单片机毕业设计stm32智能家居安防控制系统（烟雾监测MQ-2+火焰监测+温湿度DHT11+光照强度bh1750+步进电机ULN2003+0.96oled+自动开关灯+自动窗帘+继电器风扇+声光报警）

本文介绍了一个基于STM32F103C8T6的智能家居安防系统设计。系统通过多种传感器（烟雾、火焰、温湿度、光照）实时监测环境参数，并实现自动控制（灯光、窗帘、风扇）和声光报警功能。硬件采用模块化设计，包括传感器模块、执行器模块和显示报警模块，通过I2C、ADC等接口与主控连接。软件基于Keil开发环境，使用C语言编写，实现了数据采集、阈值判断、自动控制和OLED显示等功能。设计文档包含完整代码、

weixin_41024363

905人浏览 · 2025-07-09 10:45:48

weixin_41024363 · 2025-07-09 10:45:48 发布

一、设计简介

本设计以STM32F103C8T6单片机为核心，构建一个智能家居安防系统。系统实时监测环境参数（如烟雾浓度、火焰、温湿度、光照强度），并通过自动控制（如开关灯、调节窗帘、风扇启停）和声光报警来提升家居安全。

stm32单片机毕设智能家居安防控制系统（烟雾监测MQ-2+火焰监测+温湿度DHT11+光照强度bh1750+步进电机ULN2003+0.96oled

二、功能设计

系统功能包括：

烟雾监测（MQ-2）：检测烟雾浓度。当浓度超过阈值时，触发继电器动作和声光报警。
火焰监测：使用红外火焰传感器检测火焰。检测到火焰时，系统立即报警并关闭潜在火源。
温湿度监测（DHT11）：实时采集温度和湿度，启动风扇降温。
光照强度监测（BH1750）：测量光照强度（单位：lux）。自动开关灯和窗帘
步进电机控制（ULN2003驱动）：用于自动窗帘。基于光照控制窗帘开合。
OLED显示（0.96英寸）：实时显示传感器数据和系统状态。
自动开关灯：通过控制LED灯，基于光照强度自动调节。
自动窗帘：步进电机驱动窗帘移动，实现自动化。
继电器风扇：温湿度超标时，继电器启动风扇。
声光报警：蜂鸣器和LED组成报警系统，在异常事件（如烟雾或火焰）时激活。

三、所需硬件连接

硬件连接基于STM32的GPIO、I2C和ADC接口：

MQ-2烟雾传感器：连接到ADC引脚，输出模拟电压信号。
火焰传感器：连接到数字输入引脚
DHT11温湿度传感器：连接到单总线引脚。
BH1750光照传感器：通过I2C接口连接）。
步进电机（ULN2003驱动）：ULN2003驱动板连接至GPIO引脚，控制电机步进。
OLED显示屏：通过I2C接口连接。
继电器模块：用于风扇和灯控制，连接到GPIO输出引脚
声光报警：蜂鸣器连接至IO口通过开关电路控制
电源：5V外部电源为所有模块供电，STM32通过USB或3.3V稳压器供电。

四、软件环境

开发环境包括：

IDE：Keil uVision 5（用于C代码编写和调试）。
库支持：STM32标准库
编程语言：C语言（基于ARM Cortex-M3架构）。
通信协议：I2C用于BH1750和OLED，单总线用于DHT11，ADC用于MQ-2和火焰传感器。
调试工具：ST-Link调试器，串口通信（UART）用于数据监视。

五、所需硬件以及传感器模块

所需硬件清单：

主控制器：STM32F103C8T6开发板。
传感器模块：
- MQ-2烟雾传感器
- 红外火焰传感器
- DHT11温湿度传感器
- BH1750光照强度传感器
执行器模块：
- ULN2003步进电机驱动板（驱动28BYJ-48步进电机）
- 5V继电器模块（控制风扇和LED灯）
- 0.96英寸OLED显示屏（I2C接口）
报警组件：有源蜂鸣器、LED灯。

六、原理图及设计流程图

程序设计流程：
系统工作流程如下：

初始化：STM32启动，配置外设（I2C、ADC、GPIO）。
数据采集：循环读取传感器数据（烟雾浓度、火焰状态、温湿度、光照强度）。
数据处理：比较数据与阈值，判断异常。
控制执行：
- 如果光照$L < 50$，继电器开灯。
- 如果温度$T > 30$，继电器启动风扇。
- 如果检测火焰或烟雾，触发声光报警。
- 基于光照或定时，步进电机调节窗帘位置。
显示更新：OLED实时显示数据和状态。
循环监测：返回步骤2，持续运行。

七、实物图

八、程序代码

关键代码使用C语言编写，基于stm32标准库。以下是主程序框架和部分函数：

void PAGE_Home(void)											   						//页面显示函数页面1
{
	OLED_ShowChinese(0,0,"温度");
	OLED_ShowChar(28,0,':',OLED_8X16);
	OLED_ShowNum(36,0,Temperature,2,OLED_8X16);				//显示屏显示温度
	OLED_ShowChar(52,0,'C',OLED_8X16);
	OLED_ShowChinese(64,0,"湿度");
	OLED_ShowChar(96,0,':',OLED_8X16);
	OLED_ShowNum(104,0,Humi,2,OLED_8X16);							//显示屏显示温度
	OLED_ShowChar(120,0,'%',OLED_8X16);
	OLED_ShowChinese(0,16,"光照");
	OLED_ShowChar(32,16,':',OLED_8X16);
//	OLED_ShowNum(72,16,light,5,OLED_8X16);	
//	OLED_ShowString(112,16,"LX",OLED_8X16);
	if(light>=light_D|light<=light_G)
	{
		OLED_ShowChinese(40,16,"正常");		
		OLED_ShowString(0,50,"  ",OLED_8X16);
	}		
	if(light>=light_G)		
	{
		OLED_ShowChinese(40,16,"强烈");	
		OLED_ShowImage(80,32,15,15,Motor);	
	}		
	if(light<=light_D)
	{
		OLED_ShowChinese(40,16,"昏暗");		
		OLED_ShowImage(80,32,15,15,Light);			
	}
	
	OLED_ShowChinese(0,32,"温度");
	OLED_ShowChar(32,32,':',OLED_8X16);
	if(Temperature>=Temperature_G)
	{
		OLED_ShowChinese(40,32,"高");	
		OLED_ShowString(56,32,"  ",OLED_8X16);	
		OLED_ShowImage(96,32,15,15,Fan);
	}
	else
	{
		OLED_ShowChinese(40,32,"舒适");		
//		OLED_ShowString(16,50,"  ",OLED_8X16);	
	}	
	OLED_ShowChinese(0,48,"烟雾");
	OLED_ShowChar(32,48,':',OLED_8X16);
	if(Smoke>=Smoke_G)
	{
		OLED_ShowChinese(40,48,"异常");	
		OLED_ShowImage(112,32,15,15,Window);
	}
	else
	{
		OLED_ShowChinese(40,48,"正常");		
	}	
	if(MODE==0)
	OLED_ShowChinese(96,48,"自动");										//显示自动/手动
	else
	OLED_ShowChinese(96,48,"手动");	
}
void PAGE_Threshold(void)														//页面显示函数页面2，阈值设定，监控开关
{
	OLED_ShowChinese(0,0,"光照低");
	OLED_ShowChar(48,0,':',OLED_8X16);
	OLED_ShowNum(56,0,light_D,4,OLED_8X16);
	OLED_ShowString(88,0,"LX",OLED_8X16);
	OLED_ShowChinese(0,16,"光照高");
	OLED_ShowChar(48,16,':',OLED_8X16);
	OLED_ShowNum(56,16,light_G,5,OLED_8X16);
	OLED_ShowString(96,16,"LX",OLED_8X16);
	OLED_ShowChinese(0,32,"温度");
	OLED_ShowChar(32,32,':',OLED_8X16);
	OLED_ShowNum(40,32,Temperature_G,2,OLED_8X16);
	OLED_ShowChar(56,32,'C',OLED_8X16);
	OLED_ShowChinese(0,48,"烟雾");
	OLED_ShowChar(32,48,':',OLED_8X16);
	OLED_ShowNum(40,48,Smoke_G,4,OLED_8X16);
	
	if(SetSelect==1&&PAGE==2)
	{
		if(setflash==1)OLED_ShowNum(56,0,light_D,4,OLED_8X16);
		else OLED_ShowString(56,0,"    ",OLED_8X16);
	}	
	if(SetSelect==2&&PAGE==2)
	{
		if(setflash==1)OLED_ShowNum(56,16,light_G,5,OLED_8X16);
		else OLED_ShowString(56,16,"     ",OLED_8X16);
	}
	if(SetSelect==3&&PAGE==2)
	{
		if(setflash==1)OLED_ShowNum(40,32,Temperature_G,2,OLED_8X16);
		else OLED_ShowString(40,32,"  ",OLED_8X16);
	}
	if(SetSelect==4&&PAGE==2)
	{
		if(setflash==1)OLED_ShowNum(40,48,Smoke_G,4,OLED_8X16);
		else OLED_ShowString(40,48,"    ",OLED_8X16);
	}
}

void PAGE_Manual(void)												//页面显示函数页面3，手动控制
{
	OLED_ShowChinese(0,0,"灯光");
	OLED_ShowChar(32,0,':',OLED_8X16);

	OLED_ShowChinese(0,16,"风扇");
	OLED_ShowChar(32,16,':',OLED_8X16);

	OLED_ShowChinese(0,32,"窗帘");
	OLED_ShowChar(32,32,':',OLED_8X16);
	
	OLED_ShowChinese(0,48,"窗户");
	OLED_ShowChar(32,48,':',OLED_8X16);

	if(Light_State==1)
	OLED_ShowChinese(56,0,"开");
	else
	OLED_ShowChinese(56,0,"关");
	if(Fan_State==1)
	OLED_ShowChinese(56,16,"开");
	else
	OLED_ShowChinese(56,16,"关");
	if(Curtain_State==1)
	OLED_ShowChinese(56,32,"开");
	else
	OLED_ShowChinese(56,32,"关");
	if(Window_State==1)
	OLED_ShowChinese(56,48,"开");
	else
	OLED_ShowChinese(56,48,"关");
	
	if(SetSelect_Manual==0)
	OLED_ShowImage(72,0,15,15,Arrow);		
	if(SetSelect_Manual==1)
	OLED_ShowImage(72,16,15,15,Arrow);	
	if(SetSelect_Manual==2)
	OLED_ShowImage(72,32,15,15,Arrow);	
	if(SetSelect_Manual==3)
	OLED_ShowImage(72,48,15,15,Arrow);	
	
	if(MODE==0)
	OLED_ShowChinese(96,48,"自动");										//显示自动/手动
	else
	OLED_ShowChinese(96,48,"手动");	
	
}