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基于stm32的火灾报警系统（开源）

article 2024/12/24 11:32:44

功能演示

 

基于stm32的火灾检测系统

简介

这是最近别人让我帮他做的一个毕业设计，总体来说非常简单，半天都不需要就可以实现，我做完之后，打算开源在这里让大家进行学习，我们先看一下他的任务书吧:

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。

 硬件资料

#DescriptionCommentQuantity
1STM32F103C8T6最小系统板/1
20.96寸OLED屏幕/1
3MQ2烟雾传感器MQ21
4温度传感器DS18B201
5火焰传感器3线1
6有源蜂鸣器HYT-12051
7三极管SS80501
8发光二极管LED_TH-R_3mm1
9电阻 4.7KR06031
10电阻 1KR06031
11排母 3PPM254-1-03-Z-8.52
12排母 4PPM254-1-04-Z-8.52
13排母 2*4P2.54mm,2×4Doublerowfemale1
14排母 20PPM254-1-20-Z-8.52
15esp826601s1

PCB图以及原理图 

 

软件分析 

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、引用相关驱动的头文件，定义好相关的变量以及宏，声明好定义的函数

#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

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();

 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

 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);

 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();

6、进入循环，开始不断执行循环中的内容，也就是项目的重点部分。

7、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;

}

}

 8、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);

}

}

 9、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

}

10、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，但是为了配置网络步骤的完整性，这里还是添加上去了。

具体源码

 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);
	}
	OLED_Clear();
	
	/*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();
	
	/*一件配网模式*/
	gizwitsSetMode(2);
	
	/*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_ShowF16x16(1,3,1);
	OLED_ShowChar(1,5,':');
	OLED_ShowF16x16(1,10,6);
	
	//烟雾:   ppm
	OLED_ShowF16x16(2,1,2);
	OLED_ShowF16x16(2,3,3);
	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);
		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;
	}
		
}

总结

其实你只要学过一点stm32，以上资料完全够你手动复刻，去购买我硬件清单的对应模块，然后找到商家要驱动代码，移植到你的工程，然后调用相应的函数到我给你的main.c里面，关于网络配置这一块，读者需要自己去查阅机智云官方的指导书进行学习，不过其实这个项目将联网这几个函数删掉也完全可以，联网只是为了让这个项目高级那么一点罢了，只要看懂我这些，自己去找对应模块代码移植，这个项目就可以轻而易举的复刻出来了，希望我这篇文章可以帮助到你，如果需要完整的工程，可以私信我。


http://www.kler.cn/a/382129.html

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