智能家居课程设计报告
智能家居设计实训报告
一、实训背景随着科技的不断进步和人们生活水平的提高，智能家居逐渐成为人们追求舒适、便捷生活的热门选择。
为了更好地了解智能家居的设计原理和实现方法，我们开展了智能家居设计实训。
本次实训旨在通过实际操作，掌握智能家居系统的设计、搭建和调试方法，提高我们的实践能力和创新能力。
二、实训目的1. 熟悉智能家居系统的基本组成和功能；2. 掌握智能家居系统的设计方法和实现技巧；3. 提高电子设计、编程和调试能力；4. 培养团队协作和项目管理的意识。
三、实训内容1. 系统设计本次实训的智能家居系统主要包括以下几个模块：（1）主控模块：采用STM32单片机作为主控芯片，负责系统的整体协调和数据处理。
（2）环境监测模块：包括温湿度传感器、光照传感器、空气质量传感器等，用于实时监测家居环境。
（3）设备控制模块：通过继电器、步进电机等控制家电设备，如灯光、窗帘、空调等。
（4）无线通信模块：采用Wi-Fi模块实现手机APP远程控制。
（5）人机交互模块：包括OLED显示屏、按键等，用于显示系统状态和用户操作。
2. 硬件搭建根据系统设计，我们选择了以下硬件设备：（1）STM32F103ZET6单片机（2）DHT11温湿度传感器（3）BH1750光照传感器（4）MQ-2空气质量传感器（5）继电器模块（6）步进电机模块（7）Wi-Fi模块（8）OLED显示屏（9）按键（10）电源模块根据电路原理图，我们将各个模块连接到STM32单片机上，并完成电路调试。
3. 软件设计（1）主程序设计：负责初始化各个模块，读取传感器数据，控制设备开关，实现手机APP远程控制等功能。
（2）子程序设计：包括温湿度读取、光照读取、空气质量读取、设备控制、Wi-Fi 连接等子程序。
4. 调试与优化在硬件搭建和软件设计完成后，我们对系统进行了调试和优化。
主要工作如下：（1）测试各个模块的读取数据是否准确；（2）优化设备控制逻辑，提高系统响应速度；（3）调整Wi-Fi模块参数，确保手机APP远程控制稳定；（4）优化人机交互界面，提高用户体验。
智能家居体验课程设计
智能家居体验课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解智能家居的基本概念、原理和应用，掌握智能家居系统的设计与调试方法，提高学生对智能家居技术的认识和应用能力。
1.了解智能家居的定义、发展历程和分类。
2.掌握智能家居系统的组成、工作原理和关键技术。
3.了解智能家居设备的安装、调试和维护方法。
4.能够分析智能家居系统的设计需求，制定设计方案。
5.能够使用编程软件编写简单的智能家居控制程序。
6.能够进行智能家居设备的安装、调试和维护。
情感态度价值观目标：1.培养学生对新技术的敏感度和好奇心，激发学生对智能家居技术的兴趣。
2.培养学生团队合作、创新思考和问题解决的能力。
3.培养学生对智能家居技术的正确认识，提高学生对智能家居安全、隐私保护等方面的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括智能家居的基本概念、原理和应用，智能家居系统的组成和关键技术，以及智能家居设备的安装、调试和维护方法。
1.智能家居的基本概念、原理和应用：介绍智能家居的定义、发展历程和分类，让学生了解智能家居的基本概念和应用场景。
2.智能家居系统的组成和关键技术：讲解智能家居系统的组成、工作原理和关键技术，包括传感器、控制器、网络通信等技术。
3.智能家居设备的安装、调试和维护：介绍智能家居设备的安装、调试和维护方法，培养学生实际操作能力。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，让学生掌握智能家居的基本概念、原理和应用。
2.讨论法：学生进行小组讨论，引导学生主动思考和探索智能家居技术的相关问题。
3.案例分析法：通过分析具体的智能家居案例，让学生了解智能家居系统的组成和关键技术。
4.实验法：安排学生进行实验操作，培养学生的实际动手能力，巩固所学知识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选择适合本课程的教材，作为学生学习的主要参考资料。
智能家居场景设计实训报告
一、实训背景随着科技的飞速发展，智能家居行业在我国得到了迅猛的发展。
智能家居以物联网技术为基础，将家庭中的各种设备通过网络连接起来，实现家庭环境的智能化管理，为人们提供便捷、舒适、安全的生活体验。
为了培养具有创新精神和实践能力的高素质人才，我们开展了智能家居场景设计实训。
二、实训目的1. 了解智能家居行业的发展现状和趋势；2. 掌握智能家居系统的设计方法和关键技术；3. 提高学生的实践操作能力和团队协作能力；4. 培养学生的创新意识和创业精神。
三、实训内容1. 智能家居系统概述首先，我们学习了智能家居系统的基本概念、组成、工作原理和发展趋势。
智能家居系统主要由感知层、网络层、应用层和用户界面层组成。
感知层负责采集家庭环境中的各种信息；网络层负责信息的传输和处理；应用层负责实现各种功能；用户界面层负责用户与系统的交互。
2. 智能家居场景设计在了解了智能家居系统的基本知识后，我们开始进行智能家居场景设计。
设计过程中，我们遵循以下原则：（1）以人为本：以用户需求为核心，满足用户对舒适、安全、便捷的生活体验的追求。
（2）系统集成：将各种智能家居设备有机地整合在一起，实现家庭环境的智能化管理。
（3）可扩展性：设计具有较好的可扩展性，方便后续功能的增加和升级。
（4）安全性：确保智能家居系统的安全性，防止黑客攻击和数据泄露。
我们选取了以下三个场景进行设计：（1）智能照明系统通过安装智能开关、智能插座、智能窗帘等设备，实现家庭照明的智能化控制。
用户可以通过手机APP、语音控制等方式，实现对灯光的开关、亮度调节、场景切换等功能。
（2）智能安防系统安装智能门锁、摄像头、报警器等设备，实现家庭安全的智能化管理。
当有人非法入侵时，系统会自动报警，并将报警信息发送给用户。
（3）智能环境监测系统安装空气质量传感器、温湿度传感器等设备，实时监测家庭环境。
当环境参数超出预设范围时，系统会自动采取措施进行调整，如开启空气净化器、调节空调等。
智能家居课程设计报告
智能家居课程设计报告智能家居是指通过智能化技术，将传统的家居设备和系统连接起来，并能够实现自动化、远程控制和智能化管理的一种家居模式。
随着科技的发展和人们对生活质量的追求，智能家居已经逐渐成为人们日常生活中的一部分。
为了进一步提升智能家居的便利性和实用性，我设计了一门智能家居课程。
一、课程目标：本课程旨在通过学习和实践，使学生掌握智能家居的基本原理和技术，了解智能家居的应用场景和作用，并能够设计、实施和维护智能家居系统。
二、课程内容：1.智能家居概述：介绍智能家居的定义、发展历程和前景展望。
2.智能家居技术基础：介绍智能家居系统的基本组成部分、通信协议以及相关技术。
3.智能家居设备与传感器：介绍智能家居中常用的设备和传感器，并学习其工作原理和应用场景。
4.智能家居系统设计：学习智能家居系统的设计原则和方法，包括系统框架设计、功能模块划分等。
5.智能家居远程控制：介绍智能家居的远程控制技术和相关设备，并进行实际操作和实验。
6.智能家居安全与隐私保护：学习智能家居系统的安全性和隐私保护措施，以及相关的法律法规。
7.智能家居系统的维护与故障排除：学习智能家居系统的维护和故障排除方法，并进行实践操作。
三、教学方法：1.理论教学：通过讲授理论知识，系统地介绍智能家居的相关原理、技术和应用。
2.实践操作：组织学生进行智能家居设备和系统的实际操作，使他们能够亲自体验并掌握相关技能。
3.项目实训：设计并完成一个智能家居系统项目，包括系统的搭建、调试和功能实现等。
4.案例分析：通过分析实际应用案例，让学生了解不同场景下的智能家居解决方案和挑战。
四、评价与考核：1.平时成绩：包括课堂表现、实践操作、作业等，占总成绩的50%。
2.项目成绩：根据学生完成的智能家居系统项目情况评估，占总成绩的30%。
3.期末考试：考察学生对智能家居理论和技术的理解程度，占总成绩的20%。
五、预期效果：通过本课程的学习，学生将能够全面了解智能家居的基本原理、技术和应用，掌握智能家居系统的设计和实施方法，具备一定的智能家居系统维护和故障排除能力。
智能家居实课程设计
智能家居实课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解智能家居的定义、原理及其在生活中的应用。
2. 学生掌握基本的电路知识，了解传感器、控制器等智能家居组件的工作原理。
3. 学生了解程序设计的基本概念，能够运用编程语言对智能家居设备进行简单控制。
技能目标：1. 学生能够运用所学的电路知识，搭建简单的智能家居电路。
2. 学生能够运用编程语言，编写简单的控制程序，实现对智能家居设备的控制。
3. 学生具备团队协作能力，能够在小组合作中共同完成智能家居项目的设计与实施。
情感态度价值观目标：1. 学生对智能家居技术产生兴趣，培养创新意识和探索精神。
2. 学生认识到智能家居技术在实际生活中的应用价值，关注科技发展对社会生活的影响。
3. 学生在实践过程中，养成勤于思考、动手操作的良好习惯，增强自信心和成就感。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论知识与动手操作，旨在培养学生的实际操作能力和团队协作能力。
学生特点：学生为初中生，具备一定的电路知识和编程基础，好奇心强，喜欢动手实践。
教学要求：教师需引导学生将理论知识与实际操作相结合，注重培养学生的动手能力、创新意识和团队协作能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识运用到实际生活中，解决实际问题。
教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 智能家居的定义、原理及分类- 常用传感器、控制器的工作原理与应用- 简单电路知识及电路图的识别- 编程语言基础（如：Scratch、Python等）2. 实践操作：- 智能家居设备的搭建与连接- 编程控制智能家居设备（如：灯光、温度控制等）- 小组项目：设计并实现一个简单的智能家居系统3. 教学大纲：- 第一周：智能家居概念、原理及分类学习，认识传感器、控制器等组件- 第二周：电路知识学习，动手搭建简单电路- 第三周：编程语言学习，掌握基本编程概念- 第四周：编程控制智能家居设备，小组项目设计及实施- 第五周：小组项目展示与评价，总结与反思教学内容安排与进度依据教材相关章节，确保学生能够循序渐进地掌握智能家居相关知识。
全屋智能家居课程设计
全屋智能家居课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解全屋智能家居的基本概念、系统组成和应用场景，掌握智能家居的主要技术原理，培养学生运用智能家居技术解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：a.了解全屋智能家居的概念和发展历程；b.掌握智能家居的系统组成，包括智能家居终端、通信网络、云计算平台等；c.学习智能家居的主要技术原理，如传感器技术、无线通信技术、物联网技术等。
2.技能目标：a.能够分析全屋智能家居系统的架构和功能；b.学会使用智能家居设备，进行简单的系统配置和故障排查；c.具备创新思维，能够结合智能家居技术解决实际生活问题。
3.情感态度价值观目标：a.培养学生对新技术的敏感度和好奇心，激发学生探索智能家居技术的兴趣；b.强化学生的团队合作意识，培养学生运用智能家居技术改善生活的责任感。
二、教学内容本课程的教学内容分为五个部分，共计20课时：1.第一部分：全屋智能家居概述（4课时）a.全屋智能家居的概念和发展历程；b.智能家居的系统组成和应用场景。
2.第二部分：智能家居终端技术（6课时）a.智能家居终端的分类和功能；b.智能家居终端的关键技术，如传感器技术、嵌入式系统等。
3.第三部分：通信网络技术（6课时）a.无线通信技术在智能家居中的应用；b.物联网技术及其在智能家居系统中的作用。
4.第四部分：云计算与大数据技术（4课时）a.云计算平台在智能家居中的应用；b.大数据技术在智能家居系统中的作用。
5.第五部分：智能家居应用案例与创新实践（10课时）a.分析智能家居典型应用案例；b.学生分组进行创新实践，设计并实现一个简易的智能家居系统。
三、教学方法本课程采用讲授法、案例分析法、实验法等多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：通过讲解全屋智能家居的基本概念、技术原理和应用案例，使学生掌握相关知识；2.案例分析法：分析智能家居典型应用案例，让学生了解智能家居技术在实际生活中的应用；3.实验法：学生进行实验，让学生亲手操作智能家居设备，提高学生的实践能力。
智能家居课程设计
智能家居 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生了解智能家居的定义、发展历程及在我国的应用现状；2. 掌握智能家居系统中常见的硬件设备、传感器及其工作原理；3. 理解智能家居系统的网络架构和通信协议。
技能目标：1. 培养学生运用编程语言对智能家居设备进行控制的能力；2. 培养学生运用传感器收集数据，对智能家居系统进行优化和改进的能力；3. 培养学生团队协作、沟通表达及解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对智能家居技术的兴趣和热情，激发其创新精神；2. 培养学生关注智能家居产业发展，认识到科技对生活的改变；3. 培养学生养成安全、环保、节能的生活习惯，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论教学和实际操作，旨在培养学生的动手能力、创新思维和团队协作能力。
学生特点：六年级学生对新鲜事物充满好奇，具备一定的信息技术基础，善于合作与交流，但需加强对理论知识的学习和运用。
教学要求：注重理论与实践相结合，以学生为主体，充分调动学生的积极性和主动性，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 智能家居概述- 定义与分类- 发展历程- 我国智能家居应用现状2. 智能家居硬件设备- 常见硬件设备及其功能- 传感器工作原理与应用- 设备间的通信方式3. 智能家居系统网络架构- 系统架构设计- 常用通信协议- 网络安全与隐私保护4. 编程控制智能家居设备- 编程语言基础- 设备控制方法- 实际操作案例5. 传感器数据采集与处理- 数据采集方法- 数据处理与分析- 实际应用案例6. 智能家居系统优化与改进- 系统性能评估- 优化策略与方法- 创新设计实践教学内容安排与进度：第一课时：智能家居概述第二课时：智能家居硬件设备第三课时：智能家居系统网络架构第四课时：编程控制智能家居设备第五课时：传感器数据采集与处理第六课时：智能家居系统优化与改进教材章节关联：本教学内容与教材中“智能家居技术与应用”章节相关，涵盖了该章节的主要知识点，旨在帮助学生系统地了解和掌握智能家居技术。
智能家居课程设计总结
智能家居课程设计总结一、课程目标知识目标：1. 学生理解智能家居的定义、功能及组成部分，掌握基本的智能家居设备使用方法。
2. 学生了解智能家居系统的工作原理，包括传感器、控制器和执行器的协同作用。
3. 学生掌握智能家居编程基础知识，能运用所学知识对智能家居设备进行简单编程。
技能目标：1. 学生能够独立操作智能家居设备，进行设备的连接、配置和故障排查。
2. 学生具备运用编程软件对智能家居设备进行编程的能力，实现基本的功能控制。
3. 学生能够结合实际需求，设计简单的智能家居系统方案，并进行优化。
情感态度价值观目标：1. 学生对智能家居技术产生兴趣，培养科技创新意识，提高实践操作能力。
2. 学生在团队合作中学会沟通、协作，培养解决问题的能力。
3. 学生意识到智能家居技术对生活的便利性，关注智能家居行业的发展，树立正确的消费观念。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，注重理论知识与实际操作相结合。
学生特点：学生具备一定的信息技术基础，对新鲜事物充满好奇心，喜欢动手实践。
教学要求：教师应注重引导学生进行自主学习、合作探究，强调实践操作，培养创新精神和实践能力。
在教学过程中，关注学生的学习进度，及时调整教学策略，确保课程目标的达成。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 智能家居概述- 了解智能家居的定义、发展历程和未来发展趋势。
- 熟悉智能家居系统的功能和组成部分。
2. 智能家居设备及其应用- 学习智能家居设备的分类、性能和选用原则。
- 掌握常见智能家居设备的使用方法，如智能灯泡、智能插座、智能摄像头等。
3. 智能家居系统工作原理- 了解传感器、控制器和执行器的工作原理及协同作用。
- 学习智能家居系统的通信协议和数据传输方式。
4. 智能家居编程基础- 掌握智能家居编程语言和开发环境。
- 学习编写简单的智能家居控制程序，实现设备的基本控制功能。
5. 智能家居系统设计与实践- 分析实际需求，设计智能家居系统方案。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
南通大学智能家居监控系统设计学院：电气工程班级：电115姓名：刘家辰学号： 1112002083目录1 引言 (3)2 系统设计 (3)3 硬件设计 (4)3.1单片机的选型 (4)3.2温度监测模块 (5)3.2.1 温度传感器简介 . (5)3.2.2测量原理 (5)3.2.3电路仿真 (6)3.3烟雾监测模块 (7)3.4 Zigbee 模块 (8)3.5报警模块 (9)3.6键盘输入模块 (10)3.7液晶显示模块 (11)3.8人体红外感应模块 . (11)4 主机软件设计 (12)4.1主机程序整体框架 (13)4.2无线发送 / 接收程序 . (13)4.3温度监测节点程序 . (15)4.4烟雾监测节点程序 . (17)4.5红外热释电监测节点程序 . (18)5 设计体会 (20)6 参考文献 (20)7 附录 (21)主机电路原理图 (21)1引言随着社会经济和科学技术的发展，社会信息化程度越来越高，物联网的推出是时代发展的需要，“三网合一”、“ 三屏合一” 等新概念不断提出，智能家居成为未来家居的发展方向。
智能家居在两个方面具有重要作用：(1)家居智化，继而实现住户舒适最大化，家庭安全最大化。
智能家居通过其智能家庭控制帮助人们改进生活方式，重新安排每天的时间计划表，并为高质量的生活环境提供安全保障。
(2)智能家居的另一个重要作用是降低能源消耗，操作成本最小化，帮助人们节约日常能源消耗开支。
智能家居主要通过智能家庭控制系统实现，家庭控制网络是实现智能家庭控制系统的关键。
近几年，各种家庭网络推进组织相继成立，并各自推出了相关建议和标准，但这些技术标准缺乏统一的通信接口，相互间不兼容 , 无法提供家庭控制网络的完整解决方案。
因此，智能家居研究者面临的最大挑战和机遇是家用电子领域缺乏统一的通信标准和互操作协议。
2系统设计智能家居监控系统的总体设计框图如图 1 所示。
该系统采用主从方式，主机负责接收无线信息、GSM远程报警、传感器阈值设置，从机负责温度、气体、烟雾、等环境信号采集处理及无线发送。
本文研制的智能家居环境监测报警系统能够实时监测煤气泄漏、火灾、电热毯过热等温度异常、外人闯入等危险状态，并可实现电话号码报警，设置传感器阈值等功能。
被检测对象温度检ZigBee测模块模块显示模块烟雾检ZigBee测模块模块温度监ZigBee蜂鸣器测模块模块ZigBee主单片报警模模块机块有害气ZigBee体监测模块模块红外感ZigBee应模块模块键盘输入模块图 1 智能家居监控系统的总体设计框图3硬件设计3.1单片机的选型采用 AT89S51作为主要单片机AT89S51是一种可编程可擦除的只读存储器并带有4K 字节的闪烁，具有是低功耗，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
AT89S51内有4K 字节可编程闪烁存储器， 128 字节的内部 RAM，32 个外部双向 I/O 口，6 个中断源，两个 16 位定时计数器及两个全双工串行通信口 , 看门狗电路。
AT89S51 有片内振荡器和时钟电路，具有掉电模式和低功耗的闲置。
AT89S51可降至 0Hz 的静态逻辑操作，空闲方式是停止CPU的工作，但允许定时计数器、RAM、中断系统及串行通信口继续工作。
掉电方式是保存RAM中的内容，但振荡器停止工作就要禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。
3.2 温度监测模块3.2.1 温度传感器简介温度传感器的种类众多，在应用与高精度、高可靠性的场合时 DALLAS（达拉斯）公司生产的 DS18B20温度传感器当仁不让。
DS18B20具有以下特性：（1）独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯；（2）简单的多点分布应用；（3）无需外部器件；（4）可通过数据线供电；（5）零待机功耗；（6）测温范围 -50~+125℃，以 0.5 ℃递增。
华氏器件 -67~+257℉，以 0.9 ℉递增；(7) 温度以 9 位数字量读出温度数字量转换时200ms（典型值）；(8)用户可定义的非易失性温度报警设置；(9)报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；(10)应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计或任何热感测系统。
3.2.2 测量原理DS18B20有三个主要数字部件： 1）64 位激光 ROM， 2）温度传感器， 3）非易失性温度报警触发器 TH和 TL。
器件用如下方式从单线通讯线上汲取能量：在信号线处于高电平期间把能量储存在内部电容里，在信号线处于低电平期间消耗电容上的电能工作，直到高电平到来再给寄生电源（电容）充电。
DS18B20也可用外部 5V 电源供电。
DS18B20+5VVDDI/OuP图 3 DS18B20与单片机的连接方式DS18B20依靠一个单线端口通讯，如图 3 所示。
在单线端口条件下，必须先建立 ROM操作协议，才能进行存储器和控制操作。
因此，控制器必须首先提供下面5 个 ROM操作命令之一： 1）读 ROM，2）匹配 ROM，3）搜索 ROM，4）跳过ROM，5）报警搜索。
这些命令对每个器件的激光 ROM部分进行操作，在单线总线上挂有多个器件时，可以区分出单个器件，同时可以向总线控制器指明有多少器件或是什么型号的器件。
成功执行完一条 ROM操作序列后，即可进行存储器和控制操作，控制器可以提供 6 条存储器和控制操作指令中的任一条。
一条控制操作命令指示 DS18B20完成一次温度测量。
测量结果放在 DS18B20 的暂存器里，用一条读暂存器内容的存储器操作命令可以把暂存器中数据读出。
温度报警触发器TH和TL 各由一个EEPROM字节构成。
如果没有对DS18B20使用报警搜索命令，这些寄存器可以做为一般用途的用户存储器使用。
可以用一条存储器操作命令对TH和TL 进行写入，对这些寄存器的读出需要通过暂存器。
所有数据都是以最低有效位在前的方式进行读写。
图 4 DS18B20温度测量电路原理图3.2.3 电路仿真2>到达设定值之后：3.3 烟雾监测模块MQ系列气体传感器是常见的气体传感器，它有多种系列，可用于不同气体浓度的检测。
它的工作原理为：其内部由活性很高的金属氧化物半导体（常用的是 SnO2）组成，金属氧化物半导体在空气中被加热到一定温度时，氧原子被吸附在带负电荷的半导体表面，半导体表面的电子会被转移到吸附氧上，氧原子就变成了氧负离子，同时在半导体表面形成一个正的空间电荷层，导致表面势垒升高，从而阻碍电子流动。
在敏感材料内部，自由电子必须穿过氧化物半导体微晶粒的结合部位（晶界）才能形成电流。
由氧吸附产生的势垒同样存在于晶界而阻碍电子的自由移动，传感器的电阻即缘于这种势垒。
在工作条件下当传感器遇到还原性气体时，氧负离子因与还原性气体发生氧化还原反应而导致其表面浓度降低，势垒随之降低，传感器的阻值减小。
在给定的工作条件下和适当的气体浓度范围内，传感器的电阻值和还原性气体浓度之间的关系可近似由下面方程表示：Rs=A[C]-σ其中： Rs：传感器电阻，A: 常数，[C]: 气体浓度，σ：Rs 曲线的斜率通过对传感器两端电压的测量可以得到传感器的阻值，进而可以得到所测气体的浓度。
MQ-7半导体气体传感器具有对一氧化碳的高灵敏度、优异的稳定性、长寿命、大的电信号输出、优异的选择性，常用于家庭、商业、工业环境的一氧化碳、煤气探测装置。
MQ-7 工作条件：环境温度： -20 ℃～ +55 ℃湿度：≤95%RH环境含氧量： 21%烟雾监测模块由一块 MQ-7 型气敏传感器芯片及若干外围电路组成。
其测量电路如图 5 所示。
图 5 烟雾监测模块测量电路3.4 Zigbee模块ZigBee是一种低速无线个域网技术（Low Rate Wireless Personal Network, LRWPAN）。
它用途很广泛，多适用于一些分布范围较小，通信数据量不大，数据传输速率相对较低，但同时对传输数据的可靠性和安全性有一定的要求，同时成本低和功耗低且易安装使用的场合。
选用CC2530 作为无线通信模块的核心芯片。
外观图如图 5.2 所示。
CC2530-ZigBee 无线通讯模块是采用 TI 最新一代 CC2530 ZigBee 标准芯片，适用于 2.4GHz、 IEEE 802.15.4、ZigBee 和 RF4CE 应用。
CC2530 芯片包括了极好性能的一流 RF 收发器，工业标准增强性 8051 MCU ，系统中可编程的快闪内存， 8KB RAM 以及许多其他功能强大的特性，可广泛应用在 2.4-GHz IEEE802.15.4 系统、 RF4CE 控制系统、 ZigBee 系统，其应用领域可为：家庭∕医院∕建筑物自动化，工业控制测量和监视，低功耗无线感测器网络等各方面应用。
无线模块的软件主要由两部分构成，一部分为主程序，实现串口数据到无线数据的转换；另一部分为中断服务程序，实现无线数据到串口数据的转换 CC2530 的开发环境是 IAR Embedded Workbench IDE，采用 C 语言编程，流程图 6 如下：开始初始化时钟初始化电源初始化串口初始化 DMA初始化无线无线接收串口接收到数N据？数据在 DMA 的控制下从 RadioY区转移到 Memory 区串口数据经 DMA控制转移到 Radio区中DMA 工作结束后产生中断，通无线发送过串口将转移到 Memory 中数据发送出去图 6ZigBee 模块软件设计流程图3.5 报警模块当需要报警时，单片机将通过一个I/O 口进行报警。
报警电路由一个蜂鸣器和三极管 9013 组成，当单片机的 WARN口输出高电平时， 9013 导通，蜂鸣器联通，从而发出声音，声音的大小可由 WARN口输出的方波频率控制。
图 7报警模块电路3.6 键盘输入模块在单片机系统中，键盘的设计主要有三种方式：独立按键式键盘、行列扫描式键盘和 N×（ N-1）键盘。
独立按键式键盘使用单片机的 I/O 口线直接连接，每个按键对应一根口线，一般应用在按键较少的场合。
但系统功能较多、按键数量较大时，独立式按键就不能满足需要了。
此时需要使用行列扫描式键盘接口，可以通过少量的 I/O 口线连接较多的按键。
在有的应用场合，单片机的 I/O 口线非常紧缺，又需要较多按键的键盘，这时可使用 N 条口线上连接 N×（ N-1）个按键的方法予以解决。
本设计中采用的是独立按键式键盘，接线方式如图 8 所示。
图8 行列扫描式键盘原理图在独立按键式键盘上实现键盘主要有三个步骤：判断有无按键被按下并消除抖动；键盘识别；等待按下键盘松开。
1．判断有无按键被按下并消除抖动在图8 中，按键开关一端接地，一端通过一个上拉电阻接高电平作为输出，当按键按下时，输出电平由高变为低，通过单片机进行延时消除抖动即可判定为一次有效按键触动。