一、项目介绍与设计思路 

现今社会，科技日新月异，生活水平慢慢提高，电子产品成为咱们生活不可缺少的一部分。可是，任何东西都是一把双刃剑；在给我们带来无穷欢乐时候，一样包括着痛楚；再给我们带来平安的同时，一样掩藏着危险。电子产品的丰硕种类，一样引发了各类火灾的产生，咱们要本着“防患于未然”的心态，将之抹杀在萌芽当中。不断地创新、完善家庭火灾报警装置系统，使得它成为咱们日常生活中平安靠得住的平安管家。通过设计一个以 ESP32 单片机为核心的火灾报警器能够实现声报警、故障自诊断、浓度显示、报警限设置、延时报警等功能。是一种结构简单、性能稳固、利用方便、价钱低廉、智能化的火灾报警器，具有必然的有效价值。ESP32 用作主控制器，它是一个 Wi-Fi 模块，可以轻松连接到互联网，因此可以通过开发小程序借助手机提醒人们火灾的发生。

二、市场介绍 

火灾报警器可保障生产与生活的平安，幸免火灾和爆炸事故和煤气中毒的发生，具有广漠的市场空间与进展前景。由于实现了对一般环境中烟雾浓度和温度的实时监控，因此具有超级普遍的意义，能普遍应用于居民家庭、企事业单位等多方面的平安防范。

三、方案框图

根据大赛规则，使用 DigiKey 推出的 Scheme-it 来设计框图，非常的简单好用，里面自带了很多库!本项目的主要框图如下，框图设计链接为：

https://www.digikey.cn/schemeit/project/esp32家庭火灾报警器框图-694d758a22c3484a82f58e81e686f29c

四、主要元器件介绍

ESP32-WROOM-32UE 是通用型 Wi-Fi + Bluetooth + Bluetooth LE MCU 模组，功能 强大，用途广泛，可以用于低功耗传感器网络和要求极高的任务，例如语音编码、音频流 和 MP3 解码等。内置 ESP32-D0WD-V3 芯片，Xtensa 双核 3 位 LX6 微处理器，支持 高达 240 MHz 的时钟频率。ESP32 还集成了主富的外设，包括 SD 卡、UART、SPI、 SDIO、I2C、LED PWM、电机 PWM、I2S、IR、脉冲计数器、GPIO、电容式触摸 传感 器、ADC、DAC、TWAI®（兼容 ISO 11898-1， 即 CAN 规范 2.0）WIFI 协议支持 802.11b/g/n，802.11n 模式下数据速率高达 150 Mbps，支持 A-MPDU 和 A-MSDU 聚 合，0.4 µs 保护间隔，工作信道中心频率范围：2412 ~ 2484 MHz。模组集成了传统蓝牙、 低功耗蓝牙和 Wi-Fi，具有广泛的用途：Wi-Fi 支持极大范围的通信连接，也支持通过路 由 器直接连接互联网；而蓝牙可以让用户连接手机或者广播 BLE Beacon 以便于信号检 测。ESP32 芯片的睡眠电 流小于 5 µA，使其适用于电池供电的可穿戴电子设备。模组支 持的数据传输速率高达 150 Mbps，天线输出功 率达到 20 dBm，可实现最大范围的无线 通信。因此，这款模组具有行业领先的技术规格，在高集成度、无线传 输距离、功耗以及 网络联通等方面性能极佳。 ESP32 的操作系统是带有 LwIP 的 freeRTOS，还内置了带有 硬件加速功能的 TLS 1.2。芯片同时支持 OTA 加密 升级，方便用户在产品发布之后继续 升级。

ADPD188BI 是一套利用光学双波长技术进行烟雾探测的完整测光系统。该模块集成 了高效光度学前端、两个发光二极管 (LED) 和两个光电二极管 (PD)。这些器件密封在自 定义封装中，可防止 LED 发出的光线在进入烟雾探测腔之前直接照射到光电二极管。 其应用特定集成电路 (ASC) 的前端包含一个控制块、一个配备 20 位脉冲蓄能器的 14 位模数转换器 (ADC) 和三个可独立控制的灵活 LED 驱动器。控制电路包括灵活的 LED 信号传递和同步检测功能。模拟前端 (AFE) 具有抑制调制干扰导致信号失调和破坏(通常 由环境光所致)的一流特性。数据输出和功能配置通过 1.8 V I2C 接口或串行外设接口 (SPI) 端口进行。

MAX31820 环境温度传感器提供 9 位至 12 位摄氏温度测量， 在+10°C 至+45°c 温 度范围下的精度为士 0.5°C; 在-55°c 至 +125°C 整个工作温度范围内，器件的精度为士 2.0°c。 器件利用 1-Wire@总线进行通信，只需要一根数据线(及地)即可与中央控制器通 信。此外，器件可直接由数据线供电(“寄生供电”),省去外部电源。器件引脚非常少，能够 采用 3 引脚 T-92 封装。该封装尺寸允许器件置于电路板上方，采用与表贴封装器件不同 的方式测量系统的环境温度。每片 MAX31820 具有唯一的 64 位序列号，多个 MAX31820 可以工作在同一 1-Wire 总线。因此，通过一个微控制器可以方便地控制多个 分布在较大区域的器件。

五、心得体会

首先非常感谢硬禾学堂与DigiKey联合为我们提供的这次参赛机会。作为一个没有参加过电子设计大赛的人来说，FastBond第2季 - How2Make设计大赛给我提供了一个非常好的实践平台，同时大赛的指导可以说是无微不至，从入门到精通，平台上都有十分详细的讲解。衷心祝愿大赛越办越好！