摘 要

宿舍生活是各大高校学生以及大规模群居人群的必要生活部分。近几年，宿舍火灾安全问题已经日益增多，由此造成的人身安全问题以及高额的财产损失不可小视。基于目前宿舍安全的不可无人监测，以及系统监测的安全需要性。本文基于STM32多功能开发板，选用结合传感器以及液晶显示等技术。系统效果能对宿舍环境温度、烟雾浓度、火焰状态数据进行实时监测，并通过蜂鸣器进行报警。软件部分采用Keil Uvision5软件作为载体，采用编程语言C语言编写，对温度传感器、烟雾浓度传感器、火焰状态传感器监测到的数据进行转化、核心部分单片机的模数转换以及数据在液晶显示器上进行显示和蜂鸣器报警等程序进行了设计。本监测系统设计以操作简便、功能实用、安全稳定为设计出发点，对宿舍环境进行有效的安全监测，提高了宿舍安全系数。

关键字：STM32；传感器；报警；宿舍安全

Abstract

Hostel life is a necessary part of life in major college students as well as large-scale social groups. In recent years, the hostel has been increasing fire safety, personal safety, and the resulting loss of high property can not be discounted. Based on the current non-security dormitory unattended monitoring, and security needs of the system monitoring. Based on the STM32 development board versatility, combined with the choice of sensor and liquid crystal display technology. System able to effect hostel ambient temperature, the concentration of smoke, flame status data in real-time monitoring and alarm through the buzzer. Software part Keil Uvision5 software as the carrier, using the programming language C language, temperature sensors, smoke concentration sensor, a flame sensor status monitoring to data conversion, analog to digital conversion the core of the microcontroller as well as data on the LCD display and buzzer alarm and other procedures designed. The monitoring system is designed to operate simple, functional and practical, safe and stable starting point for the design of the dormitory environment for effective safety monitoring, improves the dormitory safety factor.

Keywords: STM32；Sensors；Alarm；Dormitory Safety

目 录

第1章 绪 论 1

1.1 研究的目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 本文的研究内容及章节安排 2

第2章 模块原理及其说明 4

2.1 野火ISO-MINI STM32F103VET简介及性能特点 4

2.1.1 单片机STM32F103性能特点 4

2.1.2 引出 I/O与液晶接口 4

2.1.3 温度传感器DS18B20接口 5

2.2 火焰传感器 5

2.3 烟雾传感器MQ-2 7

2.4 温度传感器DS18B20 8

2.5 LCD液晶显示器 9

2.5.1 单片机ILI控制器结构 10

2.5.2 用STM32驱动LCD 10

2.6 有源蜂鸣器模块 11

第3章 软件设计以及系统实现 12

3.1 开发环境简介 12

3.1.1 嵌入式系统及核心微处理器 12

3.1.2 编程语言C语言 12

3.1.3 软件Keil Uvision4介绍 13

3.2 功能的实现 13

3.2.1 软件的初始化 14

3.2.2 软件的实现 15

第4章 总结和展望 17

4.1 论文工作总结 17

4.2 研究工作展望 17

参考文献 18

附 录 19

致 谢 23

第1章 绪 论

1.1研究的目的及意义

21世纪是物联网技术兴起和发展的重要时期，随着物联网技术的完善，人们对现实生活的要求日益增高。由于市场需求增加，网络技术的日益发达，在以计算机为基础，微控制器为主要核心部分，选用单片机、针对不同环境选用的传感器和实时客户端等科技技术和方法，来实现满足人们要求的现实生活状态^[1]。在此过程之中，新兴起的结合生活实际的智能系统，比如“智能家居”、“智能楼宇”乃至“智慧城市”等类似概念越来越成为现实，也越来越被人们欣然接受，现在看来，智能化的系统设计必定会取代传统的生活理念和工作方式。当然，生活方式的智能化以及简便化，这是对人们的福利，但越是新的生活方式和工作手段，日常生活中的企事业单位的安全防范以及监测越是不可忽视。

现阶段以来，宿舍安全一直是困扰学校或者企业的重大问题，学生和工人的生活方式的随便，不良的生活习惯，尤其是安全意识差，导致的一系列的宿舍安全事故不计其数。2008年，上海商学院某学院女生寝室失火，经后期的探测，失火的原因是其中一个女生不按学校规定用电，用市面上很普通的且没有质量保证的热得快烧水，当水烧干后在热得快的极高温度下导致起火。起火之后，没有报警的系统，也没有人及时发现起火的情况，当意识到时火灾情况已不可控制，此时宿舍门因为高温的原因也不能打开，最后四名同学为了最后的生存希望，从阳台跳下，而底下没有任何缓冲措施，结果全部身亡。试想如果宿室内有温度或火焰状态或烟雾等报警器，这些令人痛心疾首的火灾事故是不是可以有效的避免呢？

2011 年的时候，全世界都在关注的全国两会在京隆重召开，来自五湖四海的很多代表们都带来了他们自己精心研究的提案，其中部分高校的代表特别关注而且也提出了关于校园安全的提案。在此次“两会”的时候，教育部特别强调关于学校各种安全管理工作后，2010 年 8 月，为了强力保障校园安全，现在防护也面向社会，公开面向社会招聘校园安全情况校园卫士，定于9月1日开学后大力投入学校工作，由此可见到我们国家对于学校校园安全越来越重视^[2]。

在21世纪新时期的全国各大高校教育政策和各项管理体制之下，学生人数逐年增加，以及现如今的企事业的群居宿舍依然长期存在，然而常年以来经常发生的宿舍火灾安全事件越来越成为社会的焦点和社会问题以及各个高校的亟需解决的重大问题。就高校大学生而言，大学生们在学校的时间其中三分之一是在群体性宿舍中度过的，这些宿舍成为大学生生活、学习的主要场所，也成为各大高校的安全性管理工作和学生安全工作的重要组成部分。由于宿舍建设环境的复杂化、宿舍人员居多导致很多电器以及线路等不便于管理，如何有效的对宿舍的环境信息进行采集、对突发的安全状况进行实时的监控并进行相应处理，是各高校管理人员面临的共同课题。由于宿舍内是私人场所，传统的完全依靠人的管理方式己经不足以满足高效、安全管理的需求，结合现如今日趋完善的智能化技术，借助各种智能化、科技化的技术手段去协助高校宿舍安全的管理工作已经越来越成为高校的必须手段。而类似于生活中智能家居技术化实现方案的“宿舍安全报警系统”非常适合并且能很好的实现这一想法要求。

1.2国内外研究现状

从20世纪30年代开始，国外安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求提高，随即研究及开发火灾监测器，且发展迅速。1963年5月，日本在常年的研究下，领先全球的关于家用的燃气泄漏检测装置开发完成，并且能完成实时警报，之后专家们继续研究，隔年在原先的基础之上进行完善，燃气和一氧化碳等气体可以被完善之后的检测报警装置所检测并报警。包括美国以及欧洲等发达国家，几十年前便已开展关于火灾事故的调研并根据调研结果做出相应措施，其中就有对家庭、宿舍的科技化监测，并实时传输到系统控制中心，并调度消防部队迅速到达现场^[3]。