家庭有害气体检测系统设计和实现
发布时间：2021-02-21 11:11
近年来,随着生活水平的提高和现代工业化社会的发展进步,家居环境中存在的各类有害气体,和易燃易爆气体正在威胁着人们的正常生活,对生命安全带来巨大隐患。研究具备智能化属性,支持环境自动检测和网络报警功能的家庭有害气体检测系统,对保障人们安全的生活环境具有重要意义。本文从家庭有害气体检测系统设计和实现研究课题入手,对有害气体检测系统的嵌入式软件架构设计实现,API编程接口定义,以及系统测试验证等关键技术内容进行了深入的研究和探索。本文主要内容如下:（1）设计了家庭有害气体检测系统的整体架构。首先对有害气体检测系统的系统功能需求、非功能性需求和约束需求进行分析。然后设计了软件平台各个功能模块,最后提出检测系统软件架构。（2）实现了家庭有害气体检测系统嵌入式软件程序。软件程序包括硬件抽象层（HAL）,中间件（Middleware）和应用层（Application）各个部分的代码。系统采用STM32硬件平台,使用STM32 HAL硬件抽象层接口开发驱动程序。移植了FatFS文件系统,emWin图形库,FreeRTOS实时操作系统中间件。根据有害气体检测系统的需求,实现了多线程任务,完成有害气体检测...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MQ-135有害气体传感器
第二章有害气体检测系统的概念和实现技术7图2-2DHT-22温湿度传感器2.4有害气体检测系统的实现技术早期的有害气体检测系统，多使用单片机技术作为系统的载体。随着半导体技术的进步，某些嵌入式处理器芯片的成本已经和高级单片机的成本差不多。而嵌入式系统可以提供容量更大的存储器，更强的运算性能和外设扩展能力。采用嵌入式系统设计的有害气体检测系统会越来越多。2.4.1基于单片机技术的实现单片机技术实现的有害气体检测系统大多使用诞生于上世纪80年代的8051微处理器内核。8051内核单片机是一种复杂指令集的处理器内核，单片机内置的存储器ROM和RAM都比较小，只有几K字节，IO只有几个到十几个不等，内置的外设控制器也很少，无法扩展复杂的通信和存储能力。所以可以实现的功能非常有限。使用单片机技术设计的有害气体检测系统成本较低，大多应用于工业控制领域，只需要完成简单的数据采集任务即可。如图2-3所示是STC8051内核单片机。图2-3STC8051内核单片机
第二章有害气体检测系统的概念和实现技术7图2-2DHT-22温湿度传感器2.4有害气体检测系统的实现技术早期的有害气体检测系统，多使用单片机技术作为系统的载体。随着半导体技术的进步，某些嵌入式处理器芯片的成本已经和高级单片机的成本差不多。而嵌入式系统可以提供容量更大的存储器，更强的运算性能和外设扩展能力。采用嵌入式系统设计的有害气体检测系统会越来越多。2.4.1基于单片机技术的实现单片机技术实现的有害气体检测系统大多使用诞生于上世纪80年代的8051微处理器内核。8051内核单片机是一种复杂指令集的处理器内核，单片机内置的存储器ROM和RAM都比较小，只有几K字节，IO只有几个到十几个不等，内置的外设控制器也很少，无法扩展复杂的通信和存储能力。所以可以实现的功能非常有限。使用单片机技术设计的有害气体检测系统成本较低，大多应用于工业控制领域，只需要完成简单的数据采集任务即可。如图2-3所示是STC8051内核单片机。图2-3STC8051内核单片机
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32的数据采集系统的设计与实现[J]. 张焕梅,郭芸俊,叶瑶. 山西电子技术. 2019(01)
[2]嵌入式软件静态测试方法研究[J]. 赵正旭,梅成芳,张强. 计算机技术与发展. 2019(03)
[3]emWin GUI的RFID手持终端界面设计[J]. 张绍维,吴春然. 单片机与嵌入式系统应用. 2018(05)
[4]嵌入式软件覆盖测试综述[J]. 郭旺. 软件导刊. 2017(03)
[5]实时操作系统FreeRTOS移植的实验研究[J]. 夏鑫,张果,王剑平,杨晓洪. 化工自动化及仪表. 2016(07)
[6]MDK环境下基于Cortex-M3的FreeRTOS移植[J]. 刘湘云,吴舒辞. 长沙民政职业技术学院学报. 2013(04)
[7]基于SD卡的FATFS文件系统的研究与应用[J]. 崔鹏伟,闫学文. 工业控制计算机. 2013(11)
[8]基于STM32的嵌入式测控系统设计[J]. 丁力,宋志平,徐萌萌,陶灿辉. 中南大学学报(自然科学版). 2013(S1)
[9]一种基于STM32的智能家居控制系统[J]. 陈致远,朱叶承,周卓泉,祝磊. 电子技术应用. 2012(09)
[10]基于ARM的嵌入式系统开发方法及其应用研究[J]. 陆莲芳. 软件导刊. 2012(07)
硕士论文
[1]嵌入式系统底层软硬件可靠性保障技术研究及其应用[D]. 王源源.电子科技大学 2012
本文编号：3044267
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MQ-135有害气体传感器
第二章有害气体检测系统的概念和实现技术7图2-2DHT-22温湿度传感器2.4有害气体检测系统的实现技术早期的有害气体检测系统，多使用单片机技术作为系统的载体。随着半导体技术的进步，某些嵌入式处理器芯片的成本已经和高级单片机的成本差不多。而嵌入式系统可以提供容量更大的存储器，更强的运算性能和外设扩展能力。采用嵌入式系统设计的有害气体检测系统会越来越多。2.4.1基于单片机技术的实现单片机技术实现的有害气体检测系统大多使用诞生于上世纪80年代的8051微处理器内核。8051内核单片机是一种复杂指令集的处理器内核，单片机内置的存储器ROM和RAM都比较小，只有几K字节，IO只有几个到十几个不等，内置的外设控制器也很少，无法扩展复杂的通信和存储能力。所以可以实现的功能非常有限。使用单片机技术设计的有害气体检测系统成本较低，大多应用于工业控制领域，只需要完成简单的数据采集任务即可。如图2-3所示是STC8051内核单片机。图2-3STC8051内核单片机
第二章有害气体检测系统的概念和实现技术7图2-2DHT-22温湿度传感器2.4有害气体检测系统的实现技术早期的有害气体检测系统，多使用单片机技术作为系统的载体。随着半导体技术的进步，某些嵌入式处理器芯片的成本已经和高级单片机的成本差不多。而嵌入式系统可以提供容量更大的存储器，更强的运算性能和外设扩展能力。采用嵌入式系统设计的有害气体检测系统会越来越多。2.4.1基于单片机技术的实现单片机技术实现的有害气体检测系统大多使用诞生于上世纪80年代的8051微处理器内核。8051内核单片机是一种复杂指令集的处理器内核，单片机内置的存储器ROM和RAM都比较小，只有几K字节，IO只有几个到十几个不等，内置的外设控制器也很少，无法扩展复杂的通信和存储能力。所以可以实现的功能非常有限。使用单片机技术设计的有害气体检测系统成本较低，大多应用于工业控制领域，只需要完成简单的数据采集任务即可。如图2-3所示是STC8051内核单片机。图2-3STC8051内核单片机
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32的数据采集系统的设计与实现[J]. 张焕梅,郭芸俊,叶瑶. 山西电子技术. 2019(01)
[2]嵌入式软件静态测试方法研究[J]. 赵正旭,梅成芳,张强. 计算机技术与发展. 2019(03)
[3]emWin GUI的RFID手持终端界面设计[J]. 张绍维,吴春然. 单片机与嵌入式系统应用. 2018(05)
[4]嵌入式软件覆盖测试综述[J]. 郭旺. 软件导刊. 2017(03)
[5]实时操作系统FreeRTOS移植的实验研究[J]. 夏鑫,张果,王剑平,杨晓洪. 化工自动化及仪表. 2016(07)
[6]MDK环境下基于Cortex-M3的FreeRTOS移植[J]. 刘湘云,吴舒辞. 长沙民政职业技术学院学报. 2013(04)
[7]基于SD卡的FATFS文件系统的研究与应用[J]. 崔鹏伟,闫学文. 工业控制计算机. 2013(11)
[8]基于STM32的嵌入式测控系统设计[J]. 丁力,宋志平,徐萌萌,陶灿辉. 中南大学学报(自然科学版). 2013(S1)
[9]一种基于STM32的智能家居控制系统[J]. 陈致远,朱叶承,周卓泉,祝磊. 电子技术应用. 2012(09)
[10]基于ARM的嵌入式系统开发方法及其应用研究[J]. 陆莲芳. 软件导刊. 2012(07)
硕士论文
[1]嵌入式系统底层软硬件可靠性保障技术研究及其应用[D]. 王源源.电子科技大学 2012
本文编号：3044267
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