王波 黃昆 奉樂源 曾焰 陳宇

摘?要：本項(xiàng)目結(jié)合康養(yǎng)家居現(xiàn)狀，以Arduino為核心，對康養(yǎng)家居環(huán)境分別進(jìn)行溫濕度檢測和煙霧報(bào)警，并且可以通過手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)智能康養(yǎng)家居功能。

關(guān)鍵詞：Arduino;溫濕度檢測;煙霧報(bào)警;遠(yuǎn)程

1.引言

Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺，包含硬件（各種型號的Arduino板）和軟件（Arduino IDE）。它能通過各種傳感器來感知環(huán)境，通過控制燈光、馬達(dá)和其他的裝置來反饋、影響環(huán)境[1]。本項(xiàng)目采用Arduino開發(fā)板、檢測電路、報(bào)警電路、顯示電路、C語言來實(shí)現(xiàn)智能康養(yǎng)家居的遠(yuǎn)程溫濕度檢測與煙霧報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2.系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案如圖1所示。傳感器采集溫度、濕度和煙霧數(shù)據(jù)，送入Arduino開發(fā)板，再通過顯示屏進(jìn)行顯示，超限時(shí)蜂鳴器報(bào)警。WIFI模塊把數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩羰謾C(jī)，方便進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測[2]。

3.硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件主要包含Arduino UNO開發(fā)板、DHT11溫濕度傳感器、MQ-2煙霧傳感器、LCD1602液晶顯示屏、蜂鳴器、遠(yuǎn)程WIFI模塊，通過面包板進(jìn)行電路搭建，如圖2所示。

溫濕度傳感器和煙霧傳感器分別采集外界環(huán)境數(shù)據(jù)，送入Arduino開發(fā)板，通過IIC通信方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絃CD1602進(jìn)行顯示。當(dāng)煙霧濃度達(dá)到設(shè)定閾值，蜂鳴器報(bào)警。WIFI模塊通過串口通信，將采集的溫濕度和煙霧濃度傳輸?shù)絇E端（手機(jī)）后進(jìn)行顯示，且PE端可以修改閾值。

4.軟件設(shè)計(jì)

當(dāng)硬件平臺建立完成，設(shè)計(jì)、開發(fā)、研究的主要任務(wù)就是編寫程序。開發(fā)程序采用Arduino IDE平臺，采用C語言進(jìn)行編寫，主要由溫濕度傳感器檢測和顯示程序、煙霧傳感器檢測和報(bào)警程序、遠(yuǎn)程通信程序三部分組成。利用手機(jī)端配套開發(fā)的APP，就可以實(shí)現(xiàn)溫濕度、煙霧實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和顯示，并通過WIFI模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩羰謾C(jī)終端，實(shí)現(xiàn)用戶的遠(yuǎn)程監(jiān)測[3]。

5.系統(tǒng)調(diào)試

按照硬件設(shè)計(jì)連接好實(shí)際電路，再將軟件下載到Arduino開發(fā)板，開始系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試。整體實(shí)物調(diào)試圖如圖3所示。

圖4為調(diào)試效果圖。本地LCD1602顯示環(huán)境溫度25.0℃、濕度46.0%;當(dāng)煙霧濃度達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)，蜂鳴器報(bào)警;手機(jī)端可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測（實(shí)時(shí)顯示溫濕度變化曲線和當(dāng)前煙霧濃度）。

6. 結(jié)束語

本文以Arduino開發(fā)板為核心，采用溫濕度傳感器檢測房間溫濕度;采用煙霧傳感器檢測煙霧濃度，提供安全舒適的康養(yǎng)家居環(huán)境。本系統(tǒng)還可以與手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程連接通信，手機(jī)可以隨時(shí)隨地進(jìn)行監(jiān)控操作，實(shí)現(xiàn)康養(yǎng)家居的智能化。

參考文獻(xiàn)

[1]陳呂州.Arduino程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第2版）[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2015.

[2]葉金晶，周健，喬穎穎.基于Arduino的PM2.5和溫濕度實(shí)時(shí)檢測器設(shè)計(jì)[J].傳感器與微系統(tǒng)，2016，35（08）：67-69.

[3]陶成，梅瑩瑩，陶佳佳.智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].電腦知識與技術(shù)，2021，17（07）：192-194.

作者簡介：王波，1999. 9，男，漢族，四川省遂寧市，本科在讀，職稱無，研究方向：測控技術(shù)與儀器。

基金項(xiàng)目：項(xiàng)目來源：攀枝花學(xué)院省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱《智能康養(yǎng)家居的遠(yuǎn)程溫濕度測控與煙霧報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，項(xiàng)目編號（S202111360035）。