基于ARM的家庭浴室智能安全监测系统开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景

时代在飞速发展，人们的生活水平也逐步提高。家庭生活从几十年起简陋的模样，到今天时尚、多功能和现代化成为主流，而且向着智能化方向发展。与此同时，家庭生活的安全性也越来越受人们所关注。

浴室，是一个家庭必不可少的组成部分。然而，浴室安全问题多年来一直是人们关注的焦点。据了解，由于燃气热水器使用方便，热水效率高且没有容量限制，一直以来都是大部分家庭的首选，尤其是多人的群租房，几乎全部使用的是燃气热水器。但燃气热水器的安全事故一直以来都层出不穷。主要事故原因就是燃气泄漏导致洗浴人员一氧化碳中毒。在搜索引擎中搜索关键字“浴室煤气中毒”可以找到七十多万的搜索结果，解决浴室燃气安全问题迫在眉睫。

2. 研究内容和预期目标

研究内容

1.燃气泄漏检测原理和方案：

通过一氧化碳传感器，实现对一氧化碳的实时监测。其原理为：当一氧化碳气体通过外壳上的气孔经透气膜扩散到传感器工作电极表面上时，在工作电极的催化作用下，一氧化碳气体在工作电极上发生氧化。在工作电极上发生氧化反应产生的h 离子和电子，通过电解液转移到与工作电极保持一定间隔的对电极上，与水中的氧发生还原反应。因此，传感器内部就发生了氧化-还原的可逆反应。这个氧化-还原的可逆反应在工作电极与对电极之间始终发生着，并在电极间产生电位差。为了维持极间电位的恒定，加入一个参比电极。在三电极电化学气体传感器中，其输出端所反应出的是参比电极和工作电极之间的电位变化,由于参比电极不参与氧化或还原反应，因此它可以使极间的电位维持恒定（即恒电位），此时电位的变化就同一氧化碳浓度的变化直接有关。当气体传感器产生输出电流时，其大小与气体的浓度成正比。通过电极引出线用外部电路测量传感器输出电流的大小，便可检测出一氧化碳的浓度，并且有很宽的线性测量范围。这样，在气体传感器上外接信号采集电路和相应的转换和输出电路，就能够对一氧化碳气体实现检测和监控。

3. 研究的方法与步骤

研究方法

本次的智能浴室安全监测系统，其核心是以stm32为中央控制器，如何选择传感器，并设计实现对浴室一氧化碳浓度和温湿度的采集和检测报警功能是设计重点。

一氧化碳传感器的选择：目前市面上主流的一氧化碳传感器是mq系列。其中mq-2到mq-6、mq-7、mq-9均可检测。而mq-2~mq-6以检测烷类气体为主，对一氧化碳的灵敏度相对差些，而mq-7和mq-9通过高低温循环检测的方式，低温检测一氧化碳，高温检测烷类气体，具有较高的灵敏度，且成本只是稍有提高，因此选择后者。

4. 参考文献

[1] 江俊辉 基于arm 的嵌入式系统硬件设计 [j].微计算机信息，2005.

[2] 赖晓晨，原旭，孙宁 嵌入式设计程序设计．清华大学出版社，2010.

[3] 文先仕 基于arm cortex-m3 的智能监控器的设计[d]. 2010.

5. 计划与进度安排

1、2022/03/01-2022/03/24 查阅论文资料

2、2022/03/25-2022/03/31 撰写开题报告

3、2022/04/01-2022/04/14 方案设计与外文翻译