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编号：
T4502309M
设计简介：
本设计是基于单片机的室内空气质量检测控制系统，主要实现以下功能：
通过温湿度传感器检测温湿度
通过可燃气体传感器检测可燃气体
通过甲醛传感器检测甲醛
通过oled显示采集到的数据
通过按键设置阈值，超过阈值报警语音提醒，并且有对应的降温，加湿，通风措施
通过蓝牙模块连接手机，实现无线监控
电源： 5V
传感器：温湿度传感器（DHT11）、可燃气体传感器（MQ-4）、甲醛传感器（KQ-2801）
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：风扇（继电器），加湿器（继电器），蜂鸣器，语音模块（SU-03T）
人机交互：独立按键，蓝牙模块（ECB02）
标签：STM32、OLED12864、DHT11、MQ-4、KQ-2801、SU-03T、ECB02
题目扩展：基于物联网的室内空气质量检测控制系统、基于单片机的车内空气质量检测系统、智能排风扇系统
基于单片机的室内空气质量检测控制系统：中控部分、输入部分和输出部分。下面分别对这三部分进行概述：
中控部分
本设计的中控核心采用了STM32单片机。作为整个系统的“大脑”，STM32单片机负责接收来自输入部分的数据，包括温湿度、可燃性气体浓度、甲醛浓度等环境参数，以及用户通过独立按键设置的阈值。单片机内部进行数据处理与分析，判断当前环境状态是否超出预设的安全范围。根据分析结果，单片机向输出部分发送控制指令，以调整室内环境参数或触发报警机制。
输入部分
输入部分由五个关键模块组成：
- DHT11温湿度传感器：实时监测并传输室内环境的温湿度数据。
- MQ-4可燃性气体检测模块：检测室内可燃性气体的浓度，确保安全。
- MQ-135气体检测模块：专门用于检测空气中的甲醛含量，关注室内空气质量。
- 独立按键：提供用户界面，允许用户切换显示界面、设置环境参数的阈值。
- 供电电路：为整个系统提供稳定可靠的5V电源。
输出部分
输出部分同样包含五个主要组件：
- OLED显示屏：直观显示当前环境的温湿度、可燃性气体浓度、甲醛浓度等测量值，以及用户设置的阈值信息。
- 蓝牙模块：实现与智能手机的无线连接，上传环境数据至手机APP，方便用户远程监控。
- 蜂鸣器：当检测到环境参数异常时，发出声音报警，提醒用户注意。
- 继电器：共三个，分别控制降温风扇、通风设备和加湿器，根据环境需求自动调整。
- SU-03T语音播报模块：在环境参数异常时，进行语音提示，明确告知用户哪项参数超标，增强系统的交互性和实用性。
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
首先在AD中根据各个模块画出原理图，然后导出PCB进行连线，最后通过嘉立创进行打板。板子到手之后就是焊接过程，第一部分是电源模块，将电源接口、电源开关、1k电阻、两个电容进行滤波和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入Type-C电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排母焊接好后，将OLED显示屏插入排母。第三部分是单片机最小系统板，因为最小系统板已经引出了程序烧录接口和自带复位电路，所以只要焊接两个排母将单片机最小系统板插入排母。第四部分是语音识别模块，本次设计用了一个转接板，只要焊接一个6Pin的排母，就可以连接语音识别模块。第五部分是气体传感器。第七部分是独立按键模块。第八部分为蜂鸣器。第九部分是DHT11温湿度检测模块。第十部分是三个继电器。第十部分是蓝牙模块。下图5-1为焊接完的整体实物图：
图5-1电路焊接总图
5.2 蓝牙连接实物测试
如图5-2所示，上电后，OLED显示屏显示时间、三次吃药状态和三次吃药时间。连接蓝牙先在微信中搜索“特纳斯电子”公众号，关注之后在屏幕的左下角有“工具”，点一下“工具”，再点一下“蓝牙助手”，找到名称带有“＠”符号的蓝牙名称，点一下会自动连接，连接好之后，再点一下右边的“编辑模式”，点一下按键进行编辑按键。
图5-2蓝牙连接图
5.3 数据检测实物测试
如图5-4所示，下图为上电后，此时显示屏显示测得的温度值和温度值、可燃性浓度和甲醛气体。
图5-4数据检测实物图
5.3 设置可燃性阈值实物测试
如图5-5所示，按下第一个按键后，屏幕显示“设置可燃性气体阈值 20”，按第二个按键，可燃性阈值+1；按第三个按键，可燃性阈值-1。
图5-5设置可燃性阈值实物图
5.4 设置甲醛阈值实物测试
如图5-6所示，第二次按下第一个按键后，屏幕显示“设置甲醛阈值 090”，按第二个按键，甲醛阈值+1；按第三个按键，甲醛阈值-1。
图5-6设置甲醛阈值实物图
5.5 蜂鸣器报警测试
如图5-7所示，当温度超过其最大值，蜂鸣器报警且相应语音提示，进行降温，否则关闭报警、语音提示和关闭降温。当湿度血氧其阈值，进行加湿、蜂鸣器报警并相应语音提示，否则关闭报警和语音，关闭加湿。当甲醛/可燃气体超过阈值，进行通风/报警并语音提示，否则关闭通风/报警和语音。
图5-7蜂鸣器报警图
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
仿真设计总体包括32单片机芯片、OLED显示屏、三个按键、模拟可燃性气体和甲醛检测的电位器、温湿度传感器、三个继电器、蜂鸣器、LED灯和模拟蓝牙、语音识别模块的串口虚拟终端。
图6-1 仿真设计总图
6.2数据检测检测仿真测试
如图6-2所示，此时显示屏显示测得的温度值和温度值、可燃性浓度和甲醛气体。
图6-2数据检测仿真图
6.3 设置温度阈值仿真测试
如图6-3所示，按下第一个按键后，屏幕显示“设置温度阈值 30”，按第二个按键，温度阈值+1；按第三个按键，温度阈值-1。
图6-3设置温度阈值仿真图
6.4 设置可燃性阈值仿真测试
如图6-4所示，第二次按下第一个按键后，屏幕显示“设置可燃性阈值 090”，按第二个按键，可燃性阈值+1；按第三个按键，可燃性阈值-1。
图6-4设置可燃性阈值仿真图
6.5 蜂鸣器报警测试
如图6-5所示，当温度超过其最大值，蜂鸣器报警且相应语音提示，进行降温，否则关闭报警、语音提示和关闭降温。当湿度血氧其阈值，进行加湿、蜂鸣器报警并相应语音提示，否则关闭报警和语音，关闭加湿。当甲醛/可燃气体超过阈值，进行通风/报警并语音提示，否则关闭通风/报警和语音。
图6-5蜂鸣器报警图
设计说明书部分资料如下
设计摘要：
本文设计并实现了一种基于STM32单片机的室内空气质量检测控制系统。该系统以STM32单片机为核心控制器，结合多种传感器和执行模块，实现了对室内环境参数的实时监测与智能控制。
系统主要由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STM32单片机，负责数据的采集、处理和控制指令的输出。输入部分包括DHT11温湿度传感器、MQ-4可燃性气体检测模块、MQ-135气体检测模块、独立按键和供电电路，分别用于检测环境温湿度、可燃性气体浓度、甲醛浓度，以及提供用户交互和系统供电。
输出部分包括OLED显示屏、蓝牙模块、蜂鸣器、继电器和SU-03T语音播报模块。OLED显示屏用于实时显示测量数据和设置阈值；蓝牙模块将数据上传至手机，实现远程监控；蜂鸣器和语音播报模块在环境参数异常时发出警报；继电器则用于控制降温、通风和加湿设备，确保室内空气质量保持在安全范围内。
本系统通过集成多种传感器和执行模块，实现了对室内空气质量的全面监测与智能控制，具有较高的实用价值和应用前景。
关键词: STM32单片机，空气质量检测，智能控制，传感器，执行模块
字数：12000+
目录：
摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温湿度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.3 显示模块
3.4 DHT11传感器
3.5 蓝牙模块
3.6 SU-03T语音识别模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 蓝牙连接实物测试
5.3 数据检测实物测试
5.3 设置可燃性阈值实物测试
5.4 设置甲醛阈值实物测试
5.5 蜂鸣器报警测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2数据检测检测仿真测试
6.3 设置温度阈值仿真测试
6.4 设置可燃性阈值仿真测试
6.5 蜂鸣器报警测试
结 论
参考文献
致 谢
