论文总字数：11965字

摘 要

经过城市的迅速的不断发展，人们的生活水平的提高。对于居室环境、安全和舒适性的要求比较高。环境差会对健康有影响，可能会引发很多疾病。像呼吸类的疾病，白血病等。对于居室安全环境，天然气的安全往往比较重要。所以，人们现在更加注重居室环境的监测。

对于当前居室环境中的所引发问题和用户的要求，本篇文章对于基于物联网的居室环境监测系统进行了设计和实现。本系统事基于物联网的，用户可以通过手机查看相关的情况。同时，还具有报警功能。通过物联网使得本系统更加安全化、网络化、便捷化。

系统设计主要是对甲烷、温度、湿度进行监测，并且以STM32单片机为核心。系统设有信号采集电路、电源电路、显示电路、无线传输电路等。

关键词: 物联网；居室环境监测；STM32F103

Design and Implementation of Residential Environment Monitoring System Based on Internet of Things

Abstract

After the rapid development of the city, the improvement of people's living standards. The requirements for room environment, safety and comfort are relatively high. Poor environment can have an impact on health and can cause many diseases. Like respiratory diseases, leukemia and so on. To bedroom safe environment, the safety of natural gas often is more important. So, people pays attention to the monitor of bedroom environment more now.

For the problems caused by the current living environment and the requirements of users, this paper designs and implements a living environment monitoring system based on the Internet of things. This system is based on the Internet of things, and users can check relevant information through their mobile phones. In the meantime, still have alarm function. Through the Internet of things, the system is more secure, networked and convenient.

The design of the system is mainly to monitor methane, temperature and humidity, and takes STM32 single chip microcomputer as the core. The system is equipped with signal acquisition circuit, power supply circuit, display circuit, wireless transmission circuit and so on.

Keywords: Internet of things，Monitoring of Residential Environment，STM32F103

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1研究背景、目的及意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3物联网平台 2

1.3.1物联网的概念 2

1.3.2物联网的体系架构 2

1.4本章小结 3

第二章 居室环境监测系统总体设计方案 4

2.1系统功能指标 4

2.1.1安全指标 4

2.1.2舒适指标 4

2.2系统总体设计方案 4

2.2.1硬件设计方案 5

2.2.2软件设计方案 5

2.3本章小结 6

第三章 居室环境监测系统硬件设计 7

3.1STM32模块 7

3.1.1复位电路 7

3.2数据采集模块 8

3.2.1温度、湿度传感器模块 8

3.2.2气体传感器模块 8

3.3无线传输模块 9

3.4电源电路模块 10

3.5液晶显示模块 11

3.6本章小结 11

第四章 居室环境监测系统软件设计 12

4.1软件系统设计流程图 12

4.2温度、湿度采集程序 13

4.3甲烷气体传感器采集程序 13

4.4本章小结 14

第五章 居室环境检测系统调试 15

5.1系统硬件实物图 15

5.2温湿度传感器测试 15

5.3甲烷传感器测试 15

5.4 SIM900A调试及问题 16

5.3本章小结 16

第六章 总结与展望 17

6.1总结 17

6.2展望 17

致 谢 18

参考文献（References） 19

第一章 引 言

1.1研究背景、目的及意义

最近几年，环境污染尤其是居室环境污染越来越严重，人们开始注意到工作和生活中出现的环境污染问题。针对国内居住环境的日益恶化，诸如频繁出现的沙尘暴、日益严重的雾霾、居室装修带来的空气污染等，这些都极大地影响了居室居住人员的身心健康和舒适性。

居室环境分为很多种。本文主要研究其中的两种：一种是安全环境，也就是天然气的安全。天然气的迅速发展，给人们的生活带来了便利。当然事物都有两面性，天然气也伴随着危险。煤气中毒、居室失火是现实生活中的突发事故，这类突发事故给居室居住人员的健康和财产安全带来了极大的挑战。如何预防类似突发事故成为困扰居室居住人员的多年的难题，因此系统地建立预防煤气中毒和居室失火突发事故的居室居住环境监测系统成为当务之急。

另一种是舒适环境，居室环境不光要安全性，也要有舒适性。而影响舒适性的因素主要是温度和湿度。当温度过高时，人体皮肤会干燥，长时间的处于一个温度过高的环境，就会引发皮肤病。我们知道人体是会根据周围环境的温度的变化，可以调节自身的温度。然而，当温度过高时就会破坏人体自身的调节，就会出现各种问题，例如中暑等。而当湿度过高时，人就会感到潮湿，加上温度高，就会赶到闷热，从而会带来头痛等症状。

为了解决居室居住环境中的问题，可以对引起空气污染和环境温度的指标进行采集，这些空气污染指标主要包括甲烷等，可以通过居室环境监测系统对这些空气和环境指标进行监测和预警，最终连入物联网，使得人们在日常生活中持续地使得监测居室环境中的安全隐患和居室温度的变化，保证居住安全、提高人民的健康质量。

1.2国内外研究现状

物联网是集多种网络为一体得互联网，它有很多的发展方向，环境监测就是其中之一。在环境监测方面，西方发达国家对于环境监测的起步很早。只要是由于这些国家，例如美国、欧洲、日本等这些国家的经济水平比较高导致的。到目前为止，他们在环境监测方面有了许多的经验，同时还有很多监测环境的技术。他们不仅仅使用普通得方法来监测环境，他们还将很多的科技融入到环境监测上，这样可以非常方便和有效的来监测环境。国外围绕居室空气质量的系统研究最初主要着眼于居室与室外空气质量关系，以及居室空气污染物对人体健康的影响，1965年，荷兰学者进行了世界上第一个系统的、大规模的居室与室外空气质量的关系^[1]。从那以后，人们对于居室环境质量的研究从未停止过，并且更加深入的对居室环境问题进行不断的探索。通过这些探索，人们也取得了许多成果，并且随着不断的深入挖掘，人们越来越了解居室环境，而且进行了更加全面的研究。

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