一、项目概述

项目名称：基于STM32单片机的一氧化碳浓度监测与报警系统

项目编号：dz-895

主控芯片：STM32F103C8T6

核心功能说明：

1. 采用MQ-7传感器实时采集环境中的一氧化碳（CO）浓度数据；
2. 支持通过按键设定CO浓度的上限阈值，并可手动控制风扇及空气净化设备的启停；
3. OLED显示屏实时显示当前CO浓度值、预设阈值以及执行机构的工作状态；
4. 当检测到CO浓度超过设定最大值时，系统自动启动通风装置和净化器，并触发声光报警机制；
5. 集成WiFi模块，将采集的CO浓度上传至手机端应用。用户可通过手机设置阈值、远程控制风扇与净化器开关，且在超标时接收弹窗提示与震动提醒；同时支持阿里云后台存储历史数据，生成折线图或表格形式的数据报表，便于查看与分享。

二、系统结构设计

设计工具：VISIO

本系统以STM32F103C8T6为核心控制器，整体架构划分为输入单元、输出单元与中央处理单元三大模块。

中央控制单元：使用STM32F103C8T6作为主控芯片，负责对各类输入信号进行分析处理，并据此发出相应的控制指令驱动输出设备运行。

输入部分包含以下三个子模块：

• 气体检测模块：采用MQ-7传感器检测环境中CO浓度，一旦数值超出设定阈值，则触发报警并激活继电器动作；
• 按键操作模块：提供人机交互接口，用于设置安全阈值及手动控制继电器通断；
• 电源供电模块：为整个系统提供稳定电力支持。

输出部分由四个关键组件构成：

• 显示模块：OLED屏幕实时呈现当前CO浓度、设定阈值及继电器工作状态；
• 继电器控制模块：模拟风机启停，实现自动通风功能；
• 净化执行模块：在CO浓度超标时启动空气净化装置；
• 声光报警模块：当检测值高于设定限值时，启动声音与灯光双重警示。

此外，WiFi模块兼具输入与输出双重角色：既可将现场数据上传至手机APP供用户查看与配置参数，又能接收来自移动端的控制命令，实现远程监控与操作。

三、实物展示

主控型号：STM32F103C8T6

PCB板采用绿色双层设计，厚度为1.2mm，上下层均覆铜并接地，提升抗干扰能力。元器件以插针式为主，仅个别降压芯片采用贴片封装。

供电方式：通过TYPE-C接口接入电源。

四、电路原理图说明

设计软件：Altium Designer 2013

连接方式采用网络标号进行电气连接。需注意：所绘制的原理图为各功能模块的外部引脚连接示意图，并非内部电路结构图。

五、PCB布局图说明

PCB图由原理图导出，大部分元器件封装由设计者自行绘制，不单独提供封装库文件，仅提供完整连通的源工程文件。板身为双层结构，上下覆铜并接地处理。PCB中央位置设有项目编号标识，位于单片机底座下方，安装后被芯片遮挡不可见。

六、程序代码展示

开发环境：Keil uVision5

软件架构上将逻辑控制代码与底层驱动代码分离，分别存放于main.c与其他对应的.c源文件中，提高代码可读性与维护性。

/**********************************
函数名：处理函数
传参值：无
返回值：无
**********************************/
void Manage_Function(void)
{
	if(display_num == 0)								  										//测量界面
	{
		if(CO_value > CO_max)								//一氧化碳大于最大值
		{
			flag_co = 0;
			RELAY_FS = 1;
			RELAY_JH = 1;
			if(flag_bj_tc == 0)
			{
				flag_bj_tc = 1;
			}
			if(time_num % 20 == 0)
			{
				ALERT = !ALERT;
			}
		}
		else
		{
			if(flag_co == 0)
			{
				RELAY_FS = 0;
				RELAY_JH = 0;
			}
			flag_bj_tc = 0;
			ALERT = 0;
		}
	}
	else																											//设置界面，关闭加热、制冷及声光报警
	{
		RELAY_FS = 0;
		RELAY_JH = 0;
		ALERT = 0;
	}
	
	if(flag_finish_5s == 1)																		//5秒上传一次数据
  {
    flag_begin_5s = 0;
    Aliyun_Send_Data();
    flag_begin_5s = 1;
  }
}