基于stm32f103的仓库值守报警系统设计与实现【字数：8575】
摘 要本课题将在国内外现有的发展基础上，对目前市面上大多数仓库值守报警控制系统产品的资料进行查阅后，制订了一系列适合于本课题的预期实现目标，并最终成功设计出一款仓库值守报警控制系统，选用了中低端定位的微型处理器芯片STM32微处理器来作为主控核心，并结合LCD1602液晶屏、DS18B20温度检测器、ADC0832采样芯片、MQ-2烟雾气体传感器和蜂鸣器等一系列高性能元器件，设计出一款实现对仓库内的烟雾浓度值以及温度值等数据进行检测并且当数值出现异常时进行报警等功能的仓库值守报警控制系统。本课题考虑到为了实现较高的性价比参数，尽量选用了能够满足本课题需求的STM32微处理器芯片，并对一些市面上常用的并且资料丰富的高性价比元器件进行了选购，经过了一系列的软硬件系统设计后，成功实现了一款工作性能稳定并且具有高性价比的仓库值守报警控制系统，非常适合推向市面上进行推广。
目录
一、 引言 1
（一） 仓库值守报警系统的发展背景 1
（二） 仓库值守报警系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 仓库值守报警系统的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 仓库值守报警系统主控电路设计 4
（二） 仓库烟雾检测电路设计 5
（三） 仓库温度采集电路设计 7
（四） 值守系统的液晶显示电路设计 8
（五） 声光报警电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 仓库值守报警系统的主程序流程设计 11
（二） 仓库烟雾检测子程序流程设计 12
（三） 液晶驱动子程序流程设计 12
（四） 仓库温度采集子程序设计 13
（五） 声光报警信号输出流程设计 14
五、 实物的安装调试 15
总结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
仓库值守报警系统的发展背景
本课题将要设 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
计的这款仓库值守报警控制系统是科学技术飞速发展后的一个必然产物，虽然在此之前这种控制系统的相关产品已经出现，但是越来越多的用户已经无法满足于这些产品的实现现状，相比于他们每天都在使用的智能手机、智能仪器来说，仓库值守报警控制系统的智能程度还远远无法达到这个阶段，而且大多数生产企业对于这种控制系统的研发没有使用到最为先进的技术，包括控制系统、硬件传感器以及算法流程等，这主要是因为一些企业考虑到仓库值守报警控制系统的成本因素，无法投入大量的研发成本去无止尽的提升系统性能，同时考虑到大多数用户的消费水平，只能采用性价比最高的研发方案来对仓库值守报警控制系统进行设计。仓库值守报警控制系统设计的关键在于对其内部主控微处理器的选择方面，对目前市面上大多数的仓库值守报警控制系统进行调研之后可以发现，三十二位机已经在大多数的微型系统中开始广泛使用，其中多核并行运行的ARM架构更是一些嵌入式系统中常用的控制架构，这种多核共同工作的模式能够大幅度的提升微型系统的运算速度，受到手持设备以及需要海量运算的电子仪器的青睐，另外越来越多的大型企业开始了六十四位机的研究，在不久的将来一旦这种性能更高的微处理器被研发出来，那么仓库值守报警控制系统的工作性能能够再次发生一个质的飞跃，另外在仓库值守报警控制系统内部，软件程序的工作效率也在近些年来不断被提升，在过去一段时间内很多用户反应仓库值守报警控制系统在长时间工作状态下会不可避免的发生一系列的死机或者运算错误等现象，这常常是由于编程者在编写代码时产生了没有注意到的细节，导致程序在运行过程中或多或少的出现数组越界等现象，长时间运行后必将导致司机或者工作错误的现象。STM32微处理器是在微处理器技术刚兴起时就已经出现，在此期间经历了不断的优化和发展，其内部结构框架已经被优化的非常完善，在仓库值守报警控制系统的发展历程中，出现了很多以STM32微处理器来作为其内部主控核心的产品，通过资料的查阅可以知道，设计者主要考虑到了STM32微处理器不但拥有强大的控制性能，而且价格也相对比较低，是仓库值守报警控制系统微处理器的首要选择，所以经过长年的发展后，大多数通过STM32微处理器来作为主控并且具有高端性能的仓库值守报警控制系统设计开发资料都能够被人们免费查阅，这也在某种程度上促进了以STM32微处理器作为主控的仓库值守报警控制系统的进一步发展。
仓库值守报警系统的国内外发展现状
目前国内外对于仓库值守报警控制系统的研究方法侧重点有所差别，国外的研究者主要将研究重心放在了如何研发出更高性能的微处理器并发挥出其最大的性能，使得微处理器芯片能够在仓库值守报警控制系统中发挥出最大的控制功效，从而实现非常智能的功能；国内的研究者则主要将重点放在了对新型传感器的研发，到目前为止已经研发出了多种用于仓库值守报警控制系统中的传感器，这些传感器在外形体积、功耗性能以及使用稳定性等参数方面都具有突出的表现。
本文主要研究内容
本文在论文结构方面主要划分成五大部分，首先对本课题将要设计的这款仓库值守报警控制系统的发展历程以及每个重要阶段能够实现的最佳性能进行归纳总结，找寻出前人是如何通过中低端性能器件设计出高性能的仓库值守报警控制系统的。论文的第二部分主要对本课题将要使用的实现方案以及系统的大体结构和信号流通关系进行设计，并且通过绘制模块框图来阐述方案设计方法。随后本课题通过对STM32主控微处理器和各个功能模块的电路构建，实现整个硬件系统，在设计过程中将整个硬件系统划分成了微处理器最小系统电路、LCD1602液晶屏电路、DS18B20温度传感器电路、模数转换电路、MQ2烟雾浓度检测电路和报警信号生成电路等。硬件系统设计完成后则对软件系统进行了设计，使用C语言构建程序代码，从而实现对各个功能电路的控制。
仓库值守报警系统的方案设计
本课题设计的这款采用STM32微处理器来作为控制器的仓库值守报警控制系统在方案方面将采用下图中的系统结构框图的架构来实现，在设计方案方面采用了自上而下的设计思路，即将所有要实现的预期功能指标划分成单独的功能模块，通过对各个功能模块的分别设计，最后按照下图中的架构连接关系实现汇总，如下图的架构框图所示，STM32微处理器最小系统将作为核心部分，其周围的各个功能模块的作用可以描述为：LCD1602液晶显示电路用于实现对检测到的烟雾浓度值以及仓库温度值等数据进行高清晰显示的功能，DS18B20温度传感器电路用于实现对仓库内环境温度检测的功能，烟雾气体浓度检测电路采用MQ2传感器，用于实现检测仓库环境中的烟雾浓度的功能，ADC0832转换器电路用于实现对MQ2烟雾浓度传感器输出的模拟电压信号进行采集，声光报警电路用于实现当仓库内环境参数出现异常时进行报警的功能。
目录
一、 引言 1
（一） 仓库值守报警系统的发展背景 1
（二） 仓库值守报警系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 仓库值守报警系统的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 仓库值守报警系统主控电路设计 4
（二） 仓库烟雾检测电路设计 5
（三） 仓库温度采集电路设计 7
（四） 值守系统的液晶显示电路设计 8
（五） 声光报警电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 仓库值守报警系统的主程序流程设计 11
（二） 仓库烟雾检测子程序流程设计 12
（三） 液晶驱动子程序流程设计 12
（四） 仓库温度采集子程序设计 13
（五） 声光报警信号输出流程设计 14
五、 实物的安装调试 15
总结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
仓库值守报警系统的发展背景
本课题将要设 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
计的这款仓库值守报警控制系统是科学技术飞速发展后的一个必然产物，虽然在此之前这种控制系统的相关产品已经出现，但是越来越多的用户已经无法满足于这些产品的实现现状，相比于他们每天都在使用的智能手机、智能仪器来说，仓库值守报警控制系统的智能程度还远远无法达到这个阶段，而且大多数生产企业对于这种控制系统的研发没有使用到最为先进的技术，包括控制系统、硬件传感器以及算法流程等，这主要是因为一些企业考虑到仓库值守报警控制系统的成本因素，无法投入大量的研发成本去无止尽的提升系统性能，同时考虑到大多数用户的消费水平，只能采用性价比最高的研发方案来对仓库值守报警控制系统进行设计。仓库值守报警控制系统设计的关键在于对其内部主控微处理器的选择方面，对目前市面上大多数的仓库值守报警控制系统进行调研之后可以发现，三十二位机已经在大多数的微型系统中开始广泛使用，其中多核并行运行的ARM架构更是一些嵌入式系统中常用的控制架构，这种多核共同工作的模式能够大幅度的提升微型系统的运算速度，受到手持设备以及需要海量运算的电子仪器的青睐，另外越来越多的大型企业开始了六十四位机的研究，在不久的将来一旦这种性能更高的微处理器被研发出来，那么仓库值守报警控制系统的工作性能能够再次发生一个质的飞跃，另外在仓库值守报警控制系统内部，软件程序的工作效率也在近些年来不断被提升，在过去一段时间内很多用户反应仓库值守报警控制系统在长时间工作状态下会不可避免的发生一系列的死机或者运算错误等现象，这常常是由于编程者在编写代码时产生了没有注意到的细节，导致程序在运行过程中或多或少的出现数组越界等现象，长时间运行后必将导致司机或者工作错误的现象。STM32微处理器是在微处理器技术刚兴起时就已经出现，在此期间经历了不断的优化和发展，其内部结构框架已经被优化的非常完善，在仓库值守报警控制系统的发展历程中，出现了很多以STM32微处理器来作为其内部主控核心的产品，通过资料的查阅可以知道，设计者主要考虑到了STM32微处理器不但拥有强大的控制性能，而且价格也相对比较低，是仓库值守报警控制系统微处理器的首要选择，所以经过长年的发展后，大多数通过STM32微处理器来作为主控并且具有高端性能的仓库值守报警控制系统设计开发资料都能够被人们免费查阅，这也在某种程度上促进了以STM32微处理器作为主控的仓库值守报警控制系统的进一步发展。
仓库值守报警系统的国内外发展现状
目前国内外对于仓库值守报警控制系统的研究方法侧重点有所差别，国外的研究者主要将研究重心放在了如何研发出更高性能的微处理器并发挥出其最大的性能，使得微处理器芯片能够在仓库值守报警控制系统中发挥出最大的控制功效，从而实现非常智能的功能；国内的研究者则主要将重点放在了对新型传感器的研发，到目前为止已经研发出了多种用于仓库值守报警控制系统中的传感器，这些传感器在外形体积、功耗性能以及使用稳定性等参数方面都具有突出的表现。
本文主要研究内容
本文在论文结构方面主要划分成五大部分，首先对本课题将要设计的这款仓库值守报警控制系统的发展历程以及每个重要阶段能够实现的最佳性能进行归纳总结，找寻出前人是如何通过中低端性能器件设计出高性能的仓库值守报警控制系统的。论文的第二部分主要对本课题将要使用的实现方案以及系统的大体结构和信号流通关系进行设计，并且通过绘制模块框图来阐述方案设计方法。随后本课题通过对STM32主控微处理器和各个功能模块的电路构建，实现整个硬件系统，在设计过程中将整个硬件系统划分成了微处理器最小系统电路、LCD1602液晶屏电路、DS18B20温度传感器电路、模数转换电路、MQ2烟雾浓度检测电路和报警信号生成电路等。硬件系统设计完成后则对软件系统进行了设计，使用C语言构建程序代码，从而实现对各个功能电路的控制。
仓库值守报警系统的方案设计
本课题设计的这款采用STM32微处理器来作为控制器的仓库值守报警控制系统在方案方面将采用下图中的系统结构框图的架构来实现，在设计方案方面采用了自上而下的设计思路，即将所有要实现的预期功能指标划分成单独的功能模块，通过对各个功能模块的分别设计，最后按照下图中的架构连接关系实现汇总，如下图的架构框图所示，STM32微处理器最小系统将作为核心部分，其周围的各个功能模块的作用可以描述为：LCD1602液晶显示电路用于实现对检测到的烟雾浓度值以及仓库温度值等数据进行高清晰显示的功能，DS18B20温度传感器电路用于实现对仓库内环境温度检测的功能，烟雾气体浓度检测电路采用MQ2传感器，用于实现检测仓库环境中的烟雾浓度的功能，ADC0832转换器电路用于实现对MQ2烟雾浓度传感器输出的模拟电压信号进行采集，声光报警电路用于实现当仓库内环境参数出现异常时进行报警的功能。
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