设计说明书部分资料如下
设计摘要：
本论文设计了一种基于Lora技术的园区消防监测及上位机系统，旨在通过多种传感器实时监测园区内的温度、烟雾和可燃气体浓度，并通过Lora模块实现数据的无线传输。系统由从机和主机两部分组成，从机负责采集环境数据，主机负责接收数据并进行处理和显示。主机通过按键设置报警阈值，当监测数据超过预设阈值时，系统会通过蜂鸣器发出警报，并通过WiFi模块将数据传输到手机，实现远程监控。本设计不仅提高了园区消防监测的实时性和准确性，还增强了系统的智能化和便捷性，具有广泛的应用前景。
关键词：Lora技术，园区消防监测，温度传感器，烟雾传感器，可燃气体传感器，远程监控
字数：13000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着城市化进程的加快，园区规模不断扩大，消防安全问题日益突出。传统的消防监测系统存在布线复杂、维护成本高、实时性差等问题，难以满足现代园区的需求。基于Lora技术的园区消防监测系统，通过无线通信技术实现数据的实时传输，减少了布线成本和维护难度，提高了监测的实时性和准确性。此外，系统通过WiFi模块实现远程监控，方便管理人员及时了解园区消防状况，采取相应措施，具有重要的实际意义。
1.2 国内外研究现状
在国内外，基于无线通信技术的消防监测系统研究已取得一定进展。国外研究主要集中在Lora、ZigBee等无线通信技术的应用上，如美国某公司开发的基于Lora的智能消防系统，能够实时监测温度、烟雾和可燃气体浓度，并通过云平台实现远程监控。国内研究则更多关注系统的集成和优化，如某高校开发的基于ZigBee的消防监测系统，通过多种传感器实现环境参数的实时监测，并通过上位机进行数据处理和显示。然而，现有研究在系统的稳定性和功耗方面仍存在不足，未来需要进一步优化和改进。
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
本设计采用Lora技术实现园区消防监测及上位机系统。从机通过温度传感器、烟雾传感器和可燃气体传感器采集环境数据，并通过Lora模块将数据传输到主机。主机通过Lora模块接收数据，并通过按键设置报警阈值，当监测数据超过预设阈值时，系统会通过蜂鸣器发出警报。主机还通过OLED显示屏实时显示获取的数据，并通过WiFi模块将数据传输到手机，实现远程监控。系统设计简洁高效，能够满足园区消防监测的实际需求。
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温度检测方案的选择
2.6 烟雾传感器（MQ-2）的选择
方案1：MQ-2烟雾传感器
方案2：MQ-7一氧化碳传感器
方案3：MQ-135空气质量传感器
最终选择MQ-2烟雾传感器的原因
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
本设计基于Lora技术，构建了一个园区消防监测及上位机系统。系统由从机和主机两部分组成。从机通过温度传感器、烟雾传感器和可燃气体传感器实时采集环境数据，并通过Lora模块将数据传输至主机。主机接收数据后，通过按键阈值判断是否触发报警，并通过OLED显示屏实时显示数据。此外，主机通过WiFi模块与手机连接，实现远程监控功能。该系统设计简洁高效，能够有效提升园区消防监测的实时性和可靠性，确保园区安全。
3.2 主控电路设计
3.2.1 STM32F103单片机
3.3 显示模块
3.4 DS18B20检测温度模块
- 基本特性
- 应用领域
- 工作原理
- 通信协议
- 优势与不足
3.5可燃气体传感器（MQ-7）模块
3.6 烟雾传感器（MQ-2）模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主机主程序流程设计
4.3 主机按键函数流程设计
4.4 主机显示函数流程设计
4.5 主机处理函数流程设计
4.6 从机主函数流程设计
图4-7 从机主函数流程图
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 上电显示测试
5.3 WIFI连接实物测试
5.3 设置温度阈值实物测试
5.4 设置烟雾阈值实物测试
5.5 设置可燃气体阈值实物测试
5.6 测试报警功能实物测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2上电显示仿真测试
6.3设置温度阈值仿真测试
6.4 设置烟雾阈值仿真测试
6.5 设置可燃气体阈值仿真测试
6.6WIFI连接查看数据仿真测试
结 论
参考文献
致 谢
1 、引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着城市化进程的加快和物联网技术的迅猛发展，智能城市概念逐渐成为现实。智能路灯作为智能城市的重要组成部分，其智能化管理不仅能够提高城市照明系统的效率和可靠性，还能显著降低能耗和维护成本。传统的路灯系统通常采用定时开关或手动控制，无法根据实际环境光照和交通流量进行动态调节，导致能源浪费和维护不便。近年来，随着微控制器技术的发展，特别是STM32系列单片机的广泛应用，为智能路灯控制系统的设计提供了强大的硬件支持。STM32单片机具有高性能、低功耗和丰富的外设接口，非常适合用于嵌入式系统的设计。此外，物联网技术的普及使得路灯系统能够实现远程监控和数据传输，进一步提升了系统的智能化水平。智能路灯系统能够根据环境光照自动调节亮度，避免不必要的能源浪费，从而实现节能减排的目标。通过物联网技术，路灯系统可以实现远程监控和管理，减少人工巡检的频率，提高管理效率。系统能够实时监测路灯状态，并在故障发生时及时报警，减少因故障导致的照明中断，提高系统的可靠性。通过4G模块将数据上传至云平台，可以对路灯的使用情况进行大数据分析，优化照明策略，进一步提升系统的能效。智能路灯作为智能城市的重要组成部分，其成功应用将为其他智能设施的建设提供参考和借鉴，推动智能城市的全面发展。综上所述，基于STM32的物联网智能路灯控制系统设计具有重要的实际意义，不仅能够提升城市照明系统的智能化水平，还能为智能城市的建设提供有力支持。
1.2 国内外研究现状
在国内，随着智能城市建设的推进，智能路灯系统的研究与应用逐渐成为热点。许多高校和科研机构开展了基于物联网和嵌入式技术的智能路灯控制系统研究，如清华大学、上海交通大学等。这些研究主要集中在系统的硬件设计、通信协议、能效优化和故障诊断等方面。例如，清华大学开发了一种基于Zigbee和LoRa技术的智能路灯系统，实现了低功耗和长距离通信。上海交通大学则利用深度学习算法对路灯的能耗进行预测和优化。此外，国内一些企业如华为、中兴等也在积极布局智能路灯市场，推出了基于5G和边缘计算的智能路灯解决方案。
在国外，智能路灯的研究起步较早，技术相对成熟。欧美国家在智能路灯系统的标准化和商业化方面取得了显著进展。例如，美国加州的圣地亚哥市通过与通用电气合作，部署了全球最大的智能路灯网络，利用LED照明和物联网技术实现了高效能管理和实时监控。欧洲的许多城市如阿姆斯特丹、巴塞罗那等也在积极推进智能路灯项目，利用传感器和数据分析技术优化路灯管理。此外，国际标准化组织如IEEE和ISO也在制定相关标准，推动智能路灯技术的全球应用。
总体来看，国内外在智能路灯领域的研究都取得了显著成果，但仍存在一些挑战，如系统的兼容性、数据安全和隐私保护等问题。未来，随着技术的不断进步和应用场景的扩展，智能路灯系统将在智能城市建设中发挥越来越重要的作用。
1.3 课题主要内容
本设计是基于STM32的智能监控系统，主要实现以下功能：
1.可通过光敏电阻监测当前光照强度
2.可通过当前光照强度自动调整灯光亮度
3.可通过光敏电阻监测路灯故障
4.可通过Lora模块连接主从机
5.可通过显示屏显示当前数据
6.可通4G模块连接云平台
