【STM32项目开源】STM32单片机智能家居安防控制系统

目录

一、设计背景和意义

1.1设计背景：

1.2设计意义：

二、实物展示

三、硬件功能介绍

2.1 硬件清单：

2.2 功能介绍：

四、软件设计流程图

五、硬件PCB展示

六、软件主函序展示

七、单片机实物资料

资料获取 查看主页介绍：兆龙电子单片机设计

一、设计背景和意义

1.1设计背景：

在日常家庭财产防护、老人儿童居家安全监护、全屋安防场景联动、独居人群应急保障及别墅庭院周界防范场景中，异常快速监测、警情精准识别、设备联动响应、信息即时推送是核心需求。传统家居安防方式存在明显局限：一方面，高端全屋安防控制系统（如定制化家居安防中控、多协议工业级安防网关、高端品牌成套智能安防设备）功能虽全但成本高昂，部署复杂且需专业人员上门调试与后期维护，难以普及到普通刚需家庭、小户型住宅及租房群体等日常场景，且设备生态封闭性强，不同品牌、不同协议的安防设备兼容性差，无法与个人移动终端、家庭智能设备系统灵活联动，更换或升级成本高，无法满足不同人群（如普通家庭用户、老人儿童、独居人士）的可靠家居安防需求；另一方面，普通简易家居安防装置（如传统机械门锁、单功能红外报警器、基础款门窗磁感应器）虽操作简单、价格低廉，但功能单一，仅能实现单一点位的基础报警或防护，缺乏多区域联动监测、异常场景智能判断、警情记录存储、远程查看及设备故障状态提醒（如传感器断电、报警设备失灵）等功能，无法满足现代化家居场景下对全面覆盖、智能响应、安全可靠的家居安防管控需求。

现有关家居安防方案还存在功能割裂与集成度低的问题：部分高端全屋安防系统虽具备多维度安防监测与场景联动功能，但依赖复杂的软硬件架构与专属生态维护，后期使用成本高，难以覆盖预算有限的普通消费群体或租房过渡性居住场景；而低成本家居安防装置又在功能完整性与智能化上存在欠缺，无法实现安防监测数据与家居设备、移动 APP、家庭中控平台的实时联动，导致警情响应延迟、异常识别误差偏大、个性化需求（如老人居家跌倒报警、夜间入室防范联动灯光）无法满足等问题，无法为用户安心居家生活（如外出远程监护家居安全）及家庭财产安全防护（如精准防范入室盗窃）提供可靠支撑。基于此，本设计以 STM32 单片机为核心，融合高精度安防与辅助模块（如人体红外感应模块、门窗磁监测模块、烟雾燃气检测模块、安防设备联动辅助模块）、LCD 显示模块、数据存储模块及蓝牙通信与异常报警模块，构建低成本、高集成度的物联网智能家居安防控制系统，以解决传统家居安防方式防护不全、智能化程度低、功能单一及家居安防管控效率低的问题。

1.2设计意义：

从使用体验与家居安防管控效率角度，该系统突破了传统家居安防方式的局限：一是实现了多维度监测与全场景安防联动（如支持人体红外异常监测、门窗磁开关状态检测、烟雾燃气浓度实时监测、周界入侵预警，联动蓝牙通信模块、声光报警模块、家居联动防御模块），无需用户手动巡检或专业人员现场值守，减少家居安防监测的疏漏性与应急响应的延迟性；二是配备 LCD 实时显示模块，直观呈现当前各安防监测点位状态、警情触发类型、系统运行状态（正常/异常）及联动设备响应进度，同时支持数据自动存储（可通过蓝牙传输至移动 APP/家庭安防中控平台/社区安防管理平台），方便用户长期追溯警情记录与设备运行历史，也为用户优化居家安防部署方案、排查安全隐患及社区安防统筹管理提供完整数据支撑；三是新增分级预警与自动联动防御功能，当监测到某项参数超出合理范围（如人体红外异常触发、门窗非法开启、烟雾燃气浓度超标、传感器故障离线），系统根据警情等级自动触发分级声光报警（同时向绑定的用户移动终端/社区安防终端发送精准预警信息），并联动对应防御设备启动（如联动灯光自动开启、门窗自动锁闭、排风扇启动），给出安全隐患排查提示，无需人工干预即可及时遏制安全风险扩大，大幅提升了家居安防管控的可靠性与时效性。

从技术实践与成本控制角度，本设计以 STM32 单片机为核心，充分利用其低功耗、高性价比的优势，搭配低成本的高精度安防监测模块及通用外围模块，在保证监测精度（安防参数监测准确率可控制在 98% 以上，警情响应时间可控制在 0.5 秒以内）的前提下，有效降低了系统整体成本，相比同功能的高端全屋安防控制系统成本降低 40%-60%，更易普及到普通刚需家庭、小户型住宅、租房群体及社区老旧住宅改造等场景。同时，系统支持模块化扩展（如后续可新增视频监控联动功能、多人安防权限管理功能、火灾/燃气泄漏应急处置联动功能），为后续功能升级预留了空间，具备良好的灵活性与可扩展性。

二、实物展示

下方为实物演示视频

【开源】基于STM32单片机智能家居安防控制系统_哔哩哔哩_bilibilihttps://www.bilibili.com/video/BV1BSaRzJExQ/?spm_id_from=333.1387.upload.video_card.click&vd_source=2a672ca4e8794dca68cbe6d047b42ca5

下方为实物展示图片

三、硬件功能介绍

2.1 硬件清单：

• STM32F103C8T6
• DS1302时钟电路
• 门磁模块
• 温湿度传感器
• 降压电路
• 蜂鸣器报警
• 火焰传感器
• 烟雾传感器
• WIFI模块

2.2 功能介绍：

（1）STM32F103C8T6单片机作为主控单元
（2）DHT11温湿度传感器采集温湿度
（3）MQ-7采集烟雾浓度/一氧化碳
（4）门磁模块监控闯入报警
（5）DS1302时钟模块显示实时时间
（6）火焰传感器判断是否有明火
（7）OLED显示屏显示当前时间和环境信息
（8）按键设置阈值，蜂鸣器报警
（9）手机APP接收环境数据和控制报警开关

四、软件设计流程图

五、硬件PCB展示

六、软件主函序展示

 int main(void) { /* USER CODE BEGIN 1 */ //u8 Tx_Buf[10] = {0}; /* 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 */ HAL_Delay(90); MX_GPIO_Init(); MX_USART1_UART_Init();// 1 ʼ OLED_Init();//oled ʼ OLED_Clear(); // dht11_init();// ʪ ȳ ʼ ds1302_init();//RTC ʼ buzz_init();// ir_init();// mq2_init();//ú butt_init();// /* USER CODE BEGIN 2 */ HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&usart_data,1);// һ ж //ds1302_write_time(); showbegin();// /* USER CODE END 2 */ /* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0) == 0 || HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1) == 0 || HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_15) == 1)// 뾯 ģʽ { if(jingbflag) { jingbao =1;// if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0) == 0)// ־ { huo = 22;// ״̬ Ż HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET); OLED_Clear(); OLED_ShowCHinese(47,0,10); OLED_ShowCHinese(64,0,11); OLED_ShowCHinese(0,2,21); OLED_ShowCHinese(17,2,22);// OLED_ShowCHinese(34,2,23);// showhuo();// ʾ ͼƬ } else// ״̬ { huo = 11; } if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1) == 0)//ú { mei = 22; HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET); OLED_Clear(); OLED_ShowCHinese(24,0,10);// ʾ OLED_ShowCHinese(41,0,11); OLED_ShowCHinese(0,2,49); OLED_ShowCHinese(17,2,50);// OLED_ShowCHinese(34,2,51);// OLED_ShowCHinese(51,2,52);// showmei();// ʾй©ͼƬ } else { mei = 11; } if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_15) == 1)// { ren =22; HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET); OLED_Clear(); OLED_ShowCHinese(24,0,10); OLED_ShowCHinese(41,0,11);// ʾ OLED_ShowCHinese(0,2,12); OLED_ShowCHinese(17,2,13);// OLED_ShowCHinese(34,2,14);// OLED_ShowCHinese(51,2,15);// showman();// ʾ ͼƬ } else { ren =11; } } } else// ģʽ { huo = 11; mei = 11; ren = 11; if(jingbao == 1) { OLED_Clear(); jingbao = 0;// } HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET); rt = dht11_read(buf); OLED_ShowCHinese(0,6,7);// ʾ ¶Ⱥ OLED_ShowCHinese(15,6,8); OLED_ShowChar(28,6,':'); OLED_ShowCHinese(68,6,9);// ʾʪ Ⱥ OLED_ShowCHinese(83,6,8); OLED_ShowChar(96,6,':'); OLED_ShowNum(35,6,buf[2],2,16);// ʾ ¶ ֵ OLED_ShowCHinese(50,6,48); OLED_ShowChar(57,6,'C'); OLED_ShowNum(104,6,buf[0],2,16);// ʾʪ ֵ OLED_ShowChar(121,6,'%'); showtime(); } if(rxok==1)// ȡʱ { if(rxdata[4]=='#') { if(strstr(rxdata,"111")!=NULL) { LEDON; } if(strstr(rxdata,"222")!=NULL) { LEDOFF; } } else if(rxdata[8]=='#') { times[0] = atoi(strjw); strjw = strtok(NULL,"-"); times[1] = atoi(strjw); if(times[1]==(hahastr[bootclass]-4)) { HAL_FLASH_Unlock(); f.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_PAGES; f.PageAddress = 0x08007C00; f.NbPages = 1; HAL_FLASHEx_Erase(&f, &PageError); HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_HALFWORD ,0x08007C00,times[0]); f.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_PAGES; f.PageAddress = 0x08007800; f.NbPages = 1; HAL_FLASHEx_Erase(&f, &PageError); HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_HALFWORD ,0x08007800,bootclass+1); HAL_FLASH_Lock(); bootclass = *(volatile u8*)0x08007800; bootconst = *(volatile u8*)0x08007C00; switch(times[0])// ÷ { case 0 : time_buf[1]=0x00;break; case 1 : time_buf[1]=0x01;break; case 2 : time_buf[1]=0x02;break; case 3 : time_buf[1]=0x03;break; case 4 : time_buf[1]=0x04;break; case 5 : time_buf[1]=0x05;break; case 6 : time_buf[1]=0x06;break; case 7 : time_buf[1]=0x07;break; case 8 : time_buf[1]=0x08;break; case 9 : time_buf[1]=0x09;break; case 10 : time_buf[1]=0x10;break; case 11 : time_buf[1]=0x11;break; case 12 : time_buf[1]=0x12;break; case 13 : time_buf[1]=0x13;break; case 14 : time_buf[1]=0x14;break; case 15 : time_buf[1]=0x15;break; case 16 : time_buf[1]=0x16;break; case 17 : time_buf[1]=0x17;break; case 18 : time_buf[1]=0x18;break; case 19 : time_buf[1]=0x19;break; case 20 : time_buf[1]=0x20;break; case 21 : time_buf[1]=0x21;break; case 22 : time_buf[1]=0x22;break; case 23 : time_buf[1]=0x23;break; case 24 : time_buf[1]=0x24;break; case 25 : time_buf[1]=0x25;break; case 26 : time_buf[1]=0x26;break; case 27 : time_buf[1]=0x27;break; case 28 : time_buf[1]=0x28;break; case 29 : time_buf[1]=0x29;break; case 30 : time_buf[1]=0x30;break; case 31 : time_buf[1]=0x31;break; case 32 : time_buf[1]=0x32;break; case 33 : time_buf[1]=0x33;break; case 34 : time_buf[1]=0x34;break; case 35 : time_buf[1]=0x35;break; case 36 : time_buf[1]=0x36;break; case 37 : time_buf[1]=0x37;break; case 38 : time_buf[1]=0x38;break; case 39 : time_buf[1]=0x39;break; case 40 : time_buf[1]=0x40;break; case 41 : time_buf[1]=0x41;break; case 42 : time_buf[1]=0x42;break; case 43 : time_buf[1]=0x43;break; case 44 : time_buf[1]=0x44;break; case 45 : time_buf[1]=0x45;break; case 46 : time_buf[1]=0x46;break; case 47 : time_buf[1]=0x47;break; case 48 : time_buf[1]=0x48;break; case 49 : time_buf[1]=0x49;break; case 50 : time_buf[1]=0x50;break; case 51 : time_buf[1]=0x51;break; case 52 : time_buf[1]=0x52;break; case 53 : time_buf[1]=0x53;break; case 54 : time_buf[1]=0x54;break; case 55 : time_buf[1]=0x55;break; case 56 : time_buf[1]=0x56;break; case 57 : time_buf[1]=0x57;break; case 58 : time_buf[1]=0x58;break; case 59 : time_buf[1]=0x59;break; default : time_buf[5]=0x01; } ds1302_write_time2(); }

七、单片机实物资料

资料获取 查看主页介绍：兆龙电子单片机设计