STM32火灾监控系统设计与实现

1. 项目概述

这个基于STM32的火灾监控系统是我去年指导学弟完成的毕业设计项目，从实际使用效果来看，系统在宿舍、实验室等中小型封闭场所的火灾预警效果相当不错。整个系统最核心的创新点在于将传统的本地报警升级成了网络化监控，通过手机或电脑就能实时查看环境数据。

系统硬件部分采用STM32F103C8T6作为主控，搭配MQ-2烟雾传感器和激光PM2.5传感器。软件层面使用Keil MDK开发环境，上位机用Python+PyQt5实现。在实际测试中，系统对烟雾的响应时间可以控制在3秒以内，温度检测精度达到±0.5℃。

2. 硬件设计详解

2.1 核心器件选型

主控芯片选择STM32F103C8T6主要基于三点考虑：

1. 成本优势：零售价仅10元左右，批量采购更低
2. 性能足够：72MHz主频，20KB RAM完全满足需求
3. 开发便捷：丰富的库函数和开发资料

传感器部分采用模块化设计：

• MQ-2烟雾传感器：检测甲烷、丙烷等可燃气体
• DS18B20温度传感器：数字输出，无需额外ADC
• 激光PM2.5传感器：检测空气中颗粒物浓度

2.2 电路设计要点

电源电路特别需要注意：

c复制// 典型供电方案
5V输入 → AMS1117-3.3 → 主控及传感器
        │
        └─ LM7805 → 继电器驱动

信号调理电路设计：

1. MQ-2输出信号经过LM358放大
2. 加入10kΩ可调电阻用于灵敏度调节
3. 最后通过RC滤波(100nF+10kΩ)送入ADC

3. 软件系统实现

3.1 主程序架构

系统采用前后台架构：

mermaid复制graph TD
    A[传感器数据采集] --> B[数据处理]
    B --> C[阈值判断]
    C -->|超限| D[报警触发]
    C -->|正常| E[数据上传]
    D --> F[本地声光报警]
    E --> G[WiFi传输]

关键代码片段：

c复制void System_Init(void)
{
    ADC_Config();    // ADC初始化
    USART_Config(115200);  // 串口配置
    WiFi_Init(