基于Arduino的遠程溫濕度檢測與煙霧報警系統設計

王波 黃昆 奉樂源 曾焰 陳宇

摘?要：本項目結合康養家居現狀，以Arduino為核心，對康養家居環境分別進行溫濕度檢測和煙霧報警，并且可以通過手機進行遠程監測，實現智能康養家居功能。

關鍵詞：Arduino;溫濕度檢測;煙霧報警;遠程

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境，通過控制燈光、馬達和其他的裝置來反饋、影響環境[1]。本項目采用Arduino開發板、檢測電路、報警電路、顯示電路、C語言來實現智能康養家居的遠程溫濕度檢測與煙霧報警系統設計。

2.系統整體設計方案

系統整體設計方案如圖1所示。傳感器采集溫度、濕度和煙霧數據，送入Arduino開發板，再通過顯示屏進行顯示，超限時蜂鳴器報警。WIFI模塊把數據傳輸到用戶手機，方便進行遠程實時監測[2]。

3.硬件設計

系統硬件主要包含Arduino UNO開發板、DHT11溫濕度傳感器、MQ-2煙霧傳感器、LCD1602液晶顯示屏、蜂鳴器、遠程WIFI模塊，通過面包板進行電路搭建，如圖2所示。

溫濕度傳感器和煙霧傳感器分別采集外界環境數據，送入Arduino開發板，通過IIC通信方式將數據傳輸到LCD1602進行顯示。當煙霧濃度達到設定閾值，蜂鳴器報警。WIFI模塊通過串口通信，將采集的溫濕度和煙霧濃度傳輸到PE端（手機）后進行顯示，且PE端可以修改閾值。

4.軟件設計

當硬件平臺建立完成，設計、開發、研究的主要任務就是編寫程序。開發程序采用Arduino IDE平臺，采用C語言進行編寫，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警程序、遠程通信程序三部分組成。利用手機端配套開發的APP，就可以實現溫濕度、煙霧實時數據采集和顯示，并通過WIFI模塊將數據傳輸到用戶手機終端，實現用戶的遠程監測[3]。

5.系統調試

按照硬件設計連接好實際電路，再將軟件下載到Arduino開發板，開始系統聯機調試。整體實物調試圖如圖3所示。

圖4為調試效果圖。本地LCD1602顯示環境溫度25.0℃、濕度46.0%;當煙霧濃度達到設定閾值時，蜂鳴器報警;手機端可以進行遠程監測（實時顯示溫濕度變化曲線和當前煙霧濃度）。

6. 結束語

本文以Arduino開發板為核心，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家居環境。本系統還可以與手機進行遠程連接通信，手機可以隨時隨地進行監控操作，實現康養家居的智能化。

參考文獻

[1]陳呂州.Arduino程序設計基礎（第2版）[M].北京：北京航空航天大學出版社，2015.

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

[3]陶成，梅瑩瑩，陶佳佳.智能家居系統的設計與應用[J].電腦知識與技術，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：測控技術與儀器。

基金項目：項目來源：攀枝花學院省級大學生創新創業訓練計劃項目，項目名稱《智能康養家居的遠程溫濕度測控與煙霧報警系統設計》，項目編號（S202111360035）。