近年來,隨著生活水平的提高和現(xiàn)代工業(yè)化社會的發(fā)展進步,家居環(huán)境中存在的各類有害氣體,和易燃易爆氣體正在威脅著人們的正常生活,對生命安全帶來巨大隱患。研究具備智能化屬性,支持環(huán)境自動檢測和網(wǎng)絡(luò)報警功能的家庭有害氣體檢測系統(tǒng),對保障人們安全的生活環(huán)境具有重要意義。本文從家庭有害氣體檢測系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)研究課題入手,對有害氣體檢測系統(tǒng)的嵌入式軟件架構(gòu)設(shè)計實現(xiàn),API編程接口定義,以及系統(tǒng)測試驗證等關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容進行了深入的研究和探索。本文主要內(nèi)容如下:（1）設(shè)計了家庭有害氣體檢測系統(tǒng)的整體架構(gòu)。首先對有害氣體檢測系統(tǒng)的系統(tǒng)功能需求、非功能性需求和約束需求進行分析。然后設(shè)計了軟件平臺各個功能模塊,最后提出檢測系統(tǒng)軟件架構(gòu)。（2）實現(xiàn)了家庭有害氣體檢測系統(tǒng)嵌入式軟件程序。軟件程序包括硬件抽象層（HAL）,中間件（Middleware）和應(yīng)用層（Application）各個部分的代碼。系統(tǒng)采用STM32硬件平臺,使用STM32 HAL硬件抽象層接口開發(fā)驅(qū)動程序。移植了FatFS文件系統(tǒng),emWin圖形庫,FreeRTOS實時操作系統(tǒng)中間件。根據(jù)有害氣體檢測系統(tǒng)的需求,實現(xiàn)了多線程任務(wù),完成有害氣體檢測... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

MQ-135有害氣體傳感器

第二章有害氣體檢測系統(tǒng)的概念和實現(xiàn)技術(shù)7圖2-2DHT-22溫濕度傳感器2.4有害氣體檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)技術(shù)早期的有害氣體檢測系統(tǒng)，多使用單片機技術(shù)作為系統(tǒng)的載體。隨著半導體技術(shù)的進步，某些嵌入式處理器芯片的成本已經(jīng)和高級單片機的成本差不多。而嵌入式系統(tǒng)可以提供容量更大的存儲器，更強的運算性能和外設(shè)擴展能力。采用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的有害氣體檢測系統(tǒng)會越來越多。2.4.1基于單片機技術(shù)的實現(xiàn)單片機技術(shù)實現(xiàn)的有害氣體檢測系統(tǒng)大多使用誕生于上世紀80年代的8051微處理器內(nèi)核。8051內(nèi)核單片機是一種復雜指令集的處理器內(nèi)核，單片機內(nèi)置的存儲器ROM和RAM都比較小，只有幾K字節(jié)，IO只有幾個到十幾個不等，內(nèi)置的外設(shè)控制器也很少，無法擴展復雜的通信和存儲能力。所以可以實現(xiàn)的功能非常有限。使用單片機技術(shù)設(shè)計的有害氣體檢測系統(tǒng)成本較低，大多應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，只需要完成簡單的數(shù)據(jù)采集任務(wù)即可。如圖2-3所示是STC8051內(nèi)核單片機。圖2-3STC8051內(nèi)核單片機

第二章有害氣體檢測系統(tǒng)的概念和實現(xiàn)技術(shù)7圖2-2DHT-22溫濕度傳感器2.4有害氣體檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)技術(shù)早期的有害氣體檢測系統(tǒng)，多使用單片機技術(shù)作為系統(tǒng)的載體。隨著半導體技術(shù)的進步，某些嵌入式處理器芯片的成本已經(jīng)和高級單片機的成本差不多。而嵌入式系統(tǒng)可以提供容量更大的存儲器，更強的運算性能和外設(shè)擴展能力。采用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的有害氣體檢測系統(tǒng)會越來越多。2.4.1基于單片機技術(shù)的實現(xiàn)單片機技術(shù)實現(xiàn)的有害氣體檢測系統(tǒng)大多使用誕生于上世紀80年代的8051微處理器內(nèi)核。8051內(nèi)核單片機是一種復雜指令集的處理器內(nèi)核，單片機內(nèi)置的存儲器ROM和RAM都比較小，只有幾K字節(jié)，IO只有幾個到十幾個不等，內(nèi)置的外設(shè)控制器也很少，無法擴展復雜的通信和存儲能力。所以可以實現(xiàn)的功能非常有限。使用單片機技術(shù)設(shè)計的有害氣體檢測系統(tǒng)成本較低，大多應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，只需要完成簡單的數(shù)據(jù)采集任務(wù)即可。如圖2-3所示是STC8051內(nèi)核單片機。圖2-3STC8051內(nèi)核單片機

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]嵌入式軟件靜態(tài)測試方法研究[J]. 趙正旭,梅成芳,張強.  計算機技術(shù)與發(fā)展. 2019(03)
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[5]實時操作系統(tǒng)FreeRTOS移植的實驗研究[J]. 夏鑫,張果,王劍平,楊曉洪.  化工自動化及儀表. 2016(07)
[6]MDK環(huán)境下基于Cortex-M3的FreeRTOS移植[J]. 劉湘云,吳舒辭.  長沙民政職業(yè)技術(shù)學院學報. 2013(04)
[7]基于SD卡的FATFS文件系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J]. 崔鵬偉,閆學文.  工業(yè)控制計算機. 2013(11)
[8]基于STM32的嵌入式測控系統(tǒng)設(shè)計[J]. 丁力,宋志平,徐萌萌,陶燦輝.  中南大學學報(自然科學版). 2013(S1)
[9]一種基于STM32的智能家居控制系統(tǒng)[J]. 陳致遠,朱葉承,周卓泉,祝磊.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2012(09)
[10]基于ARM的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法及其應(yīng)用研究[J]. 陸蓮芳.  軟件導刊. 2012(07)

碩士論文
[1]嵌入式系統(tǒng)底層軟硬件可靠性保障技術(shù)研究及其應(yīng)用[D]. 王源源.電子科技大學 2012



本文編號：3044267