一.项目场景及功能说明
随着科技和人们的生活水平的提高，厕所的问题也变得尤为突出，传统厕所已经满足不了人民日益增长的美好生活需求，因此我们以STM32F103的开发板为核心制作一款智能厕所系统。
本系统通过人体红外传感器（SR301）、空气质量检测传感器（MQ135）、温湿度传感器（DHT11）、光敏传感器（BH1750）等模块构成智能厕所系统。
基本功能：
(1)通过BH1750光敏传感器获取当前厕所光照度，当光照度低于10lx时,这个时候我们认为光照是不够的，则会将厕所的照明灯点亮，在实验中则是用LED0代替。而当光照度到达200xl时（白天厕所的亮度（亮度大于夜间开灯）），则会将照明灯关闭。
(2)通过DHT11温湿度传感器获取当前厕所的温度与湿度，当数值超过一定阈值时将发送警报信息。
(3)通过SR301人体红外传感器来判断当前坑位是否有人，有人则会显示坑位非空。
(4)通过MQ135空气质量传感器来获取当前空气质量，根据阈值来显示为优差，并在空气质量差的情况下控制继电器打开排风扇。
(5)当厕所里的人感受到有需求帮助时，也可以通过按下警报按键发送求助警报。
(6)厕所的坑位空闲状况、空气质量等信息我们选择用OLED模块进行显示。
二.传感器的选用
1.人体红外传感器
人体红外传感器SR301是基于红外线技术的自动控制模块，采用德国原装进口LH1778探头设计，灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式。
2.空气质量检测传感器
空气质量检测传感器MQ135是用于家庭、环境的有害气体探测装置，适宜于氨气、芳族化合物、硫化物、苯系蒸汽、烟雾等有害气体的探测，气体敏感元件测试浓度范围：10 to 1000ppm。
MQ135工作电压为直流5V，具备双路信号输出（模拟量输出和TTL电平输出），TTL输出有效信号为低电平。
3. 温湿度传感器
温湿度传感器DHT11是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，应用专门的数字模块采集技术和温湿度传感器技术。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并于一个高性能8位单片机相连接。
4. 光敏传感器
光敏传感器BH1750是用于IIC总线接口的数字环境光传感器IC。该IC是最适合获取环境光数据的调整液晶显示器和手机键盘背光功率。在高分辨率下可以探测到很宽的范围(1~65535lx)。
三.系统设计
1.传感器状态于控制设备的关系
2.硬件设计
3.传感器与STM32F103接口
4.软件设计
四.功能实现
1.主程序模块
主程序负责各个模块的初始化，以及相关信息处理函数、硬件控制函数的调用。
2.人体红外采集模块
人体红外采集模块主要用于标记坑位占用信息。当有人处于厕所内时，人体红外传感器采集到人体红外辐射，输出高电平。处理器根据接收的人体红外传感器传送的信息做出相应动作。
3.空气质量检测模块
空气质量检测模块采集空气中有害气体的浓度信息，通过内部比较器与预设阈值比较，当高于阈值时，TTL电平输出引脚输出低电平。处理器接收到低电平后，做一个延时抗干扰处理，然后通过继电器控制排风扇工作。
4.温湿度采集模块
温湿度传感器模块采集当前环境中的温度、湿度信息，通过模块内部集成芯片形成数字信息，通过One-Wire发送已规定格式的数据包与处理器交换信息。处理器接收到温湿度信息后，将温湿度信息显示在OLED屏幕上，并通过串口向后台传送数据。
5.光照强度采集模块
光敏传感器模块BH1750是用于IIC总线接口的数字环境光传感器IC。该IC是最适合获取环境光数据的调整液晶显示器和手机键盘背光功率。在高分辨率下可以探测到很宽的范围(1~65535lx)。由于该传感器使用的IIC协议通信，所以我决定使用软件模拟IIC协议和该模块进行通信，则只需要初始化对应的SCL和SDA线所接的GPIO口，然后再根据IIC协议的格式（产生起始位，发生从设备地址，从设备应答，发送数据（这里的数据是用于初始化传感器模式的），等待应答后产生停止位，即可完成初始化传感器模式，读数据逻辑也基本相同），如下图，编写对应的读写程序即可。
6.安全报警模块
安全报警模块采用按键中断方式，当按下KEY_UP按键，产生中断。在中断服务函数中，蜂鸣器响，同时系统通过USART串口向后台输出请求帮助信息。
7.OLED显示模块
OLED显示模块用于显示当前厕所坑位占用情况、温湿度情况、空气质量状况等信息。
8.串口驱动模块
串口驱动模块主要用于后台数据的收发，将传感器采集到的数据传送到后台进行显示，方便相关工作人员随时随地了解智能厕所的相关信息数据。
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