智能家居环境小护士（原理图、pcb、源码、设计报告）

目录
ARM-STM32校园创新大赛 1
题 目： 智能家居环境小护士 1
摘要 1
引言 2

1. 系统方案 3
   整套系统的工作原理是：单片机是整套系统的控制核心，温湿度传感器负责测试环境中的温湿度；烟雾传感器负责检测空气中的有毒气体，如甲醛和硫氢化物；加湿器负责加湿；当烟雾传感器检测到环境中存在有毒气体时，这个消息被单片机检测到后，单片机就会告诉通讯模块，通讯模块就会发短信通知主人；如果无有毒气体，温湿度传感器测得的温湿度在显示模块上上显示出来，环境中太干时，加湿器就加湿。各个模块各自有各自的任务，互相合作，共同营造一个舒适的环境。 3
2. 系统硬件设计 3
   2.1温湿度传感器 3
   2.2 烟雾传感器 3
   2.3加湿器 3
   2．4单片机最小系统 3
   2．5 矩阵键盘 3
   2.6 通信模块 4
3. 系统软件设计 4
   软件调试 4
4. 系统创新 4
5. 评测与结论 5
   附录 5

1.系统方案
整套系统的工作原理是：单片机是整套系统的控制核心，温湿度传感器负责测试环境中的温湿度；烟雾传感器负责检测空气中的有毒气体，如甲醛和硫氢化物；加湿器负责加湿；当烟雾传感器检测到环境中存在有毒气体时，这个消息被单片机检测到后，单片机就会告诉通讯模块，通讯模块就会发短信通知主人；如果无有毒气体，温湿度传感器测得的温湿度在显示模块上上显示出来，环境中太干时，加湿器就加湿。各个模块各自有各自的任务，互相合作，共同营造一个舒适的环境。
2.系统硬件设计
2.1温湿度传感器
DHT11在整套系统中主要负责对环境中的温度和湿度进行实行检测。
2.2 烟雾传感器
烟雾传感器在整个系统中负责检测环境中的有毒气体。
2.3加湿器
当环境中温度大于某个数值或者湿度小于某个数值时，加湿器就会加湿。下图是从网上买的加湿器套件，然后再焊接成成品。
2．4单片机最小系统
整个系统的控制核心是，数据的发送、接受、显示，通信模块发短信等都是单片机控制的。
2．5 矩阵键盘
矩阵键盘是自己焊接的，主要用于设置任何人的电话号码。

2.6 通信模块
通信模块主要用于当烟雾传感器检测到有毒气体时，发短信通知主人。
3.系统软件设计
软件调试
前边介绍了系统整体的硬件和软件，下面介绍下软件调试。
通讯模块不发短信，刚开始感觉很奇怪，感觉自己硬件也没出错，程序应该也没错，但是通讯模块就是不发短信，后来反复检查硬件，加上个小灯，在排除硬件出错的前提下，反复调试软件，终于发短信了：原来是当烟雾传感器检测到有毒气体时，单片机正在执行别的操作，当单片机回来检查烟雾传感器时，那一瞬间已经过去了，所以不会发短信，加上个中断就可以了。
4.系统创新
整套系统的创新之处在于其智能：当室内有毒气体浓度大于某个浓度时，报警模块可以发出声音，还可以触动通信模块，发短信通知主人，并且可以设置任意人的电话号码，从而减少一些不必要的损失；还有就是加湿器可以根据温湿度传感器测量的温湿度，选择不同的工作模式进行加湿，这也是体现其智能的原因之一；再有，整套系统可以显著得改善环境，这也是其智能的原因。

#include"reg52.h"
#include "uart.c"
#include "delay.h"
#include 

//uchar code PhoneNO[]= "18332211268"; //接收方号码
uchar code PhoneNO[]= "18032837054"; //接收方号码
uchar code Text1[]= "HOME DOCTOR:Harm gas comes out ,please contact 119";  //内容
uchar  mq_135_flag;
uchar DHT11[5],RTflag=0;//读取到得数据校验标志
uchar  FLAG;   //超时标志位
uchar  dis_buf;            //显示缓存
uchar  temp;
uchar  key;                //键顺序吗
void delay0(uchar x);      //x*0.14MS
uchar cdis1[16] = {"  KEY NUMBER   "};
uchar cdis2[16] = {"  KEY-CODE:   H "};
uint i;

#define delayNOP(); {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();};

//I/O定义
//*********************************************************************/
sbit LED=P2^0;//定义单片机P1口的第1位 （即P1.0）为指示灯端
sbit DOUT=P1^1;//定义单片机P2口的第1位 （即P2.0）为气体传感器的输入端

sbit dat=P2^2;//温湿度数据口
sbit RS=P2^4; //1602读数据
sbit RW=P2^5;//1602写数据
sbit EN=P2^6; //1602读写数据使能口
sbit WET_MOTOR=P2^7;//加湿器控制口
sbit KEY1=P1^2;//夏天与秋天模式
sbit KEY2=P1^3;//春天与冬天模式
sbit KEY3=P1^4;//睡眠模式
sbit flag_sms=P1^4;//短信输入开始按钮
//注意在P1口处添加了数字矩阵键盘，不要冲突
void Delay_t(uint j)
{      uchar i;
	    for(;j>0;j--)
	  { 	
		for(i=0;i<27;i++);	
	  }
}
void  Delay_10us(void) //10us延时函数
{
        uchar i;
         i--;
         i--;
         i--;
         i--;
         i--;
         i--;
}
void delay(uint z)//1毫秒延时函数
{
   uint x,y;
   for(x=z;x>0;x--)
    for(y=110;y>0;y--);
}

/********************************************************
* INT0中断函数                                          *
********************************************************/
void  mq_135_test(void) interrupt 0 
{
   EX0=0;
   mq_135_flag=1;     //中断计数  
   EX0=1;
}
//
 //	 此下为加湿器动作和模式设置，温湿度显示部分
 //
void lcd_write_com(uchar com) //1602写指令
{
   RS=0;
   RW=0;
   EN=1;
   P0=com;
   delay(1);
   EN=0;

}
void lcd_init()	//1602初始化
{

 

}
void lcd_write_data(uchar date)//1602写数据
{
   RS=1;
   RW=0;
   EN=1;
 
   EN=0;
}
void write_str(uchar x,uchar y,uchar *s)//在任意地址写符号字母或数字
{
	 
	while(*s)
	{
	   lcd_write_data(*s);
	   s++;
	}



}
void write_shu(uchar x,uchar y,uchar num)//数据显示函数
{
	  
	  uchar s,g;
	  if(y==0)
	  lcd_write_com(0x80+x);
	  else
	  lcd_write_com(0xc0+x);
	
}

uchar scan_key(void)  //注意我暂时没有消抖	也没涉及是否支持多个按下，按键要那种不可以弹上来，要自己控制
{
 if(KEY1==0)return 1; //夏天与秋天模式

}

 void wet_motor(void)//加湿器模式分春天与冬天，夏天与秋天
 {	
 
 //		 DHT11[2]=30;//温度整数
//		 DHT11[0]=10; //湿度整数   
		 uchar a;
		   a=scan_key();
		   switch(a)
		   {
			   case  1:{if( DHT11[0]>5&&DHT11[2]>10)WET_MOTOR=1;};break;//夏天与秋天模式
			   case 2:{if( DHT11[0]<10&&DHT11[2]>26)WET_MOTOR=1;};break;//春天与冬天模式
			   case 3:{if( DHT11[0]>5&&DHT11[2]<25)WET_MOTOR=0;};break;// 睡眠模式
			   default:WET_MOTOR=1;
			   
		   }
 }

uchar  write_byte1() //读一个字节
{
	   uchar i,comdata,temp1;
       for(i=0;i<8;i++)	   
	    {
	   	    FLAG=2;	
	  
		 while((dat)&&FLAG++);//flag先与后加1 如果dat一直为1   uchar型变量 flag  溢出变为0  再自加1  
	   	  
	   	 if(FLAG==1)break;		//超时则跳出for循环	
         comdata<<=1;//左移一位   高位在前  低位在后
	   	   comdata|=temp1;
	     }
		 return (comdata);  
}
void DHT11_5() //读5个字节数据  两个字节为温度数据  两个字节为湿度数据 最后一个字节为校验
{
	  uchar i,temp;
	  //主机拉低18ms 
       dat=0;
	   Delay_t(180);
	   dat=1;
	 //总线由上拉电阻拉高 主机延时20us
	   Delay_10us();
	   Delay_10us();
	   Delay_10us();
	   Delay_10us();
	 //主机设为输入 判断从机响应信号 
	   dat=1;
	 //判断从机是否有低电平响应信号 如不响应则跳出，响应则向下运行	  
	   if(!dat)		 //T !	  
	  { 
		FLAG=2;	   //超时标志位
				 
		while((!dat)&&FLAG++);//判断从机是否发出 80us 的低电平响应信号是否结束
			FLAG=2;
			
		while((dat)&&FLAG++); //判断从机拉高80us是否结束
			for(i=0;i<5;i++)//数据接收状态
			{
				DHT11[i]=write_byte1();	
			}		 
			dat=1;	//释放数据总线  为下一次读取做好准备
            temp=(DHT11[0]+DHT11[1]+DHT11[2]+DHT11[3]);
			if(temp==DHT11[4])	//数据校验 	
			{  	   	  
				RTflag=1;		  
			}
			if(RTflag==1) //如果RTflag=1 说明读取到得数据正确
		   {  			
				RTflag=0;
			//	tm[0]=DATARHT[0]/10;
			//	tm[1]=DATARHT[0]%10;
			//	tm[2]=DATARHT[1]/10; //湿度
			  
			//	tm[3]=DATARHT[2]/10;
			//	tm[4]=DATARHT[2]%10;
			//	tm[5]=DATARHT[3]/10; //温度	
			  
				write_str(0,0,"NOW-RH: ");//第一行显示湿度
				write_shu(9,0,DHT11[0]);
				write_str(11,0,".");
				write_shu(12,0,DHT11[1]);
				write_str(13,0,"%");
				write_str(14,0,"RH");
				write_str(0,1,"NOW-TE: ");//第二行为显示温度	
			    write_shu(9,1,DHT11[2]);
				write_str(11,1,".");
				write_shu(12,1,DHT11[3]);
				write_str(13,1,"^");
			    write_str(14,1,"C");
				
				
//				if(DHT11[3]>=30) 
//				JIASHI=1;
//				else 
//				JIASHI=0;
								
		   }

		}

}
//

//此下代码为矩阵键盘输入数据的相关函数
//
/*************************************************************/
/*                                                           */
/*  设定显示位置                                             */
/*                                                           */
/*************************************************************/

void lcd_pos(uchar pos)
{                          
  lcd_write_com(pos | 0x80);  //数据指针=80+地址变量
}

/*************************************************************/
/*                                                           */
/* 键扫描子程序  (4*3 的矩阵) P1.4 P1.5 P1.6 P1.7为行        */
/*							  P1.1 P1.2 P1.3为列             */
/*                            								 */
/*************************************************************/

 void  keyscan(void)
 { 
 }

/*************************************************************/
/*                                                           */
/*判断键是否按下                                             */
/*                                                           */
/*************************************************************/

 void  keydown(void)
 {  
  	P1=0xF0;
	if(P1!=0xF0)  //判断按键是否按下 如果按钮按下 会拉低P1其中的一个端口
	{
	  keyscan();
    }
 }

void num_key(void) //举证键盘输入数字并显示，先提前测试一下，打算用外部中断来开启这个函数
{
    uchar m;
    P0=0xFF;                    //置P0口
    P1=0xFF;                    //置P1口  
    delay(10);                 //延时
    //lcd_init();                //初始化LCD             
        
    lcd_pos(0);                //设置显示位置为第一行的第1个字符
     m = 0;
    while(cdis1[m] != '\0')
     {                         //显示字符
       lcd_write_data(cdis1[m]);
       m++;
     }

    lcd_pos(0x40);             //设置显示位置为第二行第1个字符
     m = 0;
    while(cdis2[m] != '\0')
     {
       lcd_write_data(cdis2[m]);      //显示字符
       m++;
     }       
	  dis_buf = 0x2d;          //显示字符"-"

    while(1)
    { 
       keydown();
	   lcd_pos(0x4c);             
       lcd_write_data(dis_buf);        //第一位数显示   
    }
}
/********************************************************************

*********************************************************************/

//********************************************************************


void main()
{	
	//IT0=0;       //低电平触发外部中断0优先级最高
   IT0=1;       //下降沿触发
   EA=1;
   EX0=1;

	lcd_init();	//1602初始化
	Uart_init(); //串口初始化，
	delay(100);//等待DHT11温湿度传感器数据稳定  开始激活DHT11 
	while(1)
	  {
			//if(DOUT==0)
		
			//delay_ms(30);
					if( mq_135_flag)
					{
						mq_135_flag=0; //标志清零

						SendString("AT+CMGF=1\r\n");	
						
						delayms_1000ms();
						
						SendString("AT+CSCS=\"GSM\"\r\n");	
						
						delayms_1000ms();
						
						SendString("AT+CMGS=");	//信息发送指令 AT+CMGS=//
						SendASC('"');
						SendString(PhoneNO);   
						SendASC('"');
						SendASC('\r');			//发送回车指令//
						SendASC('\n');			//发送回车指令//
						
						delayms_1000ms();
						
						SendString(Text1);  
				
						delayms_1000ms();
						
						SendASC(0x1a);		
						
						delayms_1000ms();
						delayms_1000ms();
						delayms_1000ms();
						delayms_1000ms();
						delayms_1000ms();
						LED=1;//熄灭P1.0口灯将来改为火警警告声


					   for(i==0;i<9;i++)

					   delayms_1000ms();


					}
					else   
					{
					LED=0;//点亮P1.0口灯
				    write_byte1();//读一个字节
  					DHT11_5(); //读数据
				   	wet_motor();
				   }
			


//				   if(flag_sms==1)
//				   num_key();
   	}
 }

 
 


 /*问题：
   每次处理完数据。RsPoint是怎样清零的？？？？？在 准备发一个数据，然后接受一个数据 之前
   RsBuf[RsPoint++]=SBUF;
		RsBuf[RsPoint]=0x00;   //将下一个数据清零

		如果这个发送没问题。加删除，接收函数，参考桌面上的tc35.c

		添加液晶菜单的支持	，类似手机
*/
 

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