《基于STM32單片機(jī)的智能室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文答辯稿》2300字

基于STM32單片機(jī)的智能室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文答辯稿各位答辯老師好：我是來(lái)自信息電子學(xué)院的XXX，我的研究課題為：基于STM32單片機(jī)的智能室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。之所以選擇該課題，主要是因?yàn)殡S著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)逐漸進(jìn)入到人們的日常生活中并發(fā)揮著巨大的作用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，打破了人們對(duì)硬件和軟件不能結(jié)合的傳統(tǒng)思維，成為當(dāng)今時(shí)代的熱門(mén)技術(shù)研究之一。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)綜合了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與傳感技術(shù)，目前已在信息產(chǎn)業(yè)、安防、醫(yī)學(xué)、工業(yè)和農(nóng)業(yè)等眾多社會(huì)領(lǐng)域發(fā)揮了極大的作用。伴隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們的傳統(tǒng)生活方式已逐漸發(fā)生改變，人們對(duì)自身居家環(huán)境的要求不僅僅止步于溫飽程度，而是開(kāi)始追求更加現(xiàn)代化智能化的居家環(huán)境，保障自身居住環(huán)境的健康性、舒適性。智能家居是在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上提出來(lái)的，是原有的家居技術(shù)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而形成的更加智能化的技術(shù)，智能家居也為人們理想智能生活提供了無(wú)限的可能。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)掀起了一股智能家居熱潮，智能家居的概念也逐漸進(jìn)入大眾視野。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)和“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略的實(shí)施，傳統(tǒng)制造業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，大力發(fā)展智能制造成為企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要途徑，國(guó)家也出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)措施支持智能家居產(chǎn)業(yè)，2017年，國(guó)家六大重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域的示范工程之中，智能家居就位列其中。就目前國(guó)民家居生活來(lái)看，足不出戶已然成為一種嶄新的生活方式，特別是如今新冠疫情形式還是較為嚴(yán)峻的情況之下，擁有一個(gè)健康、舒適的居家環(huán)境是必不可少的。以較為便捷的STM32單片機(jī)為主控器，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)，在外圍加入多種傳感器，通過(guò)傳感器等相關(guān)裝置組合，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)環(huán)境的監(jiān)控，如溫度、濕度、空氣質(zhì)量、有害氣體濃度等，讓用戶及時(shí)做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)和控制，有效保障人體健康安全，家居環(huán)境的健康和舒適。因此，研究和開(kāi)發(fā)智能室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)，本身就具有一定的理論意義和實(shí)踐意義。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是（1）設(shè)計(jì)要求使用STM32單片機(jī)做為系統(tǒng)的主控核心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和發(fā)送功能。（2）通過(guò)CO傳感器模塊，實(shí)現(xiàn)采集CO濃度數(shù)值功能。整體的CO傳感器數(shù)據(jù)采集程序主要包括初始化MQ-7傳感器，發(fā)送信號(hào)啟動(dòng)MQ-7,進(jìn)行A/D（模數(shù)轉(zhuǎn)換），計(jì)算當(dāng)前電壓值，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)得到對(duì)應(yīng)CO濃度。其中CO濃度與MQ-7傳感器輸出電壓成正比，所以通過(guò)計(jì)算當(dāng)前電壓就可以獲取CO濃度。（3）通過(guò)溫濕度傳感器模塊，實(shí)現(xiàn)采集溫濕度功能。溫度在20~26℃之間，相對(duì)濕度在40~60％為適宜環(huán)境，并且為保證室內(nèi)環(huán)境的舒適性與健康性。（4）通過(guò)PM2.5傳感器模塊，實(shí)現(xiàn)采集PM2.5濃度數(shù)值。PM2.5傳感器模塊電路使用GP2Y1051AU0F傳感器，然后采用串口通信與STM32連接，PM2.5傳感器數(shù)據(jù)采集程序主要包括串口初始化、接收數(shù)據(jù)、發(fā)送數(shù)據(jù)至串口、單片機(jī)獲取數(shù)據(jù)。（5）通過(guò)LCD顯示模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示功能，LCD1602液晶顯示屏在系統(tǒng)中主要是負(fù)責(zé)將已經(jīng)經(jīng)過(guò)主控核心處理的三大傳感器模塊采集到的模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)都輸出為數(shù)字信號(hào)，然后直觀呈現(xiàn)給用戶。（6）通過(guò)GSM報(bào)警模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)值超標(biāo)警報(bào)功能，GSM模塊電路功能是在檢測(cè)到溫度、濕度、CO、PM2.5四個(gè)環(huán)境數(shù)據(jù)中的任一個(gè)數(shù)據(jù)超過(guò)設(shè)置的上限值，STM32主控核心就會(huì)通過(guò)SIM800L模塊發(fā)送報(bào)警信息到設(shè)定的手機(jī)號(hào)上。具體的硬件裝置主要分為六個(gè)基本模塊，分別是采用STM32芯片作為該嵌入式系統(tǒng)核心處理器的主控模塊，對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的三大傳感器模塊（CO傳感器模塊、溫、濕度傳感器模塊、PM2.5傳感器模塊），PM2.5傳感器模塊，直觀顯示STM32轉(zhuǎn)換后的數(shù)字化環(huán)境數(shù)據(jù)的LCD模塊，以及數(shù)值超標(biāo)會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警和發(fā)送報(bào)警短信到用戶手機(jī)的GSM報(bào)警模塊。硬件的總體設(shè)計(jì)也是圍繞著這六個(gè)基本模塊及預(yù)想實(shí)現(xiàn)功能而展開(kāi)，明確主控芯片和各個(gè)傳感器以及其他所需器件的類別型號(hào)，并采用模塊化硬件電路設(shè)計(jì)，其中主要包括主控芯片電路、三大傳感器電路、GSM模塊電路、蜂鳴器報(bào)警電路、LCD液晶顯示電路、按鍵設(shè)置電路及供電電路等。圖2-1系統(tǒng)硬件總體框架軟件方面：對(duì)STM32和外設(shè)傳感器進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。在上一章的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)采用了模塊化硬件設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)思路也跟上一章的設(shè)計(jì)思路類似。本系統(tǒng)的模塊化軟件設(shè)計(jì)主要包括主程序、溫、濕度傳感器的數(shù)據(jù)采集、CO傳感器的數(shù)據(jù)采集、PM2.5傳感器的數(shù)據(jù)采集、LCD顯示、GSM模塊短信發(fā)送、蜂鳴器報(bào)警和按鍵設(shè)置等基本程序的設(shè)計(jì)，并且采用模塊化程序設(shè)計(jì)也可以方便檢查修改在后續(xù)調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題與不足。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)使用的是KeiluVision5來(lái)進(jìn)行編寫(xiě)。最后通過(guò)系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)，分別從系統(tǒng)測(cè)試的實(shí)驗(yàn)思路和目的、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行詳述、分析，通過(guò)完整、全面的系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果分析來(lái)驗(yàn)證系統(tǒng)最終的可行性和準(zhǔn)確性。通過(guò)本次研究設(shè)計(jì)智能室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)雖然已經(jīng)達(dá)到預(yù)期的功能效果并且擁有一定的創(chuàng)新和優(yōu)勢(shì)，但由于個(gè)人能力以及設(shè)計(jì)時(shí)間有限等其他因素限制，系統(tǒng)還是存在些許不足，有待進(jìn)一步的改進(jìn)和完善，所以對(duì)智能室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的后續(xù)研究工作也提出了具體的展望：系統(tǒng)使用了溫濕度傳感器、CO傳感器、PM2.5傳感器來(lái)采集室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)，但系統(tǒng)可以繼續(xù)接入更多的傳感器，比如接入紅外傳感器來(lái)檢測(cè)對(duì)否有人員入侵或系統(tǒng)與空調(diào)、電視機(jī)等家電連接來(lái)檢測(cè)室內(nèi)電器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)等，讓系統(tǒng)擁有更多、更全面的功能。系統(tǒng)的供電是通過(guò)USB直流供電，一旦停電就不能繼續(xù)支持系統(tǒng)正常工作，所以可以為系統(tǒng)配備電池，確保在室內(nèi)斷電情況下系統(tǒng)依舊可以正常使用。系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)雖然讓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基本的功能，但如果想要系統(tǒng)功能更加豐富、全面，后臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)仍然需要較大的改進(jìn)。SIM800L模塊在通電正常、信號(hào)