《基于STM32单片机的智能室内监控系统设计论文答辩稿》2300字

基于STM32单片机的智能室内监控系统设计论文答辩稿各位答辩老师好：我是来自信息电子学院的XXX，我的研究课题为：基于STM32单片机的智能室内监控系统设计。之所以选择该课题，主要是因为随着科学技术的不断创新与发展，物联网逐渐进入到人们的日常生活中并发挥着巨大的作用。物联网技术的出现，打破了人们对硬件和软件不能结合的传统思维，成为当今时代的热门技术研究之一。物联网技术综合了网络通信技术与传感技术，目前已在信息产业、安防、医学、工业和农业等众多社会领域发挥了极大的作用。伴随着科技的进步和经济的飞速发展，人们的传统生活方式已逐渐发生改变，人们对自身居家环境的要求不仅仅止步于温饱程度，而是开始追求更加现代化智能化的居家环境，保障自身居住环境的健康性、舒适性。智能家居是在物联网技术上提出来的，是原有的家居技术结合物联网技术而形成的更加智能化的技术，智能家居也为人们理想智能生活提供了无限的可能。近年来，国内掀起了一股智能家居热潮，智能家居的概念也逐渐进入大众视野。随着我国经济发展进入新常态和“中国制造2025”战略的实施，传统制造业面临着前所未有的挑战，大力发展智能制造成为企业转型升级的重要途径，国家也出台了一系列鼓励措施支持智能家居产业，2017年，国家六大重点应用领域的示范工程之中，智能家居就位列其中。就目前国民家居生活来看，足不出户已然成为一种崭新的生活方式，特别是如今新冠疫情形式还是较为严峻的情况之下，拥有一个健康、舒适的居家环境是必不可少的。以较为便捷的STM32单片机为主控器，利用互联网技术、无线通信技术，在外围加入多种传感器，通过传感器等相关装置组合，逐步实现对室内环境的监控，如温度、湿度、空气质量、有害气体浓度等，让用户及时做出相应的调节和控制，有效保障人体健康安全，家居环境的健康和舒适。因此，研究和开发智能室内监控系统，本身就具有一定的理论意义和实践意义。本次设计的主要内容是（1）设计要求使用STM32单片机做为系统的主控核心，实现数据采集和发送功能。（2）通过CO传感器模块，实现采集CO浓度数值功能。整体的CO传感器数据采集程序主要包括初始化MQ-7传感器，发送信号启动MQ-7,进行A/D（模数转换），计算当前电压值，转换数据得到对应CO浓度。其中CO浓度与MQ-7传感器输出电压成正比，所以通过计算当前电压就可以获取CO浓度。（3）通过温湿度传感器模块，实现采集温湿度功能。温度在20~26℃之间，相对湿度在40~60％为适宜环境，并且为保证室内环境的舒适性与健康性。（4）通过PM2.5传感器模块，实现采集PM2.5浓度数值。PM2.5传感器模块电路使用GP2Y1051AU0F传感器，然后采用串口通信与STM32连接，PM2.5传感器数据采集程序主要包括串口初始化、接收数据、发送数据至串口、单片机获取数据。（5）通过LCD显示模块，实现数据显示功能，LCD1602液晶显示屏在系统中主要是负责将已经经过主控核心处理的三大传感器模块采集到的模拟信号或数字信号都输出为数字信号，然后直观呈现给用户。（6）通过GSM报警模块，实现数值超标警报功能，GSM模块电路功能是在检测到温度、湿度、CO、PM2.5四个环境数据中的任一个数据超过设置的上限值，STM32主控核心就会通过SIM800L模块发送报警信息到设定的手机号上。具体的硬件装置主要分为六个基本模块，分别是采用STM32芯片作为该嵌入式系统核心处理器的主控模块，对环境数据进行采集的三大传感器模块（CO传感器模块、温、湿度传感器模块、PM2.5传感器模块），PM2.5传感器模块，直观显示STM32转换后的数字化环境数据的LCD模块，以及数值超标会进行声光报警和发送报警短信到用户手机的GSM报警模块。硬件的总体设计也是围绕着这六个基本模块及预想实现功能而展开，明确主控芯片和各个传感器以及其他所需器件的类别型号，并采用模块化硬件电路设计，其中主要包括主控芯片电路、三大传感器电路、GSM模块电路、蜂鸣器报警电路、LCD液晶显示电路、按键设置电路及供电电路等。图2-1系统硬件总体框架软件方面：对STM32和外设传感器进行软件设计。在上一章的系统硬件设计中设计采用了模块化硬件设计，软件设计思路也跟上一章的设计思路类似。本系统的模块化软件设计主要包括主程序、温、湿度传感器的数据采集、CO传感器的数据采集、PM2.5传感器的数据采集、LCD显示、GSM模块短信发送、蜂鸣器报警和按键设置等基本程序的设计，并且采用模块化程序设计也可以方便检查修改在后续调试中出现的问题与不足。系统软件设计使用的是KeiluVision5来进行编写。最后通过系统测试实验，分别从系统测试的实验思路和目的、实验内容、实验结果进行详述、分析，通过完整、全面的系统测试实验过程和结果分析来验证系统最终的可行性和准确性。通过本次研究设计智能室内监控系统虽然已经达到预期的功能效果并且拥有一定的创新和优势，但由于个人能力以及设计时间有限等其他因素限制，系统还是存在些许不足，有待进一步的改进和完善，所以对智能室内监控系统的后续研究工作也提出了具体的展望：系统使用了温湿度传感器、CO传感器、PM2.5传感器来采集室内环境数据，但系统可以继续接入更多的传感器，比如接入红外传感器来检测对否有人员入侵或系统与空调、电视机等家电连接来检测室内电器的开关状态等，让系统拥有更多、更全面的功能。系统的供电是通过USB直流供电，一旦停电就不能继续支持系统正常工作，所以可以为系统配备电池，确保在室内断电情况下系统依旧可以正常使用。系统的程序设计虽然让系统实现了基本的功能，但如果想要系统功能更加丰富、全面，后台的软件设计仍然需要较大的改进。SIM800L模块在通电正常、信号