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【STM32项目开源】基于STM32的智能厨房环境监控系统

news 2025/10/17 8:47:13

一、设计背景和意义

1.1设计背景

1.2设计意义

二、实物效果展示

2.1实物图片

2.2实物演示视频

三、硬件功能简介

3.1项目功能详解

3.2元器件清单

四、主框图与软件流程图

五、硬件PCB展示

六、软件程序设计

七、项目资料包内容

资料获取：查看主页介绍“充哥单片机设计”

一、设计背景和意义

1.1设计背景

在智能化浪潮席卷各行各业的今天，厨房作为家庭生活中频繁使用且风险较高的空间，其安全问题越来越受到关注。根据相关统计数据显示，家庭火灾事故中相当一部分源于厨房，原因主要包括燃气泄漏、火源未熄、温度过高、电器老化等。传统厨房安全管理方式往往依赖人工巡视或单一报警器，存在反应滞后、功能单一、不可远程监控等明显弊端，无法满足现代家庭对安全、智能、便捷的高标准要求。

1.2设计意义

课题采用STM32F103C8T6为主控平台，结合MQ-5燃气传感器、DHT11温湿度传感器、火焰传感器等多种常见传感器模块，配合ESP8266 WiFi模块接入机智云平台，具有良好的硬件适配性与平台兼容性。通过软件层面对系统逻辑的精细设计，不仅提升了系统的实用价值，也为后续拓展更多智能联动场景（如联控窗户、电磁阀等）提供了技术基础。

从学术研究角度看，本课题涵盖了传感器数据处理、嵌入式控制、无线通信、云平台交互、状态机逻辑控制等多个计算机与电子工程交叉领域，能够有效提升学生在软硬件协同开发、系统集成设计以及项目实践中的综合能力。同时，课题选题紧贴社会需求，注重工程实践，具有较高的现实价值和推广前景，符合“以应用促科研、以科研带实践”的工程教育导向。

二、实物效果展示

2.1实物图片

2.2实物演示视频

【开源】基于STM32的智能厨房安全监控系统

三、硬件功能简介

3.1项目功能详解

传感器：检测液化气和烟雾浓度、火情、环境温湿度
数据显示：0.96OLED屏幕
执行机构：舵机（燃气阀门）、风扇（通风）、水泵（灭火）、蜂鸣器（声光报警）
云平台：通过ESP8266 WIFI联网后，接入机智云平台
App远程监控：App远程监控传感器数据，控制执行机构
数据设定：系统通过按键或APP设定阈值，切换自/手动模式
手动模式：手机App或按键控制开关执行机构
自动模式：燃气浓度超过阈值，自动打开通风扇，声光报警；检测到火焰，自动开启水泵灭火，声光报警

3.2元器件清单

主控STM32F103C8T6
ESP8266联网WiFi
0.96OLED显示屏幕
MQ-5燃气传感器
DHT11温湿度传感器
火焰传感器
舵机（模拟阀门）
风扇（通风）、水泵（灭火）
蜂鸣器+LED声光报警
按键

四、主框图与软件流程图

主框图

流程图

五、硬件PCB展示

六、软件程序设计

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "adc.h"
#include "gpio.h"
#include "OLED_I2C.h"
#include "ds18b20.h"
#include "timer.h"
#include "usart1.h"
#include "esp8266.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>extern const unsigned char BMP[];char  display[16];           //显示缓存区
short temperature=0;         //温度
u8    setTempValue  = 40;    //温度上限
u8    setSmokeValue = 60;    //烟雾上限
u8    alarmFlag = 0x00;      //蜂鸣器报警标志
u16   smoke=0;               //烟雾
u8    setn=0;                //记录设置按键按下的次数
u8 PWM=5;                   //PWM调节值，用于控制舵机bool shanshuo=0;
bool shuaxin=0;
bool sendFlag = 1;
bool flameFlag=0;void displayInitInterface(void)    //显示初始页面
{u8 i;for(i = 0;i < 6;i ++)OLED_ShowCN(i*16+16,0,i+0,0);    //显示中文: 厨房安全检测for(i = 0;i < 2;i ++)OLED_ShowCN(i*16,4,i+6,0);       //显示中文: 温度for(i = 0;i < 2;i ++)OLED_ShowCN(i*16,6,i+8,0);      //显示中文: 烟雾OLED_ShowChar(32,4,':',2,0);OLED_ShowChar(32,6,':',2,0);
}void Get_Temperature(void)       //获取温度
{temperature=ReadTemperature();if(temperature>=setTempValue){if(!(alarmFlag&0x01)){alarmFlag|=0x01;shanshuo = 0;}}else{alarmFlag&=0xFE;}if(temperature>=setTempValue && shanshuo){OLED_ShowStr(40, 4,"      ", 2,0);  }else{sprintf(display," %d",temperature);OLED_ShowStr(40, 4, (u8*)display, 2,0);//显示温度OLED_ShowCentigrade(68, 4);   //显示摄氏度}
}void Get_Smoke(void)    //获取烟雾浓度
{u16 test_adc=0;/* 获取烟雾浓度 */test_adc = Get_Adc_Average(ADC_Channel_9,10);//读取通道9的10次AD平均值smoke = test_adc*99/4096;//转换成0-99百分比if(smoke>=setSmokeValue){if(!(alarmFlag&0x02)){alarmFlag|=0x02;shanshuo = 0;}}else{alarmFlag&=0xFD;}if(smoke>=setSmokeValue && shanshuo){OLED_ShowStr(40, 6,"      ", 2,0);}else{printf(display," %02d %%",smoke);OLED_ShowStr(40, 6, (u8*)display, 2,0);//显示温度}
}void displaySetValue(void) //显示设置值
{if(setn==1){OLED_ShowChar(56,4,setTempValue%100/10+'0',2,0);//显示OLED_ShowChar(64,4,setTempValue%10+'0',2,0);//显示}if(setn==2){OLED_ShowChar(56,4,setSmokeValue%100/10+'0',2,0);//显示OLED_ShowChar(64,4,setSmokeValue%10+'0',2,0);//显示OLED_ShowChar(72,4,'%',2,0);  }	
}void keyscan(void)   //按键扫描
{u8 i;if(KEY1 == 0) //设置键{delay_ms(20);if(KEY1 == 0){while(KEY1 == 0);setn ++;if(setn == 1){OLED_CLS();//清屏for(i = 0;i < 4;i ++)OLED_ShowCN(i*16+32,0,i+10,0);//显示：设置温度OLED_ShowCentigrade(75, 4);   //显示摄氏度}if(setn == 2){for(i = 0;i < 4;i ++)OLED_ShowCN(i*16+32,0,i+14,0);//显示：设置烟雾OLED_ShowChar(80,4,' ',2,0);  }if(setn >= 3){setn = 0;OLED_CLS();//清屏displayInitInterface();}displaySetValue();}}if(KEY2 == 0) //加键{delay_ms(80);if(KEY2 == 0){if(setTempValue  < 99 && setn==1)setTempValue++;if(setSmokeValue < 99 && setn==2)setSmokeValue++;displaySetValue();}}if(KEY3 == 0) //减键{delay_ms(80);if(KEY3 == 0){if(setTempValue  > 0 && setn==1)setTempValue--;if(setSmokeValue > 0 && setn==2)setSmokeValue--;displaySetValue();}}
}int main(void)
{delay_init();	           //延时函数初始化	 NVIC_Configuration();	   //中断优先级配置I2C_Configuration();     //IIC初始化delay_ms(200); OLED_Init();             //OLED液晶初始化OLED_CLS();              //清屏OLED_ShowStr(0, 2, "   loading...   ", 2,0);//显示加载中ESP8266_Init();       //ESP8266初始化Adc_Init();           //adc初始化KEY_GPIO_Init();        //按键引脚初始化MOTOR_GPIO_Init();     //舵机初始化DS18B20_GPIO_Init();    //温度初始化DS18B20_Init();         //初始化显示OLED_CLS();              //清屏displayInitInterface(); //显示初始界面TIM3_Init(99,71);   //定时器初始化，定时100uswhile(1){ keyscan();  //按键扫描if(setn == 0){if(shuaxin == 1)   //大概300ms刷新一次数据{Get_Temperature();   //获取温度Get_Smoke();         //获取烟雾	  shuaxin = 0;}if(FLAME == 0)          //检测到火焰{delay_ms(10);if(FLAME == 0){if(flameFlag == 0){OLED_DrawBMP(88,4,120,8,(unsigned char *)BMP);  //显示火焰图片}flameFlag = 1;RELAY = 1;  //检测到有火，开启水泵}}else{if(flameFlag == 1){OLED_ShowStr(88, 4, "    ", 2,0);OLED_ShowStr(88, 6, "    ", 2,0);}flameFlag = 0;RELAY = 0;  //关闭水泵}if(temperature>=setTempValue || smoke>=setSmokeValue || flameFlag)BEEP=1;else BEEP=0;  //检测到温度烟雾超标火焰蜂鸣器报警if(temperature>=setTempValue || smoke>=setSmokeValue)FAN=1;else FAN=0;      //烟雾温度超标都开启风扇if(smoke>=setSmokeValue || flameFlag)PWM=15;else PWM=5;                    //烟雾超标或者是检测到火焰，舵机动作，模拟关闭阀门}UsartSendReceiveData();delay_ms(10);}
}