基于单片机的智能家居安防系统（有完整资料）

资料查找方式：

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编号：

T3612402M

设计简介：

本设计是基于单片机的智能家居安防系统，主要实现以下功能：

1. 通过烟雾传感器检测烟雾浓度，通过燃气传感器检测燃气浓度，当烟雾或者燃气超过阈值时，自动打开风扇和窗户，并发送报警信息
2. 通过火焰传感器检测是否发生火焰，当检测到火焰，自动打开水泵，并发送报警信息
3. 通过人体红外检测是否有人闯入，当开启防盗模式，检测到有人时，自动发送报警信息
4. 通过温湿度传感器检测环境温湿度
5. 通过OLED可以显示当前时间、温湿度、烟雾浓度、燃气浓度、是否发送火灾以及是否有人闯入
6. 通过按键可以设置烟雾和燃气浓度阈值，可以切换模式，手动模式下，可以控制窗户、风扇和水泵的开关
7. 通过WiFi可以连接手机，在手机端可以实现远程监测和控制

电源： 5V
传感器：温湿度传感器，烟雾传感器，时钟模块，人体红外传感器，火焰传感器、燃气传感器
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：水泵（N-MOS），风扇（N-MOS），舵机，蜂鸣器
人机交互：独立按键，WiFi模块，4G模块

标签：STM32F103C8T6、OLED12864、ESP8266、DHT11、MQ-2、DS1302、N-MOS、SG90、D203S、MQ-4、火焰传感器、ML307R

题目扩展：基于物联网的智能家居环境监测系统，基于STM32的小区安防系统，基于物联网的智能安防系统

基于 STM32 的智能家居安防系统设计

一、主控部分

核心：STM32 单片机

功能：获取输入数据、内部处理、控制输出

二、输入部分

1. 温湿度传感器模块：检测家居环境当前温湿度
2. 火焰传感器模块：检测家居环境内火焰情况（原文 “火焰浓度” 表述调整，更贴合传感器功能）
3. 烟雾传感器模块：检测家居环境当前烟雾浓度
4. 人体红外传感器模块：检测是否有人员闯入家居区域
5. 甲烷传感器模块：检测家居环境内甲烷浓度（如燃气泄漏检测）
6. 时钟模块：获取系统时间，用于时间相关功能联动
7. 独立按键：用于切换界面、设置参数阈值、控制相关设备开关
8. 供电电路：为整个智能家居安防系统供电

三、输出部分

1. OLED 显示模块：显示家居环境温湿度、烟雾浓度、人员闯入状态、甲烷浓度，以及时间与参数阈值设置界面
2. MOS 管控制模块（两路）：分别控制水泵和风扇的运行
3. 舵机模块：模拟家居门的开关动作
4. WIFI 模块：通过 WIFI 网络将检测数据上传至手机，实现远程监控与设备控制
5. 蜂鸣器报警模块：当检测到火焰时，触发蜂鸣器报警
6. 4G 模块：当家居环境出现烟雾超标、燃气泄漏（甲烷超标）、火焰或人员闯入时，通过短信发送功能将报警信息推送至用户手机，协助用户及时处理或报警

第 5 章 实物调试

5.1 整体实物构成

这块电路板硬件部分包含了核心的单片机模块，用于处理和控制整个系统；有 USB 接口，方便供电和数据传输；一个红色 LED 灯，可能用于指示系统的某种工作状态；一个按键，或许是用于手动触发或设置系统功能；有烟雾传感器，能检测周围环境中的烟雾浓度；还有温湿度传感器，可感知环境的温度和湿度变化；此外，还有多个按键，大概率用于用户进行不同的功能设置与操作；电路板上还集成了显示屏模块，应该是用于显示系统的相关信息，以及一些其他的电子元件和线路，用于实现各部分的连接与协同工作。整体实物如图 5-1 所示：

图 5-1 整体实物图

5.2 显示内容测试

显示屏清晰呈现系统运行状态，包含环境温度、湿度数值，烟雾、燃气浓度数据，同时标注 “手动” 模式，简洁明了地展示家居环境关键参数与系统当前工作模式，让用户快速掌握家中安防及环境信息。显示内容测试图如下图 5-2 所示。

图 5-2 显示内容测试图

5.3 相关阈值设置测试

在界面 1 时，按下按键 2 可使烟雾浓度阈值增加，按下键值为 3 的按键可使烟雾浓度阈值减少；在界面 2 时，按下按键 2 能让燃气浓度阈值增加，按下键值为 3 的按键可让燃气浓度阈值降低，通过这些按键操作可完成对烟雾和燃气浓度阈值的设置调整。相关阈值设置测试如下图 5-3 所示：

图 5-3 相关参数设置功能测试图

5.4 手机远程控制测试

手机屏幕可实时显示家居环境中的温度、湿度、烟雾、燃气等数据，以及火焰、人员闯入情况，还能显示安防系统开关状态和工作模式。用户可通过手机便捷操控喷水、风扇、窗户等设备的开关，并能灵活调整烟雾、燃气浓度阈值，实现对智能家居安防系统的远程实时监测与控制。手机远程控制测试如下图 5-4 所示：

图 5-4 手机远程控制功能测试图

第 6 章 软件调试

6.1 软件介绍

Proteus 8.15 是一款由 Labcenter Electronics 开发的电子设计自动化（EDA）软件。它集电路仿真、PCB 设计和微控制器调试于一体，广泛应用于嵌入式系统开发等领域。

该软件拥有丰富元件库，包含超 50000 种元器件，支持模拟 / 数字电路协同仿真，集成逻辑分析仪等虚拟仪器。它还内置 8051、ARM 等微控制器模型，支持与 Keil 等编译器联调。

此外，Proteus 8.15 可实现从原理图到 PCB 的自动布局布线，并生成 3D 模型。其界面直观，支持工具栏和快捷键个性化定制，还提供电压探针等调试工具，方便用户分析电路行为。软件界面如图 6-1 所示：

图 6-1 软件界面图

6.2 显示内容测试

显示屏清晰呈现系统运行状态，包含环境温度、湿度数值，烟雾、燃气浓度数据，同时标注 “手动” 模式，简洁明了地展示家居环境关键参数与系统当前工作模式，让用户快速掌握家中安防及环境信息。显示内容测试图如下图 6-2 所示。

图 6-2 显示内容测试图

6.3 相关阈值设置测试

在界面 1 时，按下按键 2 可使烟雾浓度阈值增加，按下键值为 3 的按键可使烟雾浓度阈值减少；在界面 2 时，按下按键 2 能让燃气浓度阈值增加，按下键值为 3 的按键可让燃气浓度阈值降低，通过这些按键操作可完成对烟雾和燃气浓度阈值的设置调整。相关阈值设置测试如下图 6-3 所示：

图 6-3 相关参数设置功能测试图