的需求。此外，該電影中的RAM空間中新增了一個具有多種作用的空間，可以非常方便地利用。經(jīng)過全面評估，決定采用方案一作為本次設(shè)計的核心控制單元。2.2.2聲音傳感器的選擇聲音傳感器可以被視為一種高靈敏度的麥克風(fēng)，它可以捕捉和處理各種環(huán)境中的噪聲，并將其轉(zhuǎn)換為清晰的振動圖像，但卻無法準(zhǔn)確地識別出噪聲的強度。方案一：采用聲音檢測聲音傳感器模塊，該模塊包括一個電容器式的駐極體話筒，用于監(jiān)控音頻信號的大幅度變化。在聲波經(jīng)由該器件的時候，駐極體的薄層將產(chǎn)生一個微弱的振蕩，從而產(chǎn)生一個0-5V的信號，隨即經(jīng)由A/D變換器變換為數(shù)字，最終由數(shù)據(jù)采集器完成，并將數(shù)字發(fā)送至單片機。該聲音模塊具備高靈敏度的聽覺，并且具備LM393類比器的輸入/輸出，使得它的信號更加明顯，而且具備良好的波形質(zhì)量，并且具備強大的控制功能，最高可以實現(xiàn)15mA的測量精度。它還配備了一個固定的螺絲孔，方便安置與固定。通過使用藍(lán)色數(shù)字電位器，能夠改變測量的準(zhǔn)確性。詳情請參見圖2-2。圖2-2聲音傳感器實物圖方案二：采用MAX4466麥克風(fēng)前置放大器，MAX9814是一款低成本、高品質(zhì)麥克風(fēng)放大器。內(nèi)置自動增益控制(AGC）以及低噪聲麥克風(fēng)偏置，該器件集成低噪聲前置放大器、可變增益放大器(VGA).輸出放大器、麥克風(fēng)偏壓發(fā)生器以及AGC控制電路REF_Ref2906\r\h[6]。用于本設(shè)計需要采集人的聲音信號完成相應(yīng)功能，故選擇方案一。2.2.3人體傳感器介紹方案一：采用HC-SR505小型人體感應(yīng)模塊。HC-SR505小型人體感應(yīng)模塊是基于紅外線技術(shù)的自動控制產(chǎn)品，靈敏度高,可靠性強,超小體積，超低電壓工作模式。廣泛應(yīng)用于各類自動感應(yīng)電器設(shè)備REF_Ref4288\r\h[5]，尤其是干電池供電的自動控制產(chǎn)品。方案二：采用HC-SR501人體感應(yīng)模塊，HC-SR501人體感應(yīng)模塊是一款具有極高靈敏度的人體感應(yīng)器，其最大檢測角度可達100°，并且可以實現(xiàn)單次觸發(fā)和重復(fù)觸發(fā)兩種模式，可以有效地保護環(huán)境。此外，該模塊還配備了3個接線腳，分別為電源接入腳VCC、地接入腳GND以及測量結(jié)果輸出腳OUT。用于本設(shè)計不由干電池供電，使用220V交流電進行供電，故采用方案二的HC-SR501人體感應(yīng)模塊。2.2.4OLED液晶介紹方案一：采用OLED液晶屏，中景園科技設(shè)計的OLED液晶屏，其尺寸為0.96寸，擁有4032個像素的控制點，能夠?qū)崿F(xiàn)32個中文漢字的同步顯示，而且每個屏幕上的文本數(shù)量也不會少于8個。該液晶顯示器配備有10m/s的高速4線SPI總線，它的四個接口分別是D0、D1、RES和DC，它們分別負(fù)責(zé)控制和傳輸信號。此外，該顯示器的工作電源采用直流5V，具體參見圖2-3。圖2-3OLED液晶屏實物圖方案二：LED點陣模塊指的是利用封裝8*8的模塊組合點元板形成模塊,它連接微處理器與8位數(shù)字的7段數(shù)字LED顯示﹐也可以連接條線圖顯示器或者64個獨立的LED。其上包括一個片上的B型BCD編碼器、多路掃描回路，段字驅(qū)動器，而且還有一個8*8的靜態(tài)RAM用來存儲每個數(shù)據(jù)REF_Ref2906\r\h[6]。只有一個外部寄存器用來設(shè)置各個.LED的段電流。每個數(shù)據(jù)可以尋址在更新時不需要改寫所有的顯示。LED點陣顯示模塊可顯示漢字、圖形、動畫及英文字符等﹔顯示方式有靜態(tài)、橫向滾動、垂直滾動和翻頁顯示等。圖2-4LED點陣顯示器實物圖因為方案一的OLED液晶顯示器可以更直觀地顯示信息，故采用方案一2.2.5一氧化碳采集檢測模塊方案一：采用MQ-2氣敏傳感器探頭，它的工作電壓在3.3v-5v之間，具有模擬(AO）和數(shù)字(DO）雙路輸出，該傳感器對一氧化碳?xì)怏w的靈敏度很高，而且性能穩(wěn)定、使用壽命很長和響應(yīng)速度快等特點REF_Ref31694\r\h[8]。該器件數(shù)字接口(DO）輸出高電平，可直接連接STM32控制器I/O口，通過嵌入式控制器檢測，以此檢測房間空氣氣體。模擬接口（AO）需要與AD轉(zhuǎn)換器連接，通過AD轉(zhuǎn)換測得空氣氣體濃度數(shù)值。氣體濃度越大，AO口輸出的電壓值就越高。圖2-5MQ-2氣體檢測模塊方案二：采用MQ-3氣體傳感器。MQ-3氣體傳感器所使用額的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在酒精蒸汽時，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中酒精氣體濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。MQ-3氣體傳感器對酒精的靈敏度高，可以抵抗汽油、煙霧、水蒸氣的干擾。這種傳感器可檢測多種濃度酒精氣氛，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器REF_Ref5767\r\h[9]。圖2-6MQ-3氣體檢測模塊本模塊主要是利用傳感器進行檢測一氧化碳濃度因此采用方案一。2.2.6指紋識別模塊方案一：采用AS608光學(xué)指紋模塊。AS608光學(xué)指紋模塊是一種生物識別技術(shù)，通過對人體指紋進行采集、處理和比對，以確定身份認(rèn)證，它通常由硬件傳感器和軟件算法兩部分組成。AS608光學(xué)指紋模塊的原理基于人類指紋具有唯一性和不可偽造性的特點，指紋是指手指上表皮的凹凸紋路，這些紋路的形態(tài)、數(shù)量和分布位置是每個人獨一無二的，即使是同卵雙胞胎也具有不同的指紋特征，這種唯一性使得指紋識別成為一種可靠的身份認(rèn)證方式。方案二：采用ATK-301電容指紋識別模塊。ATK-301電容指紋識別模塊是ALIENTEK推出的一款高性能的電容半導(dǎo)體指紋識別模塊。其采用了瑞典FPC公司按壓式電容指紋傳感器，該傳感器具有功耗低、穩(wěn)定、圖像一致性效果好、耐靜電等級高的特點。模塊搭配GigaDevice（兆易創(chuàng)新）生產(chǎn)的指紋控制專用芯片，針對指紋傳感器做出了大量的圖像優(yōu)化、速度優(yōu)化、算法優(yōu)化，使模塊具有識別速度快，通過率高的等特點REF_Ref611\r\h[11]。相對傳統(tǒng)光學(xué)指紋模塊，本模塊具有識別速度更快、體積更小、功耗更低等特點。模塊配備了串口通訊接口，用戶無需研究復(fù)雜的圖像處理及指紋識別算法，只需通過簡單的串口通訊按照通訊協(xié)議便可控制模塊?？紤]在本設(shè)計中的用途及性價比等方面，最終采用方案一。2.2.7WiFi模塊方案一：采用ESP8266芯片的WiFi模塊。ESP8266是目前物聯(lián)網(wǎng)通信中應(yīng)用非常廣泛的模塊芯片，也就是將實物和互聯(lián)網(wǎng)連接上的媒介REF_Ref29963\r\h[12]。它最大的功能就是可以開WIFI和連接WIFI，既然都可以開WIFI和連WIFI了自然就可以連接上互聯(lián)網(wǎng)了。圖2-6WiFi模塊方案二：采用ESP32芯片的WiFi模塊。ESP32集成了天線開關(guān)、射頻balun、功率放大器、低噪放大器、過濾器和電源管理模塊、整個解決方案占用了很少的印刷電路板面積。ESP32可作為單個系統(tǒng)運行應(yīng)用程序或是主機MCu的從設(shè)備、通過SPI/或SDIo或12C/UART接口提供wi-Fi和藍(lán)牙功能ESP32轉(zhuǎn)為移動設(shè)備、可穿戴電子產(chǎn)品和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計、該款芯片擁有業(yè)內(nèi)高水平的低功耗芯片的所有特征、比如分辨時鐘門控、省電模式和動態(tài)電壓調(diào)整等。由于ESP32芯片的WiFi模塊成本較高，且ESP8266芯片更加方便，更加兼容故采用方案一。2.3系統(tǒng)總體構(gòu)成設(shè)計這個系統(tǒng)由兩個主要部分組成：一個用于處理數(shù)據(jù)、控制信號、存儲數(shù)據(jù)以及處理信息。另一個用于處理數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)以及處理信息。在這兩個主要部分中，一個用于處理數(shù)據(jù)，另一個用于處理信息REF_Ref1963\r\h[13]。在這兩個主要部分中，一個用于處理數(shù)據(jù)，另一個用于處理信息。在硬件部分的基礎(chǔ)上，進行了一系列的軟件開發(fā)，以便更好地掌握整臺單片機的運行。為此，使用了KEIL軟件，并使用C語言進行了全面的系統(tǒng)架構(gòu)的構(gòu)建，在測試過程中，如果無誤，會把所產(chǎn)出的.hex文件存入到單片機中。該軟件采用了模塊化設(shè)計，main函數(shù)作為程序的核心，而其余的功能則由各個獨立的子程序來實現(xiàn)，例如：一氧化碳值的監(jiān)控、人體紅外線的探測、按鈕設(shè)置、報警功能以及WIFI的傳輸功能。2.4本章小結(jié)在本次設(shè)計中，選擇了STM32單片機作為主控制器，并將其劃分為4個部分：檢測、顯示、警報和控制。其中，一氧化碳檢測采用了傳感器，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，以獲取當(dāng)前的一氧化碳濃度值，而人體紅外檢測則使用了人體紅外傳感器，以實現(xiàn)對空氣質(zhì)量的實時監(jiān)測。并且可以通過報警值設(shè)置、報警燈以及短信報警等功能。

第三章硬件電路設(shè)計3.1STM32概述STM32單片機被認(rèn)為是一款性能卓越、能夠滿足多種復(fù)雜任務(wù)的微控制器，它可以控制多個傳感器、接口、電路板等，從而實現(xiàn)對復(fù)雜任務(wù)的快速、準(zhǔn)確的控制，為STC公司的工業(yè)控制提供了強有力的支持。與傳統(tǒng)的計算機技術(shù)不同，單片機可以被看做一個更加精細(xì)的電子設(shè)備，它可以完整地實現(xiàn)復(fù)雜的功能REF_Ref7498\r\h[14]，從而滿足不同的需求。它的應(yīng)用范圍極其廣闊，幾乎所有的家庭設(shè)備，從最基本的電子設(shè)備，例如冰箱、空調(diào)、洗衣機，到更加復(fù)雜的操縱設(shè)備，例如遙控器、鼠標(biāo)、鍵盤、鬧鐘等。隨著技術(shù)的進步，許多新型的、先進的、集成的單片機已經(jīng)被普遍采納到各種領(lǐng)域，從儀表儀器、航空航天、家庭電子、到醫(yī)療設(shè)施，它們不僅為人們的日常生活帶來便利，而且還為各種復(fù)雜的傳感技術(shù)帶來更大的可靠性。STM32單片機是一種具有40線引腳的封裝方式，它能夠與外部設(shè)備如傳感器等相連，并且能夠?qū)崿F(xiàn)信息的交流。這種封裝方式使得單片機能夠與外部設(shè)備進行高效的連接，從而提高系統(tǒng)的性能。盡管單片機的引腳數(shù)量有限，但是如何充分利用它們的優(yōu)勢，以達到最佳的性能，仍然具有重要的研究價值。為此，可以通過優(yōu)化引腳的尺寸、外觀，以及采用雙功能或多功能的引腳，來增強單片機的功能，從而提升其可用性。圖3-1展示了STM32單片機的封裝結(jié)構(gòu)，將通過這張圖來深入探討它的各個方面。圖3-1STM32單片機封裝引腳圖單片機的存儲部分由RAM和ROM組成，它們的分離設(shè)計使得數(shù)據(jù)的存儲更加高效、靈活。RAM可以存儲更少的數(shù)據(jù)，而ROM則可以存儲更多的大型數(shù)據(jù)。RST復(fù)位是一種非常有效的單片機操作方式，它可以讓單片機在斷電后自動重新啟動，只需要向單片機發(fā)送一個信號，即可實現(xiàn)單片機的初始化和程序的重新啟動。這種方式在日常的單片機系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。PEROM陣列的三個鎖定位電擦除功能是一種高效的技術(shù)，它可以根據(jù)需要調(diào)整ALE管腳的電壓，使其維持10ms的低電壓，從而實現(xiàn)芯片的清潔REF_Ref7498\r\h[15]。為了實現(xiàn)這一目的，需要將所有的代碼都寫入“1”，并且只有當(dāng)沒有其他的未知數(shù)據(jù)時，這一步才算得上是有效的。圖3-2最小系統(tǒng)電路圖3.2人體紅外傳感器模塊電路HC-SR501是一種高性價比的紅外傳感器，它可以通過無接觸的方式捕捉到人體發(fā)出的紅外光，然后通過高精度的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，實現(xiàn)高精度的輸出，而且無須使用任何的紅外線和電磁波，從而節(jié)省了大量的資源REF_Ref3103\r\h[16]。鑒于傳感器的測量精度較低，其測量結(jié)果的振蕩頻率也較低（低至1mV），無法用來實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的有效監(jiān)測，因此，需要采用一種特殊的信號處理技術(shù)，將其原有的非線性振蕩特性轉(zhuǎn)換為可供單片機運行的高精度的數(shù)字信息。按照規(guī)定，人體檢查的電路應(yīng)當(dāng)符合圖3-3的描述。圖3-3人體檢測電路圖3.3一氧化碳檢測模塊在這個設(shè)計中，選擇使用MQ-2型一氧化碳報警器作為原型。這種裝置使用的是具有離子形態(tài)的N型半導(dǎo)體，能夠有效地捕獲大量的氧分子。這種裝置能夠降低大部分的電子密度，從而提高系統(tǒng)的抗干擾能力REF_Ref3207\r\h[17]。當(dāng)物質(zhì)與某個物質(zhì)相遇時，它的勢壘將隨著它的加入而改變，從而使物質(zhì)的電導(dǎo)率也隨之改變。通過分析這些改變，能夠獲取有關(guān)物質(zhì)的相關(guān)信息。當(dāng)接觸到易燃的氣體（如CH4）時，由于氣體中的氧原子會被分解，而在二氧化錫半導(dǎo)體的表層會形成氣體的正離子，從而使得氣體的分解過程更為順利。此外，氣體的分解還會釋放出大量的電子，從而提高二氧化錫半導(dǎo)體的導(dǎo)帶電子的數(shù)量，從而減小它的電阻。當(dāng)空氣中不存在一氧化碳的情況下，MQ-2型燃燒器會根據(jù)當(dāng)前的環(huán)境條件，采用先進的技術(shù)，將二氧化錫半導(dǎo)體的負(fù)離子吸附至最低，從而使得它的電阻率達到最初的閾值。此外，該傳感器還具備多種功能，能夠準(zhǔn)確地監(jiān)測和控制可能發(fā)生的火災(zāi)事故。MQ-2型傳感器具備出色的檢測能力，能夠準(zhǔn)確檢測出各種形式的一氧化碳，特別是烷烴類物質(zhì)。MQ-2型傳感器具有出色的可靠性、可靠性和持久性，其初始狀態(tài)穩(wěn)定，響應(yīng)速度快，長時間使用表現(xiàn)優(yōu)異。MQ-2型傳感器具有出色的抗干擾能力，能夠有效抑制任何可能對環(huán)境造成危害的因素，比如酒精、一氧化碳等，從而保證環(huán)境的安全。電路的電壓范圍極其廣泛，從24V到0.2V，甚至更高，都能滿足要求。經(jīng)過精心設(shè)計，數(shù)模轉(zhuǎn)換器可提供8位分辨率、雙信道A/D變換、5V電源供電、250KHZ的工作頻段、32微秒的切換時限、及低的耗電量，使其成為一種理想的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，可滿足當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的需求，特別是對于一氧化碳的監(jiān)測，更是可靠可靠。根據(jù)圖3-4，可以看到一個用于監(jiān)控的一氧化碳傳感器。圖3-4一氧化碳檢測模塊電路3.4OLED液晶顯示電路當(dāng)OLED液晶屏被安裝于單片機系統(tǒng)中，它可以實時監(jiān)測環(huán)境中的一氧化碳濃度以及是否存在任何危險，并將其準(zhǔn)確地反映給相關(guān)的使用者。OLED液晶屏的特點是，它的工作電壓僅需5V，尺寸緊湊，可以提供豐富的信息，使其能夠被廣泛地運用于各種設(shè)備中。OLED液晶屏具有獨一無二的功能，它的屏幕被劃分成2行，每行可以清晰地展現(xiàn)16個漢字，因此，它的屏幕上可以同時存儲32個漢字。它的運行機制依賴于液晶的優(yōu)勢，它的屏幕上的信息會隨著外部的電流變化，經(jīng)過精確的調(diào)節(jié)，就會呈現(xiàn)出各種不同的信息。當(dāng)與單片機交互時，需要將SDA與SCL口相互聯(lián)系，并且需要使用上拉電阻來實現(xiàn)。為了更好地顯示出檢測出的一氧化碳、人體紅外以及它們的最高報警閾值，設(shè)計了OLED液晶顯示屏，其引腳連接圖如圖所示。圖3-5OLED液晶顯示屏電路圖3.5聲音檢測電路設(shè)計圖4-5描繪出的是一種具有延時功能的電路，該電路能夠根據(jù)用戶的需求，控制"開啟"和"自動關(guān)閉"的電源，同時延長電源的使用時限，使用戶能夠更加輕松地控制電源的打開，這也正是該電路的獨到之處。通過精心設(shè)計的集成電路，可以把它劃分為若干個相互連接的部分，這樣就可以更好地完成不同的任務(wù)。這些部分通過5V的電源來提供動力，并通過OUT接口來接收和發(fā)送數(shù)字信息。圖3-6聲音監(jiān)測電路3.6指紋模塊AS608是這次設(shè)計的指紋模組，它的電路結(jié)構(gòu)如圖3-6所示，可以滿足多種應(yīng)用場景的需求。圖3-6指紋模塊電路圖AS608指紋模塊由1、光學(xué)頭2、通訊接頭3、DSP晶片4、穩(wěn)壓晶片5、CMSO傳感器6、FLASH晶片CMSO傳感器等組件組成，它可以提供準(zhǔn)確的指紋信息，從而滿足用戶的安全需求。3.7按鍵控制電路單片機的按鍵控制電路由4個微動開關(guān)并聯(lián)而成，它們的工作原理是通過檢測電平來控制按鍵的操作。然而，由于按鍵開關(guān)的操作時間較長，容易出現(xiàn)誤差，因此，在編寫按鍵控制電路時，需要添加一個去抖函數(shù)，以提高精度。通過按鍵控制，可以調(diào)整人體紅外和一氧化碳值報警的上限值，并且可以設(shè)置接收信息的手機號碼。按鍵1代表增加，按鍵2代表減少，按鍵3可以調(diào)整設(shè)定的值，按鍵4則會返回。圖3-8展示了按鍵控制的電路原理：圖3-8按鍵控制電路3.8電源電路為了滿足單片機的需求，提供了一個直流5V的電源系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)由一個3口的開關(guān)電源座子以及一個6口的供電控制器組成。2口的開關(guān)電源座子與外界的供電插座進行了聯(lián)接，而3口的供電控制器則負(fù)責(zé)控制整個網(wǎng)絡(luò)的運行。此外，1口的供電控制器也與其他兩個口的開關(guān)電源進行了聯(lián)接，它們的功能是一致的，即為了進一步提高整個系統(tǒng)的性能，增加整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)考慮到該系統(tǒng)的穩(wěn)定性，2、5口的引腳應(yīng)該被優(yōu)先考慮，因此，應(yīng)該將1、3口的引腳設(shè)置成輸入，而將5口的引腳設(shè)置成接地，4、6口的引腳設(shè)置成輸出，而2口的引腳應(yīng)該被設(shè)置成接地。由于的數(shù)字單片機的傳感器和無線傳輸芯片的工作電壓均為5V，因此能夠保證它們的性能。但是，對于那些需要額外的12V電壓的傳感器，會使用升壓技術(shù)來調(diào)整它們的工作電壓，使它們能夠達到要求。的電源系統(tǒng)參見圖3-9。圖3-9電源電路3.9報警電路通過調(diào)節(jié)一氧化碳的濃度，以及開啟防盜模式，單片機可以實現(xiàn)對周圍空間的實時監(jiān)控，以及及時發(fā)現(xiàn)可能存在的危險情況，與預(yù)定的報警閾值相對照。此類報警系統(tǒng)由報警燈組成在這個系統(tǒng)的設(shè)計中，將會使用三個不同的燈來發(fā)出預(yù)警。這三個燈的名字都可以用來表達它們的功能。第一個燈的功能是發(fā)出1k的信號，第二個燈的功能是發(fā)出PNP信號，第三個燈的功能則是發(fā)出LED信號。圖3-4報警燈電路3.10本章小結(jié)通過對硬件的初步了解，畫出了STM32單片機、人體紅外系統(tǒng)、一氧化碳檢測模塊等硬件電路圖。來確保后續(xù)設(shè)計的準(zhǔn)確性。并了解了各個模塊的引腳接線，方便編程于焊接工作。

第四章軟件系統(tǒng)設(shè)計在本次設(shè)計中，將硬件與軟件相結(jié)合，以實現(xiàn)的功能。在確定設(shè)計功能和硬件設(shè)計之后，將進入軟件設(shè)計階段。從任務(wù)的角度來看，這一過程可以分為兩大部分：首先是主程序的構(gòu)建，即要實現(xiàn)的功能；其次是各個功能的操作流程，旨在實現(xiàn)設(shè)定的所有功能。為了設(shè)計一個更加完善的智能控制器，除了需要軟硬件基礎(chǔ)的支持外，C語言也是目前智能管理領(lǐng)域的主要編程語言。它具有良好的可讀性和易于在不同系統(tǒng)之間遷移的特點，使得它成為一種理想的解決方案。C語言的目標(biāo)更加明確，因此它可以被用于多個操作系統(tǒng)，因而大大降低了開發(fā)成本，節(jié)省了大量的資源。在本軟件系統(tǒng)設(shè)計過程中，經(jīng)過了深入的思考，最終選擇了C語言來完成程序設(shè)計。實際調(diào)試結(jié)果表明，采用C語言能夠大大節(jié)省時間，并且能夠顯著提高軟件系統(tǒng)的設(shè)計速率。經(jīng)過多次調(diào)試，系統(tǒng)最終實現(xiàn)了預(yù)期的功能。本文將詳細(xì)闡述此次設(shè)計的軟件，以及各個模塊運行的流程示意圖。在完成程序設(shè)計后，需要將各個模塊的程序燒制到硬件系統(tǒng)中，這時就需要使用串口通訊來實現(xiàn)燒制。4.1軟件主程序架構(gòu)經(jīng)過精心的硬件設(shè)計與調(diào)試，以確保系統(tǒng)的高效性。因此，必須繪制出一個明確的步驟，以便于根據(jù)不同的環(huán)境條件，從一氧化碳檢測、OLED液晶屏、報警燈以及語音模塊等多個組件中進行精確的配置。隨之而來，APP的各項功能也隨之啟動，它們可以實時監(jiān)控周圍的空氣質(zhì)量，以及周圍的人群，發(fā)現(xiàn)異常，及時發(fā)送報警。為此，APP的設(shè)置必須進行初步的調(diào)整，以確保其正常工作。隨后，通過點擊鼠標(biāo)，可以調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣中的一氧化碳和紅外線的濃度，若達到了預(yù)定的閾值，LED的報警指針將自動點亮，如圖4-1所示為主程序流程圖。圖4-1整個主流程圖4.2OLED顯示流程圖在這次的產(chǎn)品設(shè)計中，選擇了OLED液晶電視屏作為監(jiān)控屏。一旦OLED液晶顯示屏接通電源，就會開始初始化屏幕上的數(shù)據(jù)，并將其中的所有數(shù)據(jù)清除，同時也會釋放出內(nèi)部的存儲空間。接下來，將使用數(shù)字單片機來實現(xiàn)雙向通信，它可以控制液晶顯示屏的亮度和顯示信息。OLED可以通過按鍵控制，實時調(diào)整一氧化碳濃度和人體紅外報警閾值，同時，數(shù)字單片機還可以根據(jù)輸入接口的指令，將信息轉(zhuǎn)換成可視化的形式，如圖4-2所示，從而讓顯示屏能夠正常運行。圖4-2OLED初始化流程圖4.3紅外檢測流程圖熱釋電傳感器通常被廣泛應(yīng)用于紅外傳感器，它們的前端配備了一塊特殊的濾波器，可以過濾掉1-14μm的雜波，從而提高傳感器的抗噪聲性。當(dāng)目標(biāo)被發(fā)現(xiàn)時，將發(fā)射高頻信號，而此時，三極管將被激活，將發(fā)射低頻信號，并將信號發(fā)送至單片機。按照圖4-3，紅外探測的過程可以簡化。圖4-3人體紅外檢測流程圖4.4一氧化碳檢測流程圖當(dāng)一氧化碳采集到當(dāng)前的數(shù)據(jù)后，把模擬量傳輸給數(shù)模轉(zhuǎn)換器進行處理，數(shù)模轉(zhuǎn)換器進行初始化后，因為數(shù)模轉(zhuǎn)換器有2個通道，所以要進行選擇，本次設(shè)計選擇的數(shù)據(jù)通道為0，然后進行讀取數(shù)據(jù)，一個字節(jié)為8位，進行一位一位讀取，把當(dāng)前讀取的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，換算成當(dāng)前的電壓值。先初始化數(shù)模轉(zhuǎn)換器引腳，ADC0382_DIO=Ch;CH=0選擇通道0，數(shù)模轉(zhuǎn)換器開始讀取數(shù)據(jù)ad_value_temp=Read_ADC0382(0);讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，從最高位開始依次輸出（D7~D0）for(i=0;i<8;i++)

{dat<<=1;//左移運算符，例如c<<=2就是c=c<<2把c左移2位得度到的值給c。dat=dat<<1,把dat左移1位得度到的值給dat；

dat|=ADDO;//C語言中的|=意思為：按位或后賦值.在C語言中，^=表示根據(jù)不同的位置進行前置和后置的賦值，而&=則表示根據(jù)不同的位置進行前置和后置的賦值，其中ndat=0；//將D0的值設(shè)置為0，然后從D1到D7，接著將ADCLK設(shè)置為1；//將_nop_（）和_nop_（）的值設(shè)置為0；//將CS的端設(shè)置為0，并將其設(shè)置為1，最終將if的設(shè)置改變，以產(chǎn)生一次時鐘脈沖，其中ADDO==1ndat|=0x80;ADCLK=0將ADCLK調(diào)節(jié)至0，將CLK端的ADDI調(diào)節(jié)至1，并將數(shù)據(jù)端的值調(diào)節(jié)至//，以便恢復(fù)至最初的模式，如圖4-4所示。圖4-4為一氧化碳檢測流程圖4.5報警流程圖在主函數(shù)被激活之后，首先需要通過按鍵設(shè)置一氧化碳值和人體紅外濃度的警報閾值，然后檢查是否達到了這個閾值，并發(fā)出警報信號，以確保空氣質(zhì)量的安全。如果超出了這個閾值，LED報警指示燈會亮起，通過WIFI傳輸?shù)接脩舻氖謾C上。以下是圖4-5中的報警流程。圖4-5報警流程圖4.6按鍵流程圖在按下按鍵1時選擇為密碼解鎖，再按下按鍵3確認(rèn)解鎖。按下按鍵1輸入密碼，密碼正確后完成解鎖；若開始按下按鍵2則為指紋解鎖，按下按鍵3確認(rèn)后，采集指紋，指紋正確后完成解鎖。圖4-6按鍵流程圖4.7語音流程成圖利用語音傳感器模塊，捕捉聲音指令，完成燈光的打開與關(guān)閉。圖4-7語音流程圖4.8指紋解鎖流程圖運用指紋模塊的指紋采集功能，完成對智能家居的解鎖。圖4-8指紋解鎖流程圖4.9WIFI流程圖使用WIFI模塊使手機能與單片機相連接，完成相應(yīng)操作。圖4-9WIFI模塊流程圖4.10系統(tǒng)程序設(shè)計軟件Keil軟件系統(tǒng)是一種集成化的編程平臺，它采用匯編語言和C語言編程，并且擁有大量單片機庫函數(shù)，可以通過調(diào)用系統(tǒng)來實現(xiàn)程序的運行。此外，Keil還整合了C翻譯器、接口等模塊，可以在Windows窗口中快速編輯計算機程序和.hex文檔，從而極大地提高了開發(fā)效率和質(zhì)量。Keil軟件的最大優(yōu)勢在于它能夠同時使用C語句和匯編來設(shè)計語句，這樣可以充分利用C語句的邏輯結(jié)構(gòu)清晰易懂的特點，大大提高程序設(shè)計的效率。此外，keil還可以在重要的地方嵌入?yún)R編，使得程序設(shè)計的執(zhí)行結(jié)果既能實現(xiàn)語句設(shè)計的效果，又能實現(xiàn)程序設(shè)計的執(zhí)行效果，從而實現(xiàn)了將兩種編程語言的實現(xiàn)方式有機結(jié)合，從而提升了程序設(shè)計的效率和質(zhì)量。Keil軟件已經(jīng)成為了行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。KEIL軟件系統(tǒng)是一種經(jīng)典的集成化開發(fā)工作環(huán)境，它可以支持多種通用單片機控制器，并且采用C編程語言進行設(shè)計，用戶界面設(shè)計簡潔友好，具有良好的清潔度和易用性，可使開發(fā)更加有效、便捷，從而大大提高了研發(fā)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。C語言已經(jīng)成為了許多工程師、學(xué)員和教師們最喜愛的集成化開發(fā)環(huán)境，因為它具有強大的執(zhí)行能力和簡單易懂的特點，所以它成為單片機技術(shù)領(lǐng)域開發(fā)人員的首選語言。Keil界面如圖4-6所示，具有良好的用戶體驗。圖4-11Keil界面4.11設(shè)計過程在打開軟件后，為了創(chuàng)建新的項目，應(yīng)該使用C語言和Windows（Windows界面），并選擇NET框架（窗口應(yīng)用）。項目可以自由命名，但最好不要放在c盤上?？蚣軕?yīng)該選擇反應(yīng)速度較快的如圖4-7所示。圖4-12創(chuàng)建界面主要步驟描述：首先，左邊有一個編輯工具箱，它可以用來對原始創(chuàng)建的按鍵進行補充，例如Label標(biāo)題，Text可以改變字體大小，F(xiàn)otecolor可以調(diào)整字體顏色，只需要將按鍵設(shè)計成自己想要的樣子就可以了。TEXTBOX是一個可以編輯病床號的文本框，它可以輕松調(diào)節(jié)，使用起來十分方便。此外，textbox下面還有一個串口，可以與單片機進行通訊，雙擊頁面可以對程序進行調(diào)整，從而更好地控制軟件。點擊上面的啟動按鈕，就可以跳轉(zhuǎn)到設(shè)計好的頁面，直接開始編寫。4.8本章小結(jié)通過軟件調(diào)試，可以檢查軟件是否能夠正常運行，以確保硬件和各個模塊的正常運行。如果軟件能夠正常運行，則說明軟件設(shè)計部分沒有問題。為了驗證軟件的功能，需要對各個模塊進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)有些模塊無法達到預(yù)期的功能，應(yīng)該檢查子程序的設(shè)計是否有問題，然后檢查主程序是否存在問題，找出問題點并進行修正，以確保軟件的正常運行。通過的軟件調(diào)試，成功地實現(xiàn)了本次設(shè)計的主要功能。

第五章系統(tǒng)調(diào)試經(jīng)過精心的前期研究，已經(jīng)成功地完成了所有集成電路模塊的基本原理設(shè)計，并繪制出了詳細(xì)的原理圖，進行了實際的開發(fā)和調(diào)試。（1）請務(wù)必仔細(xì)檢查印刷線，確保它們完好無損，沒有任何斷線、毛刺、粘連、脫落或過孔等缺陷，以確保印刷品質(zhì)。（2）為了確保系統(tǒng)的正常運行，需要對所有的連接進行嚴(yán)格的檢查。會使用萬用表來檢驗所有的連接，以便確認(rèn)是否存在問題。還會對所有的供電線路進行詳盡的檢查，以便發(fā)現(xiàn)任何問題，并進行及時的處理。在接通電源后，應(yīng)立即用手感覺芯片是否已經(jīng)過熱。如果是，應(yīng)立即關(guān)閉電源，并進行進一步的檢查。如果沒有過熱，應(yīng)檢查VCC端的電流是否符合設(shè)計，以及接電端是否已經(jīng)完全連接。5.1焊接調(diào)試與傳統(tǒng)的量產(chǎn)產(chǎn)品生產(chǎn)方式不同，本次設(shè)計采用了更加先進的技術(shù)，即采用自動化的焊接技術(shù)來完成元件的測試和維護。焊接技術(shù)對于整個設(shè)計的成功至關(guān)重要，一旦出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)就無法正常運行。本文將詳細(xì)闡述手工焊接的4個關(guān)鍵步驟REF_Ref3338\r\h[18]。首先，應(yīng)該仔細(xì)地清潔手工焊接的特定部位，以去除污漬和灰塵。然后，應(yīng)該拉扯元件的邊緣，避免它們相互粘連，從而避免焊接失敗。在焊接過程中，需要使用電烙鐵來完成這一步。經(jīng)過精心的準(zhǔn)備，現(xiàn)在，正式開始了為手動焊接而采取的措施：首先，利用先前介紹的電烙鐵，把焊接的錫絲放入鍋中，讓它熔化，然后再調(diào)節(jié)好加熱的溫度，以免影響最終的焊縫質(zhì)量。此外，為了確保最終的質(zhì)量，還必須特別關(guān)注錫絲的熔煉速率，以免出現(xiàn)熔斷的情況，從而影響最終的焊縫質(zhì)量。當(dāng)采用人工焊接技術(shù)時，應(yīng)該根據(jù)每種焊接材料的特性，采取針對性的措施，以確保每種材料的最佳性能。只有當(dāng)每種材料的特性相近時，才能保證每種材料的最佳性能，從而避免由于材料特性而導(dǎo)致的各種缺陷。通常，當(dāng)使用電烙鐵來完成焊接操作時，都會調(diào)節(jié)其溫度至四百攝氏度，并且在加熱錫絲的時候，盡量保持兩秒鐘的短暫。但是，當(dāng)使用手動焊接來完成特殊的任務(wù)，比如拆除或者更換零件，則必須同樣地調(diào)節(jié)其加熱的時長。通過采取適當(dāng)?shù)牟僮鳎绮捎煤附渝a絲來修復(fù)表層，以達到平整的狀況，再利用電烙鐵來提供適當(dāng)?shù)募訜?。此外，還需注意控制好加熱的時機、溫度，以及選擇合適的元器件，以免造成不必要的破壞。手動焊接技術(shù)極具挑戰(zhàn)，因為它既不能滿足的快速、精確的要求，也不能保證能夠達到最佳的效果。因此，為了確保焊接質(zhì)量，必須仔細(xì)檢查和維護，并且確保所有的部分都能夠正確地連續(xù)地完成，從而保證最終的設(shè)計任務(wù)的順利實施。由于某些小的缺陷，它們往往導(dǎo)致極大的危害，尤其是當(dāng)使用的錫絲未經(jīng)檢驗，而且未經(jīng)充分的處理，就會導(dǎo)致手工焊接的部位缺乏完美的平整度，從而使得部分零部件受到破壞。因此，為了確保焊接質(zhì)量，應(yīng)該采取補充錫的措施，讓接頭變得更加平整、光潔。然而，當(dāng)補充的錫的數(shù)量不足以滿足實際的需求時，它將不得不被用于將其它的部分連接起來，從而造成整個焊接過程的失敗。當(dāng)采用電烙鐵進行焊接操作時，第二種問題通常會發(fā)生：由于熔點不足，導(dǎo)致熔點過多，無法滿足要求。為此，應(yīng)該采取措施，比如利用專業(yè)的清洗劑，對熔點進行清洗，并進行精確的清理。在完成了三項焊接任務(wù)之后，最重要的一步便是對焊接結(jié)果進行詳細(xì)檢查，以確保焊點的質(zhì)量，并確保焊接部位與其他部位之間沒有任何連接。此外，還需要參考圖5-1了解焊接原理。圖5-1此次設(shè)計原理圖首先安裝一個插頭，然后安裝一個晶振器和一個復(fù)位器。請您ACK一下OLED液晶顯示屏的安裝位置，并把它安裝到P0口。然后，請使用一根導(dǎo)線把顯示屏與其他部件相聯(lián)。在這句話中，首先要對每一塊傳感器模塊進行焊接，包括人體紅外濃度傳感器、WIFI模塊和電源電路。然后，使用導(dǎo)線把這些模塊按照電路圖連接在一起，以避免發(fā)生短路。還要使用STM32單片機，并使用燒錄器對已經(jīng)編寫的軟件進行燒錄，然后把它們插入插排中。使用5V直流電源，打開電源，檢查OLED液晶顯示屏的顯示情況，若顯示良好，表示電源已經(jīng)連接成功，接著檢查其它傳感器的運行情況，看看顯示屏上的輸出，若顯示良好，表示電源已經(jīng)連接成功，接著可以查看故障原因，并進行進一步的排查和處理。5.2軟件調(diào)試Keil5是一款具備卓越表現(xiàn)的編譯器，能夠與C編碼兼容，具備強大的實現(xiàn)能力、精致的架構(gòu)、良好的可視化、靈活的編輯能力，并且具備良好的可擴展性，能夠輕松地實現(xiàn)匯編編寫。此外，Keil還擁有C翻譯、宏匯編、連接、庫管理等多種實現(xiàn)模塊，能夠讓編寫過程更為輕松、便捷。Keil可以為您提供一個完美的解決方案，不管您的編碼水平如何，Keil提供了一個高度靈活的集成平臺REF_Ref32455\r\h[3]，以及一系列可靠的模擬與測試功能，從而大大提高了您的編碼效率。在完成硬件制作之后，軟件制作也不可忽視，它是實現(xiàn)電路功能的基礎(chǔ)，是實現(xiàn)最終目標(biāo)的重要組成部分。在這次畢業(yè)設(shè)計中，我獲得了寶貴的經(jīng)驗：（1）為了確保程序的準(zhǔn)確性，建議在開始使用C語言時，對其中的一些句子進行嚴(yán)格的審查。例如，查看是否存在括號混淆或者缺少分號的情況。通過仔細(xì)的審查，就能夠找到這些問題，并采取相應(yīng)的措施來糾正。。（2）在編譯過程中，如果發(fā)現(xiàn)語法錯誤，應(yīng)立即采取措施，進行人工檢查，以確保程序的準(zhǔn)確性。在檢查過程中，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)搜索程序中的錯誤，并從上至下逐一糾正。特別要注意的是，有時候提示出錯的行并非真實的錯誤，因此，應(yīng)當(dāng)將其移至上行，以便更好地查明原因REF_Ref764\r\h[19]。（3）如果沒有發(fā)生任何語言和邏輯問題，那么就可以把這些代碼下載并發(fā)送給單片機，讓他們自動完成調(diào)試。為此，提出一種由底層向頂層的解決辦案，首先要對各個部件進行詳細(xì)的測試，最終才能把整體運作正常。（4）在將程序插入單片機之后，應(yīng)該認(rèn)真檢查各個組件的運行情況，以確保它們能夠正常工作。如果發(fā)現(xiàn)它們無法正常運行，應(yīng)該進一步檢查程序中的模板，并且在必要的情況下，從上到下進行重新檢查。5.3硬件調(diào)試在這項設(shè)計中，主控部分發(fā)揮了非常重要的作用。除了作為整體的核心，在進行硬件測試的同時，還遭遇了一些挑戰(zhàn)。例如，當(dāng)插入電源后，液晶顯示屏?xí)W爍，但并未出現(xiàn)任何信息。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，我采取了一些措施。（1）首先，使用萬用表仔細(xì)檢查電源，以確保它能夠正常運行；接著，仔細(xì)檢查各個芯片和液晶顯示，以確保它們的電壓和電流都符合規(guī)定；（2）經(jīng)過精確的檢查，發(fā)現(xiàn)電位器存在故障，因此立即更換了一個新的電位器，而當(dāng)液晶顯示器重新接通電源時，顯示結(jié)果完全正常。5.4功能調(diào)試在單片機焊接測試完成之后，需要進行功能調(diào)試，以檢驗軟件的正確性。首先，需要將OLED液晶屏和WIFI進行初始化，OLED液晶屏上應(yīng)當(dāng)顯示“WIFIINIT”，如果這一步?jīng)]有問題，就可以開始測試各個傳感器的功能。OLED顯示屏的兩行顯示，顯示了實時監(jiān)控的一氧化碳含量及其相關(guān)的溫度、濕度、光照強度等信息，并設(shè)定了最高的溫度及濕度，同時，還設(shè)定了最高的溫度，當(dāng)實驗結(jié)束時，OLED液晶顯示屏?xí)@示出相關(guān)的溫濕度及其相關(guān)的溫度、濕度等數(shù)據(jù)。通過OLED液晶顯示屏，用戶可以控制一氧化碳的測量，從而調(diào)整出相應(yīng)的報警閾值。當(dāng)測量到的數(shù)據(jù)高于閾值REF_Ref3475\r\h[20]，用戶只需要把測量到的數(shù)據(jù)拿出來，然后把測量到的數(shù)據(jù)放到人體紅外傳感器的底部，就會發(fā)出相應(yīng)的報警信號。當(dāng)LED報警燈閃爍，并且由WIFI將實況圖像發(fā)送至手機，您就能夠立即查閱并獲取相關(guān)的短息。此外，當(dāng)發(fā)生危險情況時，震動傳感器也會發(fā)出響聲，提醒您及時采取行動。經(jīng)過一番精心的測試，最終實現(xiàn)了全部的功能。首先打開燒錄軟件然后查看端口號如下圖所示：圖5-2燒錄軟件端口號如果您已經(jīng)安裝了所有的驅(qū)動，只需要輸入串口號，即可看到當(dāng)前的串口為3。接著，您可以通過串口ttl來選擇程序的.hex文件，并使用串口助手來進行下載REF_Ref3671\r\h[21]。需要觀察以下幾點：圖5-3燒錄演示為確保當(dāng)前的串行端口與已啟用的端口完全相同，建議使用文字模式的波特率為9600，然后按下快捷鍵即