基于STM32的智能寢室監(jiān)控系統(tǒng)

任軼佐

【摘要】 當(dāng)今社會(huì)，人們?cè)谧非蠼?jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)，也開(kāi)始不斷地追求生活的舒適。近來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，出現(xiàn)了越來(lái)越多的關(guān)于“智能化”的話題，我們?cè)谥悄芗揖拥幕A(chǔ)上，以智能寢室為主要構(gòu)思，以各類(lèi)傳感器在寢室生活中的應(yīng)用為主要研究對(duì)象，充分利用GSM技術(shù)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)，對(duì)寢室內(nèi)各模塊實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)和控制。使學(xué)生寢室智能化，進(jìn)而改變學(xué)生的生活，營(yíng)造舒適安全的生活環(huán)境。

【關(guān)鍵詞】 智能寢室 傳感器 GSM技術(shù)

基于STM32的智能寢室監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)大量的傳感器感知生活要素，分析這些采集到的數(shù)據(jù)，對(duì)寢室內(nèi)設(shè)備進(jìn)行控制的同時(shí)還將寢室內(nèi)環(huán)境信息通過(guò)短信的方式發(fā)送給寢室成員，滿足學(xué)生對(duì)寢室安全情況的及時(shí)了解、實(shí)時(shí)信息處理和有效控制的需要，為學(xué)生提供更加周到和智能的服務(wù)。

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該基于STM32的智能寢室監(jiān)控系統(tǒng)不僅應(yīng)用了GSM通訊技術(shù)，還融合了自動(dòng)化控制系統(tǒng)，將刷卡門(mén)控單元、煙霧報(bào)警單元、濕度控制單元、室溫控制單元、窗戶控制單元、短信提醒等連接成為一個(gè)互通的智能寢室監(jiān)控系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的模塊實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和控制，系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架圖如圖 1所示。

二、各單元設(shè)計(jì)與介紹

1、刷卡門(mén)控單元。RFID技術(shù)，又稱無(wú)線射頻識(shí)別由于無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸被廣泛應(yīng)用于各種門(mén)禁系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中，我們采用RFID-RC522讀寫(xiě)卡模塊，讀取一卡通數(shù)據(jù)對(duì)身份信息進(jìn)行核實(shí)，在確認(rèn)身份信息正確后，通過(guò)單片機(jī)控制繼電器進(jìn)行開(kāi)鎖。若身份信息不符，觸發(fā)語(yǔ)音報(bào)警，并且將通過(guò)GSM通信模塊將報(bào)警信息短信發(fā)送至寢室成員的手機(jī)。

2、煙霧報(bào)警單元。為了確保學(xué)生寢室用電安全和室內(nèi)空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良，我們加入了煙霧報(bào)警模塊，該模塊采用日本SHARP的煙霧傳感器（GP2Y1010AU0F），可以隨時(shí)測(cè)量寢室內(nèi)的PM2.5濃度。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙霧傳感器采集到的空氣中煙霧濃度數(shù)據(jù)異常，則觸發(fā)語(yǔ)音報(bào)警，并且通過(guò)GSM模塊將報(bào)警信息發(fā)送至寢室成員的手機(jī)。

3、溫濕度調(diào)節(jié)單元。為了能極大的提高學(xué)生生活的科學(xué)性和舒適度，提高學(xué)生的幸福感，使寢室的溫度盡可能在23度左右，濕度在40%-60%。本系統(tǒng)采用高度集成的溫濕度傳感器DHT11，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)寢室室內(nèi)的溫濕度，當(dāng)濕度低于40%時(shí)，將會(huì)通過(guò)GSM模塊短信提醒是否需要打開(kāi)加濕器，如果用戶回復(fù)“是”，則加濕裝置自動(dòng)進(jìn)行加濕；當(dāng)溫度偏高或者偏低時(shí)，同樣會(huì)通過(guò)短信提醒是否需要打開(kāi)室內(nèi)空調(diào)，如果用戶回復(fù)“是”，則空調(diào)打開(kāi)。

4、窗戶控制單元。窗戶控制單元由兩部分組成，分別為雨天自動(dòng)關(guān)窗和室內(nèi)空氣質(zhì)量較差時(shí)開(kāi)窗。首先，通過(guò)雨水傳感器測(cè)量到的環(huán)境量，判斷是否下雨，如果下雨，單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)關(guān)窗。 其次，通過(guò)煙霧傳感器所測(cè)得的室內(nèi)外AQI指數(shù)判斷室內(nèi)的空氣質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，如果室內(nèi)空氣混濁，則將通過(guò)GSM模塊將該消息發(fā)送至寢室成員的手機(jī)，詢問(wèn)是否需要開(kāi)窗通風(fēng)，如果回復(fù)“是”，則將通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)，打開(kāi)窗戶。

三、軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)是采用STM32作為主要處理器，STM32具有高性能、低成本、低功耗等特點(diǎn)，適用于本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)軟件主要完成傳感器數(shù)據(jù)的采集和信號(hào)處理、電機(jī)控制以及GSM模塊通信。利用STM32的高速處理的優(yōu)秀性能，可以實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的高速采集和處理，使各個(gè)模塊之間協(xié)調(diào)工作。對(duì)于其他各傳感器模塊基本采用相同的數(shù)據(jù)處理與傳輸方式進(jìn)行環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)與控制。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合了各類(lèi)傳感器與主控器STM32設(shè)計(jì)了一種基于STM32的智能寢室監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)功能完善，具有很大的實(shí)用性，改善學(xué)生居住環(huán)境、提高學(xué)生生活質(zhì)量。該系統(tǒng)不僅綜合考慮了各方面的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)際用途，而且綜合各類(lèi)生活元素和環(huán)境因素，最大限度的保證了學(xué)生在使用本系統(tǒng)時(shí)的便捷性，在為學(xué)生帶來(lái)方便的同時(shí)，也優(yōu)化了學(xué)生的居住環(huán)境，為學(xué)生帶去舒適、健康與安全。

參 考 文 獻(xiàn)

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