stm32的智能物联网宿舍系统的设计与开发【字数：11295】
摘 要如今，智能家居系统已逐渐进入人们的生活并得到较为广泛的应用，同时也逐渐进入大学生的宿舍生活。为了将智能家居系统运用到大学生宿舍生活中，从而提高大学生宿舍生活质量，故开发一款基于STM32的智能物联网宿舍管理系统。事实上，本系统的实质就是一个小型的智能家居系统。本系统的核心是STM32微处理器，利用STM32F103ZET6单片机、ESP8266 WIFI模块、RC522 RFID模块、DHT11温湿度传感器、光敏传感器、MQ-2烟雾传感器及MAX30100心率血氧传感器，在Keil uVision5开发环境中用C语言对各个模块编程从而实现系统功能，以及在Android Studio开发环境中用Java语言进行编程，完成在手机APP上显示相关数据的功能。智能物联网宿舍管理系统主要分为智能门禁系统和健康监测系统，两个子系统主要依赖的是各传感器与模块。其中，除了采用STM32外，智能门禁系统采用RFID模块，通过刷ID卡进行身份认证；健康监测系统则是采用上述的各个传感器模块进行室内环境监测和身体健康状况监测，以及在手机APP上控制宿舍灯的亮灭。本系统最终实现了以上的各个功能，通过在大学生宿舍中运用本系统，使得宿舍生活更加智能化、便捷化。
目 录
1 引言 1
1.1 课题来源与背景 1
1.2 课题的目的与意义 1
1.3 拟采用的技术路线 1
1.4 论文结构安排 2
2 系统需求分析 3
2.1 功能需求 3
2.2 可行性分析 4
2.3性能需求 4
2.4 本章小结 5
3 系统概要设计 6
3.1 系统功能结构设计 6
3.2 系统用例分析与设计 6
3.3 系统流程 9
3.4 本章小结 10
4 数据库设计 11
4.1 概念模型设计 11
4.2 逻辑模型设计 12
4.3 物理模型设计 12
4.4 本章小结 13
5 系统详细设计 14
5.1 智能门禁系统模块设计 14
5.1.1 设计思路 14
5 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
.1.2 程序流程 14
5.1.3 关键代码 15
5.1.4 其他（包括设计中的编程方法、技巧和注意点等） 16
5.2 DHT11温湿度传感器模块设计 17
5.2.1 设计思路 17
5.2.2 程序流程 18
5.2.3 关键代码 18
5.2.4 其他（包括设计中的编程方法、技巧和注意点等） 21
5.3 光敏传感器模块设计 21
5.3.1 设计思路 21
5.3.2 程序流程 22
5.3.3 关键代码 22
5.3.4 其他（包括设计中的编程方法、技巧和注意点等） 23
5.4 MQ2烟雾传感器模块设计 23
5.4.1 设计思路 23
5.4.2 程序流程 24
5.4.3 关键代码 24
5.4.4 其他（包括设计中的编程方法、技巧和注意点等） 25
5.5 MAX30100人体心率血氧模块设计 26
5.5.1 设计思路 26
5.5.2 程序流程 26
5.5.3 关键代码 26
5.5.4 其他（包括设计中的编程方法、技巧和注意点等） 28
5.6 本章小结 30
6 系统开发对社会的影响 31
6.1 社会人文方面的影响 31
6.1.1 存在的好处 31
6.1.2 风险分析 31
6.1.3 规避风险的措施 31
6.2 经济方面的影响 31
6.2.1 存在的好处 31
6.2.2 风险分析 32
6.2.3 规避风险的措施 32
6.3 环境方面的影响 32
6.3.1 存在的好处 32
6.3.2 风险分析 32
6.3.3 规避风险的措施 32
6.4 本章小结 32
结 语 33
参考文献 34
致 谢 35
1 引言
1.1 课题来源与背景
本课题根据智能家居的发展现状设计了一种适用于大学生宿舍的智能物联网宿舍管理系统。事实上，本系统的实质就是一个小型的智能家居系统。
如今，智能家居系统已逐渐进入人们的生活并得到较为广泛的应用，同时也逐渐进入大学生的宿舍生活。智能家居系统以家庭住宅为平台，是一种由自动化控制技术、网络通信技术及安全防范技术相结合的产物。它能够自动控制家电设备，对家庭环境进行实时监控，并且创建了安全舒适、高效便利的家庭生活及工作学习环境。根据智能家居系统的基本功能，类似地，智能物联网宿舍管理系统利用有限资源，控制宿舍生活设施，使宿舍智能化，可以更大程度地加强宿舍的舒适程度与安全程度，有效缓解大学生的身心压力。本系统将宿舍中各种与信息相关的通信设备、电器以及安保装置通过有线或无线的方式连接起来，进行监控、管理。与普通的宿舍相比，智能宿舍不仅具备传统的居住功能，还将宿舍提升为一个有一定协助能力、智慧的生活帮手，进一步提升大学生的生活质量。
1.2 课题的目的与意义
虽然现在的智能家居系统已经有了很大的发展，且市场上也出现了大量智能家居产品，因此总的说来，智能家居得到了较为广泛的应用及消费者的认可，但从其总体的发展来看，可以发现统一标准和权威产品的缺乏严重影响了智能家居的发展。除此之外，很少有人会关注智能家居在大学宿舍的应用，特别是宿舍宜居性不高，管理效能低下，防火防盗措施存在漏洞。因此，开发出一种适用于大学生宿舍的智能物联网宿舍管理系统是很有必要的。
智能物联网宿舍管理系统可以为宿舍提供智能控制方案，使宿舍的控制更便捷、更高效，智能地监控好空气的湿度、温度等，检查分析空气成分，保证宿舍居住环境的安全。
1.3 拟采用的技术路线
基于STM32的智能物联网宿舍系统的硬件部分有STM32F103ZET6（ARM系列单片机）、ESP8266 WIFI模块、RC522 RFID模块、光敏传感器、DHT11温湿度传感器、MQ2烟雾传感器及MAX30100心率血氧传感器传感器，在Keil uVision5开发环境中用C语言对各个模块编程实现系统功能，以及在Android Studio开发环境中用Java语言进行编程，完成手机APP的相关功能；软件部分则分为两个部分：智能门禁系统和健康监测系统。其中，智能门禁系统采用RFID模块，通过刷ID卡进行身份认证；健康监测系统则是利用各个传感器模块采集数据，通过WIFI传送数据至手机机智云APP进行显示，以及在手机APP上控制宿舍灯的亮灭。
本课题采用的研究方法主要有：
目 录
1 引言 1
1.1 课题来源与背景 1
1.2 课题的目的与意义 1
1.3 拟采用的技术路线 1
1.4 论文结构安排 2
2 系统需求分析 3
2.1 功能需求 3
2.2 可行性分析 4
2.3性能需求 4
2.4 本章小结 5
3 系统概要设计 6
3.1 系统功能结构设计 6
3.2 系统用例分析与设计 6
3.3 系统流程 9
3.4 本章小结 10
4 数据库设计 11
4.1 概念模型设计 11
4.2 逻辑模型设计 12
4.3 物理模型设计 12
4.4 本章小结 13
5 系统详细设计 14
5.1 智能门禁系统模块设计 14
5.1.1 设计思路 14
5 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
.1.2 程序流程 14
5.1.3 关键代码 15
5.1.4 其他（包括设计中的编程方法、技巧和注意点等） 16
5.2 DHT11温湿度传感器模块设计 17
5.2.1 设计思路 17
5.2.2 程序流程 18
5.2.3 关键代码 18
5.2.4 其他（包括设计中的编程方法、技巧和注意点等） 21
5.3 光敏传感器模块设计 21
5.3.1 设计思路 21
5.3.2 程序流程 22
5.3.3 关键代码 22
5.3.4 其他（包括设计中的编程方法、技巧和注意点等） 23
5.4 MQ2烟雾传感器模块设计 23
5.4.1 设计思路 23
5.4.2 程序流程 24
5.4.3 关键代码 24
5.4.4 其他（包括设计中的编程方法、技巧和注意点等） 25
5.5 MAX30100人体心率血氧模块设计 26
5.5.1 设计思路 26
5.5.2 程序流程 26
5.5.3 关键代码 26
5.5.4 其他（包括设计中的编程方法、技巧和注意点等） 28
5.6 本章小结 30
6 系统开发对社会的影响 31
6.1 社会人文方面的影响 31
6.1.1 存在的好处 31
6.1.2 风险分析 31
6.1.3 规避风险的措施 31
6.2 经济方面的影响 31
6.2.1 存在的好处 31
6.2.2 风险分析 32
6.2.3 规避风险的措施 32
6.3 环境方面的影响 32
6.3.1 存在的好处 32
6.3.2 风险分析 32
6.3.3 规避风险的措施 32
6.4 本章小结 32
结 语 33
参考文献 34
致 谢 35
1 引言
1.1 课题来源与背景
本课题根据智能家居的发展现状设计了一种适用于大学生宿舍的智能物联网宿舍管理系统。事实上，本系统的实质就是一个小型的智能家居系统。
如今，智能家居系统已逐渐进入人们的生活并得到较为广泛的应用，同时也逐渐进入大学生的宿舍生活。智能家居系统以家庭住宅为平台，是一种由自动化控制技术、网络通信技术及安全防范技术相结合的产物。它能够自动控制家电设备，对家庭环境进行实时监控，并且创建了安全舒适、高效便利的家庭生活及工作学习环境。根据智能家居系统的基本功能，类似地，智能物联网宿舍管理系统利用有限资源，控制宿舍生活设施，使宿舍智能化，可以更大程度地加强宿舍的舒适程度与安全程度，有效缓解大学生的身心压力。本系统将宿舍中各种与信息相关的通信设备、电器以及安保装置通过有线或无线的方式连接起来，进行监控、管理。与普通的宿舍相比，智能宿舍不仅具备传统的居住功能，还将宿舍提升为一个有一定协助能力、智慧的生活帮手，进一步提升大学生的生活质量。
1.2 课题的目的与意义
虽然现在的智能家居系统已经有了很大的发展，且市场上也出现了大量智能家居产品，因此总的说来，智能家居得到了较为广泛的应用及消费者的认可，但从其总体的发展来看，可以发现统一标准和权威产品的缺乏严重影响了智能家居的发展。除此之外，很少有人会关注智能家居在大学宿舍的应用，特别是宿舍宜居性不高，管理效能低下，防火防盗措施存在漏洞。因此，开发出一种适用于大学生宿舍的智能物联网宿舍管理系统是很有必要的。
智能物联网宿舍管理系统可以为宿舍提供智能控制方案，使宿舍的控制更便捷、更高效，智能地监控好空气的湿度、温度等，检查分析空气成分，保证宿舍居住环境的安全。
1.3 拟采用的技术路线
基于STM32的智能物联网宿舍系统的硬件部分有STM32F103ZET6（ARM系列单片机）、ESP8266 WIFI模块、RC522 RFID模块、光敏传感器、DHT11温湿度传感器、MQ2烟雾传感器及MAX30100心率血氧传感器传感器，在Keil uVision5开发环境中用C语言对各个模块编程实现系统功能，以及在Android Studio开发环境中用Java语言进行编程，完成手机APP的相关功能；软件部分则分为两个部分：智能门禁系统和健康监测系统。其中，智能门禁系统采用RFID模块，通过刷ID卡进行身份认证；健康监测系统则是利用各个传感器模块采集数据，通过WIFI传送数据至手机机智云APP进行显示，以及在手机APP上控制宿舍灯的亮灭。
本课题采用的研究方法主要有：
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