基于wifi的樓宇環境監測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基于無線通信的環境監測系統，屬于自動監測及無線傳輸技術領域，尤其涉及基于WIFI無線傳輸的樓宇環境自動監測技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著社會的不斷進步與信息技術的迅猛發展，自動檢測技術與信息傳輸相結合的智能樓宇內檢測系統正悄然進入人們的日常生活中。日新月異的計算機科學技術、信息通信與網絡技術、PCB布線技術讓樓宇內檢測更加有效、便捷、安全。樓宇內檢測系統不僅具有傳統檢測系統的簡單、方便，而且更加移動化、網絡化。綜合了傳感器技術、電子技術、測控技術、通信技術的全新的智能檢測系統，已經深深的改變了人們的生活方式，已經被頻繁的運用到大型的酒店，學校，工廠之中，節省了相當大的人力財力。
[0003]無線傳感網，即現在流行的物聯網，作為一種新一代信息技術的組成部分，通過ZigBee技術、射頻技術、WIFI技術、全球定位技術等，按照各自之前規定的協議以及規定，運用先進的傳感網絡技術把身邊的各種各樣事物和全球網絡相連，實現信息的傳遞與保存，進而可以達到對各種事物的智能化管理、監控以及控制的目的。這些技術的成熟與運用，方便了人們對事物的管理，組成了智能檢測的技術基礎。
[0004]目前，WIFI技術因為具有很強的移動特性和可拓展性，受到了全世界人們日益增多的關注，在無線視頻通信，近距離數據傳輸等領域被普遍運用。現在，以WIFI技術為基礎構成的短距離無線傳感網在各種科技領域得到越來越多的應用，例如應用在智能家居、智能手機等移動終端中。如何在檢測系統中整合WIFI無線通信技術，成為智能監控領域的一大熱點。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型要解決的技術問題是提供一種基于WIFI技術的樓宇環境監測系統，通過在樓宇內各個角落放置環境要素監測點，將監測的環境信息通過WIFI無線通信方式傳輸到監測中心，監測中心可以得到各個監測點的環境要素信息，便于監控樓宇內是否存在安全隱患，節省人力資源，提高監測水平。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為:基于WIFI的樓宇環境監測系統，該系統由監測中心和多個監測節點組成，監測中心和監測節點之間通過WIFI實現數據傳輸；所述的監測節點由STM32單片機、溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器、氣壓傳感器、電源模塊和第一 WIFI模塊組成；所述的STM32單片機接收溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器和氣壓傳感器傳輸的檢測數據，并通過第一 WIFI模塊檢測數據傳輸到監測中心；所述的電源模塊為STM32單片機、溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器、氣壓傳感器和第一 WIFI模塊供電；
[0007]所述的監測中心由PC機或者智能手機和第二 WIFI模塊組成；第二 WIFI模塊接收由第一 WIFI模塊傳輸的檢測數據并將其傳輸給PC機或者智能手機。
[0008]進一步地，所述的電源模塊包括接線端子、LMl117-3.3線性電源、LC濾波電路，接線端子的一個引腳連接LM1117-3.3線性電源的輸入端，LMl117-3.3線性電源的輸出端連接LC濾波電路，LC濾波電路包括電解電容Cl、無極電容C2、電解電容C3、無極電容C4和電感器LI ;電解電容Cl的正極和無極電容C2的一端與LM1117-3.3線性電源的輸出端以及電感器LI的一端連接，電解電容Cl的負極和無極電容C2的另一端接地；電解電容C3的正極和無極電容C4的一端與電感器LI的另一端連接，電解電容C3的負極和無極電容C4的另一端接地。
[0009]進一步地，所述的STM32單片機采用STM32F103ZET6芯片，所述的STM32F103主控芯片上連接JTAG芯片、第一晶振電路、第二晶振電路和復位電路；
[0010]STM32F103主控芯片的72腳、76腳、77腳和91腳分別與JTAG芯片的14腳、12腳、16腳和17腳連接；所述JTAG芯片的19腳和20腳連接電源，8腳、4腳和2腳分別連接電阻R3、電阻R4和電阻R5后接地，JTAG芯片的其余引腳接地；
[0011]所述第一晶振電路由晶體振蕩器X2、電容C5和電容C6組成；STM32F103主控芯片的12腳連接晶體振蕩器X2和電容C5的一端，電容C5的另一端接地；STM32F103主控芯片的13腳連接晶體振蕩器X2的另一端和電容C6的一端，電容C6的另一端接地；
[0012]所述第二晶振電路由晶體振蕩器X3、電容C7和電容C8組成；STM32F103主控芯片的9腳連接晶體振蕩器X3和電容C7的一端，電容C7的另一端接地；STM32F103主控芯片的8腳連接晶體振蕩器X3的另一端和電容C8的一端，電容C8的另一端接地；
[0013]所述的復位電路包括復位開關SI和電容C9，復位開關SI和電容C9并聯與STM32F103主控芯片的14腳連接；
[0014]所述的STM32F103主控芯片的37腳連接開關S2，由S2開關控制連接高電平或接地；所述STM32F103主控芯片的94腳連接開關S3，由S3開關控制連接高電平或接地。
[0015]進一步地，所述的第一 WIFI模塊和第二 WIFI模塊均選用ATK-RM04模塊，該模塊的核心芯片選用HLK-RM04 WIFI芯片。
[0016]進一步地，所述的溫度傳感器和濕度傳感器采用DHTll —體式數字溫濕度傳感器。
[0017]進一步地，所述的氣體傳感器采用MQ-5氣體傳感器。
[0018]進一步地，所述的氣壓傳感器采用BMP180氣壓傳感器，BMP180氣壓傳感器芯片的2腳和3腳與電阻Rl的一端、電阻R2的一端和電源連接，電阻Rl —端和電源連接，另一端和I2C接口的4腳連接；電阻R2的一端和電源連接，另一端和I2C接口的3腳連接；BMP180氣壓傳感器芯片的7腳接地；I2C接口的I腳連接電源，2腳接地。
[0019]本實用新型的有益效果:本實用新型的系統用于監測樓宇內溫濕度、天然氣、煤氣和氣壓監測。系統分為監測中心和監測節點，監測中心與監測節點之間通過WIFI實現數據傳輸，方便節點的移動與擴展，以路由器作為數據傳輸中介，簡單實用，實現對樓宇環境的實時監測。該系統檢測目標多樣且擴充性強，適用于樓宇環境檢測，具有一定的實際意義。
【附圖說明】
[0020]圖1為系統結構框圖。
[0021]圖2為電源模塊電路。
[0022]圖3為STM32F103ZET6單片機電路。
[0023]圖4為BMP180氣壓傳感器硬件電路。
[0024]圖5為監測節點軟件流程圖。
[0025]圖6為PC機數據測量顯示結果。
[0026]圖7為手機端APP數據測量顯示結果。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本實用新型的技術方案作詳細說明。
[0028]一、本實用新型硬件電路的設計:
[0029]如圖1所示，基于WIFI的樓宇環境監測系統由監測中心和多個監測節點組成，監測中心和監測節點之間通過WIFI實現數據傳輸；所述的監測節點由STM32單片機、溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器、氣壓傳感器、電源模塊和第一 WIFI模塊組成；所述的STM32單片機接收溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器和氣壓傳感器傳輸的檢測數據，并通過第一WIFI模塊檢測數據傳輸到監測中心；所述的電源模塊為STM32單片機、溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器、氣壓傳感器和第一 WIFI模塊供電。
[0030]所述的監測中心由PC機或者智能手機和第二 WIFI模塊組成；第二 WIFI模塊接收由第一 WIFI模塊傳輸的檢測數據并將其傳輸給PC機或者智能手機。
[0031]如圖2所示，在本實施方式中，電源模塊包括接線端子、LMl117-3.3線性電源、LC濾波電路，接線端子的一個引腳連接LM1117-3.3線性電源的輸入端，LM1117-3.3線性電源的輸出端連接LC濾波電路，LC濾波電路包括電解電容Cl、無極電容C2、電解電容C3、無極電容C4和電感器LI ;電解電容Cl的正極和無極電容C2的一端與LMl 117-3.3線性電源的輸出端以及電感器LI的一端連接，電解電容Cl的負極和無極電容C2的另一端接地；電解電容C3的正極和無極電容C4的一端與電感器LI的另一端連接，電解電容C3的負極和無極電容C4的另一端接地。
[0032]LMl117-3.3線性電源，紋波較小，可以增加測量系統的精確度，同時也精簡了外圍電路。在LM1117-3.3的輸出點設計了 LC濾波電路，可以進一步減小電源的紋波，提高系統的性能。
[0033]在本實施方式中，STM32單片機采用STM32F103ZET6芯片。該芯片采用了 ARM公司的Cortex-M3高性能內核，具有強勁的性能，性價比高，適合多種用途。STM32F103ZET6單片機有64KB SRAM和高達512KB的FLASH，可以滿足該系統的數據存儲與計算。該單片機含有8個定時器(其中包括基本定時器、通用定時器和高級定時器)，有3個12位的ADC以及一個12位的DAC，并且有12組通用1 口，每組1 口為16位。STM32F103ZET6具有的外部通信接口有3個SPI接口、5個UART接口以及2個I2C接口，并且含有一個FSMC。另外，STM32F103ZET6的中斷功能非常強大，所有1 口都可以作為外部中斷口，并且所有中斷優先級可以通過編程設置，在實際應用中非常方便。STM32F103ZET6單片機電路如圖3所示，STM32F103主控芯片上連接JTAG芯片、第一晶振電路、第二晶振電路和復位電路。
[0034]STM32F103主控芯片的72腳、76腳、77腳和91腳分別與JTAG芯片的14腳、12腳、16腳和17腳連接；所述JTAG芯片的19腳和20腳連接電源，8腳、4腳和2腳分別連接電阻R3、電阻R4和電阻R5后接地，