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编号：
T1112405M
设计简介：
本设计是基于STM32的小区电瓶车充电系统，主要实现以下功能：
1.DS18B20温度采集：传感器监控插座温度 温度过高自动断电
2.检测烟雾过高报警，检测火焰报警并进行喷雾处理
3.监测充电时候的电压、电流、电能、频率（充电次数） ，电压超过阈值自动报警
4.WiFi模块连接云平台
5.通过扫码实现支付、充值
6.OLED显示以上参数
电源： 5V
传感器：温度传感器（DS18B20）、烟雾浓度传感器（MQ-2）、火焰传感器（Fiying）、电流传感器（INA219）、二维码扫码枪（EM2000X）、充放电模块（HB-001）
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：加湿器（N-MOS）、有源蜂鸣器
人机交互：独立按键
通信模块：WIFI模块（ESP8266-12F）
标签：STM32F103C8T6、OLED12864、DS18B20、MQ-2、Fiying、INA219、独立按键、EM2000X、HB-001、加湿器、有源蜂鸣器、ESP8266-12F
题目扩展：智能充电桩系统、电动汽车充电桩控制系统
基于 STM32 的带消防监测的小区电瓶车充电系统设计
一、主控部分
核心：STM32 单片机
功能：获取输入部分数据、内部处理、控制输出部分
二、输入部分
- 温湿度传感器模块：读取环境温度
- 烟雾传感器模块：检测烟雾，检测到烟雾时激活喷雾并关闭电源
- 火焰传感器模块：检测有无明火
- 充电模块：给电动车供电
- 二维码扫描模块：模拟扫码支付和充值
- 电压电流检测模块：监测系统运行数据
- 独立按键：手动控制充电开关
- 供电电路：为整个系统供电
三、输出部分
- OLED 显示模块：显示温度、烟雾状态、火焰状态、计时、当前费用、余额等信息
- MOS 管控制模块：控制消防设备
- 蜂鸣器报警模块：检测到浓烟和火焰时触发报警处理
- WIFI 模块：与云平台通信，发送监测数据，接收远程控制指令
第 5 章 实物调试
5.1 整体实物构成
该设计的硬件以核心单片机所在电路板为基础，集成通信、传感、显示、控制及电源等模块。其中，WiFi 模块实现网络连接与数据交互，温度、烟雾、火焰传感器监测环境安全，OLED 显示屏呈现关键信息，独立按键、蜂鸣器、MOS 管控制电路完成输入输出与充电管控，电源电路保障各模块供电，共同构建起完整的电瓶车充电系统硬件体系。整体实物如图 5-1 所示：
图 5-1 整体实物图
5.2 设置阈值功能测试
该系统的阈值设置功能通过按键操作实现。当获取不同键值时，针对对应界面执行阈值调整：键值 2 可在界面 0 给充值金额加 10，界面 1 给温度阈值加 10，界面 2 给烟雾浓度阈值加 1 ，界面 3 给电压最大阈值加 1，界面 4 则返回界面 0；键值 3 能在界面 1 让温度阈值减 10，界面 2 让烟雾浓度阈值减 1 ，界面 3 让电压最大阈值减 10，界面 4 依据充值金额情况调整（≥50 重置 +10，＜50 则 +20 ），以此灵活设置温度、烟雾、电压等阈值，适配不同充电安全与使用需求。设置阈值功能图如下图 5-2 所示。
图 5-2 按键功能图
5.3 远程功能测试
该小区电瓶车充电系统的远程功能依托硬件与软件协同实现。硬件上，电路板配备的 WiFi 模块作为通信桥梁，负责连接无线网络。软件方面，通过手机端的应用程序来操控。用户借助手机 APP，能远程获取充电系统的多项实时数据，如当前温度值、烟雾浓度、电瓶电量、用电量、充电电压、电流数值，以及充电使用频率等信息，全面掌握电瓶车充电状态。同时，还能基于这些监测数据，远程对充电系统进行控制，例如在检测到温度过高、烟雾浓度超标等异常情况时，及时远程切断充电电源，保障充电安全；也可以在需要时远程开启充电，实现便捷的智能化充电管理，让用户无需亲临充电现场，就能轻松管理电瓶车充电过程。远程功能测试如下图 5-3 所示：
图 5-3 远程功能测试图
5.4 火焰触发功能
该电瓶车充电系统中的火焰触发功能依靠火焰传感器实现。当使用火源（如打火机火焰）靠近火焰传感器时，传感器能够敏锐检测到火焰发出的特定波段红外线或紫外线等光信号。传感器将检测到的光信号转换为电信号，并传输给系统的核心单片机。单片机对该电信号进行分析处理，确认达到火焰触发条件后，便会立即采取一系列响应措施。比如，在 OLED 显示屏上实时显示 “火焰：触发” 的提示信息，以直观方式告知用户当前检测到火焰异常。同时，系统还可能联动其他功能模块，像触发蜂鸣器报警，以声音形式提醒周边人员注意潜在危险；并且，结合系统预设的安全机制，还可能自动切断充电电路，防止因火焰引发火灾等严重事故，从而保障电瓶车充电环境的安全。火焰触发功能如下图 5-4 所示：
图 5-4 火焰触发功能测试图
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 参数获取功能测试
该系统利用烟雾、火焰、温度等各类传感器，实时获取烟雾浓度、火焰状态、温度以及电压、电流、功率等数据，之后通过 WIFI 串口，将这些采集到的数据上传，实现数据的远程传输与共享。参数获取功能图如下图 6-2 所示。
图 6-2 参数获取功能图
6.3 阈值设置功能测试
该系统具备灵活的阈值设置功能，用户能够通过按键对温度、烟雾、电压等关键参数的阈值进行设置。在实际应用中，这些预先设定好的阈值会作为重要的判断标准，当系统通过各类传感器检测到的温度、烟雾浓度、电压等实际数据达到或超过所设置的阈值时，系统便会依据预设逻辑，触发相应的报警、调控等动作，从而实现对相关环境或设备状态的有效监测与管理，为系统的稳定运行和安全保障提供重要支撑。阈值设置功能测试如下图 6-3 所示：
图 6-3 阈值设置功能测试图
设计说明书部分资料如下
设计摘要：
本小区电瓶车充电系统围绕安全与便捷两大核心进行设计，具备多项实用功能。
在安全保障方面，运用DS18B20温度采集传感器对插座温度实时监控，一旦温度超出正常范围便自动断电，避免过热危险。同时，设有烟雾与火焰检测机制，当烟雾过高或检测到火焰时，能迅速报警并启动喷雾处理，最大程度降低火灾风险。系统还可对充电过程中的电压、电流、电能、频率（充电次数）等参数进行监测，电压超阈值会自动报警。
在使用便捷性上，通过WiFi模块连接云平台，实现数据的存储与管理。用户能借助扫码完成支付、充值操作，而OLED显示模块可清晰展示诸如温度、烟雾情况以及各充电参数等相关信息，让用户对充电状态一目了然，整体为小区电瓶车充电打造了一个智能、安全且易用的管理系统。
关键词：充电系统；OLED显示；单片机
字数：11000+
目录：
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究内容与方法
1.4 论文章节安排
第2章 系统总体分析
2.1 系统总体框图
2.2系统主控方案选型
2.3显示屏选择
2.4通信模块选择
第3章 系统电路设计
3.1 系统总体电路组成
3.2 主控电路设计
3.3 电源电路设计
3.4WIFI模块电路设计
3.5 OLED显示屏电路设计
第4章 系统软件设计
4.1 系统软件介绍
4.2 主程序流程图
4.3按键函数流程设计
4.4显示函数流程设计
4.5处理函数流程图
第5章 实物调试
5.1 整体实物构成
5.2 设置阈值功能测试
5.3 远程功能测试
5.4 火焰触发功能
第6章 软件调试
6.1 软件介绍
6.2 参数获取功能测试
6.3 阈值设置功能测试
第7章 总结
参考文献
致谢
