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设计说明书部分资料如下
设计摘要：
随着人们生活水平的不断提高，对家庭安全的重视程度也日益增强。可燃气体作为家庭生活中常见的能源，如天然气、液化气等，在给人们带来便利的同时，也存在着一定的安全隐患。一旦发生泄漏，可能引发火灾、爆炸等严重事故，对人们的生命财产安全造成巨大威胁。因此，设计并实现一种基于 WIFI 的家用可燃气体监控系统具有重要的现实意义。
本设计旨在开发一种高效、可靠的家用可燃气体监控系统，通过实时监测家庭环境中的可燃气体浓度，及时发出警报，保障家庭安全。该系统主要由传感器模块、微控制器模块、WIFI 通信模块、报警模块和电源模块组成。
传感器模块采用高性能的可燃气体传感器，能够准确检测家庭环境中的可燃气体浓度。传感器将检测到的浓度信号转换为电信号，传输给微控制器模块进行处理。微控制器模块是整个系统的核心，负责接收传感器模块传来的信号，进行数据处理和分析。当可燃气体浓度超过设定的安全阈值时，微控制器模块将触发报警模块发出警报。
WIFI 通信模块实现了系统与用户手机或其他智能设备的连接。用户可以通过手机 APP 实时查看家庭环境中的可燃气体浓度，接收警报信息，并对系统进行远程控制。例如，用户可以在外出时通过手机 APP 随时了解家中的可燃气体情况，一旦发生泄漏，能够及时采取措施。
报警模块包括声音报警和灯光报警两种方式。当可燃气体浓度超过安全阈值时，系统将发出响亮的声音警报和闪烁的灯光警报，提醒用户及时采取措施。同时，报警模块还可以与家庭智能安防系统联动，实现更加全面的安全防护。
电源模块为整个系统提供稳定的电源供应。考虑到家庭使用的便利性和安全性，电源模块采用可充电电池和外接电源两种供电方式。在正常情况下，系统使用外接电源供电；当发生停电等紧急情况时，系统自动切换为可充电电池供电，确保系统的正常运行。
本设计的家用可燃气体监控系统具有以下几个显著特点：
首先，实时监测功能。系统能够实时检测家庭环境中的可燃气体浓度，并将数据通过 WIFI 通信模块传输给用户手机或其他智能设备，让用户随时了解家中的安全状况。
其次，报警及时准确。当可燃气体浓度超过安全阈值时，系统能够迅速发出警报，提醒用户及时采取措施。报警方式多样，包括声音报警和灯光报警，确保用户能够及时察觉。
再者，远程控制功能。用户可以通过手机 APP 对系统进行远程控制，实现对家庭可燃气体的实时监控和管理。例如，用户可以在外出时远程关闭燃气阀门，防止泄漏事故的发生。
最后，安装方便，使用简单。系统采用无线通信技术，无需布线，安装方便快捷。同时，系统的操作界面简洁明了，用户只需通过手机 APP 即可轻松完成对系统的设置和控制。
总之，基于 WIFI 的家用可燃气体监控系统的设计与实现，为家庭安全提供了一种有效的保障措施。该系统具有实时监测、报警及时准确、远程控制、安装方便等优点，能够满足家庭用户对可燃气体安全监控的需求。相信在未来的家庭安全领域，这种基于 WIFI 的家用可燃气体监控系统将会得到更加广泛的应用。
关键词：单片机；温度采集模块；人机交互；烟雾浓度传感器；OLED12864；WIFI模块
字数：16000+
目录：
设计说明书
合肥特纳斯科技有限公司
摘 要
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
本设计以STM32单片机为核心控制器，加上其他的模块一起组成基于WIFI的家用可燃气体监控系统的整个系统，分为主从机两大部分，都包含中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了STM32单片机，其主要作用是获取输入部分数据，经过内部处理，控制输出部分
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
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.3 显示模块
3.4 烟雾传感器
3.6 WIFI模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键功能图
4.4 显示函数流程图
4.5 处理函数流程图
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2信息显示
5.3 阈值设置
5.4 云智能APP测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2 信息显示
6.3 阈值设置
6.4 WIFI串口测试
结 论
参考文献
致 谢
1 、引 言
1.1 选题背景及实际意义
一、选题背景
家庭能源安全需求
随着城市化进程的加快和人们生活水平的提高，天然气、液化气等可燃气体在家庭中的使用越来越广泛。这些可燃气体为人们的生活带来了便利，但同时也存在着一定的安全隐患。由于管道老化、设备故障、人为操作不当等原因，可燃气体泄漏事故时有发生，严重威胁着人们的生命财产安全。因此，开发一种有效的家用可燃气体监控系统，对于保障家庭能源安全具有重要的现实意义。
智能化家居发展趋势
近年来，智能化家居技术得到了快速发展，人们对家居环境的安全性、舒适性和便捷性提出了更高的要求。基于 WIFI 的智能设备可以实现远程控制和实时监测，为人们提供了更加便捷的生活方式。将 WIFI 技术应用于家用可燃气体监控系统，可以实现对可燃气体浓度的实时监测和远程报警，提高家庭安全防范水平。
无线通信技术的普及
随着无线通信技术的不断发展和普及，WIFI 网络已经覆盖了大部分家庭和公共场所。利用 WIFI 网络进行数据传输，可以避免传统有线监控系统布线复杂、成本高的问题，同时也提高了系统的灵活性和可扩展性。此外，WIFI 技术具有传输速度快、稳定性好等优点，可以满足家用可燃气体监控系统对数据传输的要求。
二、实际意义
保障家庭生命财产安全
家用可燃气体监控系统可以实时监测家庭环境中的可燃气体浓度，当浓度超过安全阈值时，系统会及时发出报警信号，提醒用户采取相应的措施，如关闭燃气阀门、打开窗户通风等。这样可以有效地避免可燃气体泄漏引发的火灾、爆炸等事故，保障家庭生命财产安全。
提高家庭能源管理水平
通过对可燃气体浓度的实时监测，用户可以了解家庭能源的使用情况，及时发现燃气泄漏等问题，采取相应的措施进行处理。同时，系统还可以与智能家居设备进行联动，实现对燃气设备的远程控制，提高家庭能源管理水平。
推动智能化家居发展
基于 WIFI 的家用可燃气体监控系统是智能化家居的重要组成部分，它的出现为智能化家居的发展提供了新的思路和方向。通过将可燃气体监控系统与其他智能家居设备进行集成，可以实现更加智能化的家居环境控制，提高人们的生活质量。
促进相关产业发展
家用可燃气体监控系统的设计与实现涉及到传感器技术、无线通信技术、嵌入式系统开发等多个领域，它的发展可以带动相关产业的发展，如传感器制造、无线通信设备生产、软件开发等。同时，随着市场需求的不断增加，家用可燃气体监控系统的产业规模也将不断扩大，为经济发展做出贡献。
总之，基于 WIFI 的家用可燃气体监控系统的设计与实现具有重要的选题背景和实际意义。它不仅可以保障家庭生命财产安全，提高家庭能源管理水平，推动智能化家居发展，还可以促进相关产业的发展。相信在未来的发展中，家用可燃气体监控系统将会得到更加广泛的应用和推广。
1.2 国内外研究现状
随着人们对家庭安全的重视程度不断提高，基于 WIFI 的家用可燃气体监控系统的研究与开发日益受到关注。目前，国内外在这一领域已经取得了一定的研究成果。
一、国外研究现状
在国外，许多国家对家庭可燃气体安全问题高度重视，相关技术的研究起步较早。
技术创新方面
传感器技术：国外研发出了多种高精度、高灵敏度的可燃气体传感器，能够准确检测出极低浓度的可燃气体。例如，采用先进的半导体传感器技术和催化燃烧传感器技术，大大提高了检测的准确性和可靠性。
通信技术：WIFI 通信技术在国外的应用较为成熟，与可燃气体监控系统的结合也更加紧密。通过优化通信协议和算法，实现了更稳定、高效的数据传输，确保用户能够及时收到报警信息。
智能控制技术：国外的监控系统普遍具备智能化的特点，能够根据检测到的可燃气体浓度自动采取相应的控制措施。例如，当浓度超过一定阈值时，系统可以自动关闭燃气阀门，启动通风设备等。
产品应用方面
市场上已经出现了许多功能强大的家用可燃气体监控产品。这些产品不仅具有准确的检测功能，还具备美观的外观设计和便捷的安装方式。例如，一些产品采用无线设计，用户可以轻松地将其安装在家庭的各个角落，无需复杂的布线。
与智能家居系统的融合：国外的可燃气体监控系统往往与智能家居系统进行深度融合，实现了更加智能化的家庭安全管理。用户可以通过智能手机、平板电脑等设备远程监控家庭的可燃气体情况，并与其他智能设备进行联动，如在检测到可燃气体泄漏时自动关闭门窗、启动空气净化器等。
二、国内研究现状
在国内，随着科技的不断进步和人们对家庭安全需求的增加，基于 WIFI 的家用可燃气体监控系统的研究也取得了显著进展。
技术创新方面
传感器国产化：国内企业加大了对可燃气体传感器的研发投入，逐渐实现了传感器的国产化。虽然在技术水平上与国外还有一定差距，但在性能和价格方面具有一定的优势。
通信技术优化：国内研究人员针对 WIFI 通信在可燃气体监控系统中的应用进行了深入研究，通过改进通信协议和信号处理算法，提高了数据传输的稳定性和可靠性。同时，也在探索其他无线通信技术与可燃气体监控系统的结合，如 ZigBee、蓝牙等。
软件功能开发：国内的监控系统软件功能不断丰富，除了基本的可燃气体检测和报警功能外，还增加了数据分析、历史记录查询、远程控制等功能。用户可以通过手机 APP 随时随地查看家庭的可燃气体情况，并对监控系统进行远程设置和操作。
产品应用方面
市场需求增长：随着人们安全意识的提高，国内市场对家用可燃气体监控系统的需求不断增长。越来越多的家庭开始安装可燃气体监控设备，以保障家庭的安全。
政策推动：政府部门也出台了一系列政策，鼓励和支持可燃气体监控系统的研发和应用。例如，一些地方政府要求新建住宅必须安装可燃气体报警装置，这为监控系统的推广应用提供了有力的政策支持。
三、国内外研究对比
与国外相比，国内在基于 WIFI 的家用可燃气体监控系统的研究方面还存在一些不足之处。
技术水平方面
传感器技术：国外的传感器在精度、稳定性和寿命方面相对领先，国内传感器在这些方面还有一定的提升空间。
通信技术：虽然国内在 WIFI 通信技术的应用上取得了一定的进展，但与国外相比，在通信的稳定性和抗干扰能力方面还有待提高。
智能控制技术：国外的监控系统在智能控制方面更加成熟，能够实现更加复杂的控制逻辑和联动功能。国内的监控系统在这方面还需要进一步加强研发。
产品质量方面
国外的产品在质量和可靠性方面普遍较高，经过了严格的测试和认证。国内的产品在质量上参差不齐，一些产品存在着稳定性差、误报率高等问题。
市场推广方面
国外的可燃气体监控系统市场较为成熟，消费者对产品的认知度和接受度较高。国内的市场还处于发展阶段，需要进一步加强市场推广和用户教育，提高消费者对产品的认知度和信任度。
四、未来发展趋势
技术融合：随着物联网、人工智能等技术的不断发展，未来的家用可燃气体监控系统将与这些技术进行深度融合，实现更加智能化、自动化的安全管理。例如，通过与人工智能算法的结合，实现对可燃气体泄漏的预测和预警，提前采取防范措施。
多功能集成：未来的监控系统将不仅仅局限于可燃气体的检测和报警，还将集成更多的功能，如火灾检测、空气质量监测、家庭环境监测等，为用户提供更加全面的家庭安全保障。
个性化定制：随着消费者需求的不断变化，未来的监控系统将更加注重个性化定制。用户可以根据自己的需求和家庭环境，选择不同的传感器组合、报警方式和控制逻辑，实现个性化的安全管理。
市场拓展：随着人们对家庭安全的重视程度不断提高，未来的家用可燃气体监控系统市场将不断拓展。不仅在家庭领域，还将在商业、工业等领域得到广泛的应用。
总之，基于 WIFI 的家用可燃气体监控系统的设计与实现是一个具有重要现实意义的研究课题。国内外在这一领域已经取得了一定的研究成果，但仍存在一些不足之处。未来，随着技术的不断进步和市场需求的不断增长，家用可燃气体监控系统将不断发展和完善，为人们的家庭安全提供更加可靠的保障。
1.3 课题主要内容
本设计是基于WIFI的家用可燃气体监控系统的设计与实现，主要实现以下功能：
通过温度传感器检测温度
通过烟雾传感器检测烟雾值
通过可燃气体传感器检测可燃气体值
通过火焰传感器检测是否有火
通过oled显示采集到的数据，实时显示
通过按键设置阈值来判断是否报警
通过WiFi模块连接手机APP，实现远程监控
