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编号：

T2472310M

设计简介：

本设计是基于物联网火灾报警系统，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
通过火焰传感器检测火焰
通过oled显示采集到的数据
通过按键设置阈值来判断是否有火灾，有火灾时蜂鸣器报警，驱动继电器灭火
通过WiFi模块连接手机APP，远程监控

电源： 5V
传感器：温度传感器（DS18B20）、烟雾传感器（MQ-2）、火焰传感器（Fiying）
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：蜂鸣器，继电器
人机交互：独立按键，WiFi模块（ESP8266）

标签：STM32、OLED12864、DS18B20、MQ-2、Fiying、ESP8266

题目扩展：智能灭火系统、基于单片机的火灾报警系统、基于单片机的家居安全系统

基于物联网火灾报警系统：中控部分、输入部分和输出部分。下面分别对这三部分进行概述：

中控部分：
中控部分是系统的核心，采用了STM32单片机作为主控制器。其主要职责是接收来自输入部分的数据，包括温度、烟雾浓度等信息，以及用户通过独立按键设置的阈值。STM32单片机对这些数据进行处理和分析，判断是否达到报警条件。若达到条件，则控制输出部分进行相应的动作，如驱动蜂鸣器报警或更新OLED显示屏上的信息。

输入部分：

• DS18B20温度采集模块：负责实时检测当前环境的温度值，并将数据传输给STM32单片机进行处理。
• MQ-2烟雾传感器：用于检测环境中的油烟浓度，当浓度超过一定范围时，传感器会输出相应的信号，供STM32单片机分析和处理。
• 独立按键：提供用户交互界面，用户可以通过按键进行界面切换、设置温度和烟雾的报警阈值等操作。
• 供电电路：为整个系统提供稳定的5V电源，确保各个模块能够正常工作。

输出部分：

• OLED显示屏：用于显示系统名称、当前温度、烟雾浓度值及其设定的阈值，以及是否检测到火灾等信息。用户可以通过显示屏直观地了解系统的运行状态。
• WIFI模块：实现数据的远程传输，用户可以通过手机APP等移动设备查看系统数据，并远程设置报警阈值。这一功能增强了系统的灵活性和便捷性。
• 蜂鸣器：当温度或烟雾浓度超过设定的阈值时，蜂鸣器会发出报警声，提醒用户注意并采取相应措施。这一功能提高了系统的响应速度和安全性。

实物调试

5.1 电路焊接总图

首先在AD中根据各个模块画出原理图，然后导出PCB进行连线，最后通过嘉立创进行打板。板子到手之后就是焊接过程，第一部分是电源模块，将电源接口、电源开关、1k电阻、两个电容进行滤波和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入Type-C电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排母焊接好后，将OLED显示屏插入排母。第三部分是单片机模块，本次课题使用的是STM32F103系列的单片机。第四部分是复位电路模块，一个复位按键、10uF极性电容、10k电阻为一个模块焊接，构成复位电路。第五部分是两个下载口，由两个排针引出来的。第六部分是温度传感器，用的是DS18B20测得温度。第七部分是独立按键模块。第八部分为蜂鸣器。第九部分烟雾气体检测模块和火焰传感器也是排母焊接好后，将传感器插入排母。第十部分是继电器，。下图5-1为焊接完的整体实物图：

图5-1电路焊接总图

5.2 WiFi模块配网

先把它需要连接网络（注意是2.4G频段的网络）的名称改成大写的英文字母“WIFI”，密码设置为“123456789”,如果是用手机开热点的话，在给电路板通电之前，手机最好处于开热点的界面，特别是苹果手机。一切准备好之后，给电路板通电，WiFi模块上面的蓝色指示灯会闪，说明正在进行联网，在联网过程中OLED显示屏不显示，联上网之后，OLED显示屏开始显示，程序开始运行。如图5-2所示，

图5-2配网图

5.3 气体浓度和温度检测实物测试

如图5-4所示，下图为上电后，此时显示屏显示测得的温度值、烟雾浓度、是否有火焰和模式。

图5-4气体浓度和温度检测实物图

5.3 设置温度阈值实物测试

如图5-5所示，按下第一个按键后，屏幕显示“温度阈值 30”，按第二个按键，温度阈值+1；按第三个按键，温度阈值-1。

图5-5设置温度阈值实物图

5.4 设置烟雾阈值实物测试

如图5-6所示，第二次按下第一个按键后，屏幕显示“烟雾阈值 066”，按第二个按键，烟雾阈值+1；按第三个按键，烟雾阈值-1。

图5-6设置烟雾阈值实物图

5.5 模拟火灾报警实物测试

如图5-7所示，当检测到火焰时，表示发生火灾，控制水泵的继电器工作，蜂鸣器报警；当温度和烟雾浓度大于阈值时，说明有火灾隐患，蜂鸣器报警。

图5-7模拟火灾报警实物图

仿真调试

6.1仿真总体设计

仿真设计总体包括32单片机芯片、OLED显示屏、三个按键、模拟烟雾检测的电位器、模拟火焰传感器的开关、温度传感器、继电器、蜂鸣器和模拟WiFi模块的串口虚拟终端。

图6-1 仿真设计总图

6.2温度检测测试

显示屏第一行显示的就是温度值，在温度传感器的下方有两个红色按钮，鼠标放上去就会看到“+”或“-”的符号，鼠标点击后，温度传感器上的温度值就会进行加或减,显示屏上的温度也会加或减。

图6-2温度调试图

6.3烟雾检测测试

显示屏第二行显示的是烟雾浓度，在模拟气体检测模块的电位器的左边也有两个按钮，鼠标放上去也会看到“+”或“-”的符号，鼠标点击后，对应的烟雾和燃气也会进行加或减,显示屏上的温度也会加或减，但是只点按钮是微调数据，最方便的是鼠标放在电阻上直接上下滑动或点击。

图6-3烟雾或燃气检测测试图

6.4 设置温度阈值仿真测试

如图6-4所示，按下第一个按键后，屏幕显示“温度阈值 30”，按第二个按键，温度阈值+1；按第三个按键，温度阈值-1。

图6-4设置温度阈值仿真图

6.5 设置烟雾阈值仿真测试

如图6-5所示，第二次按下第一个按键后，屏幕显示“设置烟雾阈值 66”，按第二个按键，烟雾阈值+1；按第三个按键，烟雾阈值-1。

图6-5设置烟雾阈值仿真图

6.6 模拟火灾报警仿真测试

如图6-6所示，当检测到火焰时，表示发生火灾，控制水泵的继电器工作，蜂鸣器会报警；当温度和烟雾浓度大于阈值时，说明有火灾隐患，蜂鸣器报警。

图6-6模拟火灾报警仿真图

设计说明书部分资料如下

设计摘要：

本文介绍了一种基于物联网的火灾报警系统设计，该系统以STM32单片机为核心控制器，结合多种传感器和模块，实现了对火灾的实时监测和报警功能。系统主要由中控部分、输入部分和输出部分组成。

中控部分采用STM32单片机，负责数据的采集、处理和控制输出。输入部分包括DS18B20温度采集模块、MQ-2烟雾传感器、独立按键和供电电路。DS18B20用于实时监测环境温度，MQ-2传感器用于检测油烟浓度，独立按键用于界面切换和阈值设置，供电电路为整个系统提供电力支持。

输出部分包括OLED显示屏、WIFI模块和蜂鸣器。OLED显示屏用于显示系统名称、温度和烟雾值及其阈值，以及火灾状态；WIFI模块用于数据传输和远程监控，用户可以通过手机或电脑查看数据并设置阈值；蜂鸣器在温度或烟雾超标时发出报警信号，提醒用户采取相应措施。

该系统设计具有实时性强、可靠性高、操作简便等特点，适用于家庭、工厂、仓库等多种场所的火灾预警和防护。

关键词: 物联网，火灾报警，STM32，DS18B0，MQ-2，OLED显示屏，WIFI，蜂鸣器

字数：10000+

目录：

摘　要

ABSTRACT

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

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

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 DS18B20传感器检测温度模块

3.5 ESP8266-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 按键函数流程设计

4.4 显示函数流程设计

4.5 处理函数流程设计

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

5.2 WiFi模块配网

5.3 气体浓度和温度检测实物测试

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 模拟火灾报警实物测试

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

6.2温度检测测试

6.3烟雾检测测试

6.4 设置温度阈值仿真测试

6.5 设置烟雾阈值仿真测试

6.6 模拟火灾报警仿真测试

结  论

参考文献

致  谢