fastbond环境检测之一氧化碳检测器

内容介绍

实物图

一、简介

本项目的主要功能是监测工厂中的一氧化碳的浓度，酒精的浓度，设备的温度，还有空气中的温度和湿度，在屏幕上显示出来，也可以通过WiFi在电脑端显示出来。

二、硬件

主控芯片：意法半导体

STM32F103VCT6

WIFI模块：乐鑫

ESP8266

降压芯片：Maxim （本次活动推荐芯片）

MAX17624

低压温度传感器：ADI （本次活动推荐芯片）

TMP36

温湿度传感器：

DHT22

酒精浓度传感器：

MQ-3

空气质量传感器：

MQ-135

屏幕显示：

ST7735

三、一氧化碳对人体的危害

一氧化碳是种无色、无味的气体，吸入后对人体有十分大的伤害。它会结合血红蛋白生成碳氧血红蛋白导致人缺氧。随着现代工业的发展、城市化的进程加快以及车辆的普及，工业上的有害气体大量产生，其中最常见的便是一氧化碳，暴露在过量一氧化碳中可能严重损害心脏和中枢神经系统，会有后遗症。因此对一氧化碳浓度的检测研究是必不可少的。

1、一氧化碳是细胞原浆毒物，对全身组织均有直接的毒性作用，一氧化碳还可以直接抑制细胞内呼吸过程，导致细胞内缺氧。

2、一氧化碳可以引起组织缺氧，一氧化碳与血红蛋白有巨大的亲和力，可以使血浆中氧合血红蛋白急剧下降，使血液运氧发生障碍，导致低氧血症，引起组织缺氧。

3、一氧化碳与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白后不易解离，可以加重组织缺氧，而且碳氧血红蛋白对人体的脏器和组织细胞均有持久的毒性作用。

4、由于急性低氧血症、高碳氧血红蛋白血症和一氧化碳的直接毒性作用，可以导致心、脑、肝、肾等机体多脏器损害，严重病人会引起迟发性脑病。

四、使用的软件

主控芯片的编程软件是Keil，Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境(uVision)将这些部分组合在一起。

PCB及原理图由立创EDA绘制，立创EDA是一个用心为中国人定制的电路板开发平台，高效的在线电子设计工具，永久免费，同时支持多操作系统Windows、苹果Mac、Linux 。它能够绘制出美观的电路图，吸引电子工程师，学生，无线电爱好者的使用，从电路原理图无缝转换PCB图。

五、原理图及PCB

该原理图为ESP8266核心板，使用的降压芯片为Maxim的MAX17624，5V输入，3.3V输出，最高可达1A的电流。

Fr3juprIR0gnKCnMn1GSo5eqTKLp FrwxieOVKBdUnXU3144rM6uqBBhi

六、驱动代码

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * <h2><center>&copy; Copyright (c) 2021 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.</center></h2>
  *
  * This software component is licensed by ST under BSD 3-Clause license,
  * the "License"; You may not use this file except in compliance with the
  * License. You may obtain a copy of the License at:
  *                        opensource.org/licenses/BSD-3-Clause
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "adc.h"
#include "tim.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"

#include "oled.h"
#include "pic.h"
#include "dht22.h"
#include "beepoff.h"
#include "beepon.h"
/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
#define ESP8266_IP 		"192.168.68.199"
#define ESP8266_Port  "8000"

__IO uint16_t ADC0_ConvertedValue;
__IO uint16_t ADC1_ConvertedValue;
__IO uint16_t ADC2_ConvertedValue;
extern ADC_HandleTypeDef hadc1;
extern ADC_HandleTypeDef hadc2;
extern ADC_HandleTypeDef hadc3;
extern char HumitureData[5];
static int BeepFlag = 0;
/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
const unsigned char  *point;
/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
	int ADC0_Vol = 0; 
	int ADC1_Vol = 0;
	int ADC2_Vol = 0;
	char cStr[100] = { 0 };
	float T,RH;
  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  MX_ADC1_Init();
  MX_TIM6_Init();
  MX_ADC2_Init();
  MX_ADC3_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	HAL_ADC_Start(&hadc1);
	HAL_ADC_Start(&hadc2);
	HAL_ADC_Start(&hadc3);
	LCD_Init();//LCD初始化
	LCD_Fill(0,0,LCD_W,LCD_H,WHITE);
	
	LCD_ShowChinese(5,0,"酒精浓度",BLACK,WHITE,16,0);
	LCD_ShowString(93,0,"mg/100ml",BLACK,WHITE,16,0);
	
	LCD_ShowString(20,16,"CO",BLACK,WHITE,16,0);
	LCD_ShowChinese(37,16,"浓度",BLACK,WHITE,16,0);
	LCD_ShowString(101,16,"PPM",BLACK,WHITE,16,0);
	
	LCD_ShowChinese(5,32,"设备温度",BLACK,WHITE,16,0);
	LCD_ShowChinese16x16(101,32,"℃",BLACK,WHITE,16,0);	
	
	LCD_ShowChinese(5,48,"温度",BLACK,WHITE,16,0);
	LCD_ShowChinese16x16(78,48,"℃",BLACK,WHITE,16,0);	
	
	LCD_ShowChinese(5,64,"湿度",BLACK,WHITE,16,0);
	LCD_ShowString(78,64,"%",BLACK,WHITE,16,0);
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
	HAL_Delay(2000);
	HAL_Delay(2000);
	HAL_Delay(2000);
	sprintf ( cStr,"AT+CIPSTART=\"%s\",\"%s\",%s", "TCP", ESP8266_IP, ESP8266_Port );
	printf("%s\r\n", cStr);
	HAL_Delay(2000);
	printf("AT+CIPMODE=1\r\n");
	HAL_Delay(2000);
	printf("AT+CIPSEND\r\n");
  while (1)
  {
		Humitureoutput();
		
		ADC0_ConvertedValue = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
		ADC1_ConvertedValue = HAL_ADC_GetValue(&hadc2);
		ADC2_ConvertedValue = HAL_ADC_GetValue(&hadc3);
		
		ADC0_Vol = ADC0_ConvertedValue * 3.3/4096*5;//PA0,酒精浓度传感器：ad值*3.3/4096*25
		ADC1_Vol = ((ADC1_ConvertedValue * 3300/4096)-500)/10;//PA1,温度传感器：ad值转换成电压值（mv）-500/10
		ADC2_Vol = ADC2_ConvertedValue * 3.3/4096*15;//PA2,气体浓度传感器：ad值*3.3/4096*25
		T = (float)(HumitureData[2]*256+HumitureData[3])/10;
		RH = (float)(HumitureData[0]*256+HumitureData[1])/10;
		if(ADC0_Vol < 30)
		{
			LCD_ShowIntNum(69,0,ADC0_Vol,3,BLACK,WHITE,16);//酒精浓度	
		}else{
			LCD_ShowIntNum(69,0,ADC0_Vol,3,RED,WHITE,16);//酒精浓度	
			BeepFlag = 1;
		}
		if(ADC2_Vol < 50)
		{
			LCD_ShowIntNum(69,16,ADC2_Vol,4,BLACK,WHITE,16);//CO浓度
		}else{
			LCD_ShowIntNum(69,16,ADC2_Vol,4,RED,WHITE,16);//CO浓度
			BeepFlag = 1;
		}
		if(ADC1_Vol < 80)
		{
			LCD_ShowIntNum(69,32,ADC1_Vol,4,BLACK,WHITE,16);//设备温度	
		}else{
			LCD_ShowIntNum(69,32,ADC1_Vol,4,RED,WHITE,16);//设备温度	
			BeepFlag = 1;
		}
		if(T < 35)
		{
			LCD_ShowFloatNum1(38,48,T,4,BLACK,WHITE,16);//温度	
		}else{
			LCD_ShowFloatNum1(38,48,T,4,RED,WHITE,16);//温度
			BeepFlag = 1;
		}
		if(RH < 70)
		{
			LCD_ShowFloatNum1(38,64,RH,4,BLACK,WHITE,16);//湿度	
		}else{
			LCD_ShowFloatNum1(38,64,RH,4,RED,WHITE,16);//湿度	
			BeepFlag = 1;
		}
		
		if(BeepFlag == 1)
		{
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, BEEP_Pin, GPIO_PIN_SET);//打开蜂鸣器
			LCD_ShowPicture(120,40,40,40,gImage_beepon);//图片显示：蜂鸣器打开
		}else{
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, BEEP_Pin, GPIO_PIN_RESET);//关闭蜂鸣器
			LCD_ShowPicture(120,40,40,40,gImage_beepoff);//图片显示：蜂鸣器关闭
		}
		BeepFlag = 0;
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
		HAL_Delay(500);
		HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);
		HAL_Delay(500);
		HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);
		
		printf("\r\n");
		printf("酒精浓度：%dmg/100ml\r\n",ADC0_Vol);
		printf("设备温度：%d℃\r\n",ADC1_Vol);
		printf(" CO 浓度：%dppm\r\n",ADC2_Vol);
		printf("    温度：%.2f℃\r\n",T);
		printf("    湿度：%.2f％\r\n",RH);
		printf("\r\n");
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
  RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC;
  PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCPCLK2_DIV6;
  if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

七、总结

终于在最后几天的时间内完成了这个项目，之前一直忙于自己的事，没时间做，拖到现在，还好活动延期，赶出来了，虽然复杂度不高，但也是自己完成的一个小项目，期待下次的活动，希望越办越好