基于Arduino的智能環(huán)境監(jiān)測

11目錄1設(shè)計背景及概述21.1研究目的和意義21.2應(yīng)用背景21.3社會效益與經(jīng)濟效益32工程設(shè)計原理42.1原理概述42.2硬件設(shè)計原理42.3設(shè)計框圖122.4軟件設(shè)計原理及思想123操作流程、實驗調(diào)試過程133.1操作流程133.2實驗調(diào)試過程134實驗中出現(xiàn)的問題及解決情況135附程序源代碼參數(shù)設(shè)計146設(shè)計到達的目標(biāo)及參數(shù)157完成情況及結(jié)果158設(shè)計者對本設(shè)計的評述及通過設(shè)計的收獲體會159參考文獻171設(shè)計背景及概述研究目的和意義隨著社會的開展，生產(chǎn)技術(shù)的更新，物聯(lián)網(wǎng)理念如今已經(jīng)逐漸深入人心，并隨著傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的開展逐漸觸及社會的每一個角落。一個智能化的控制系統(tǒng)，不僅能夠幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的平安性，甚至為各種能源費用節(jié)約資金。[1]但很少有將這種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于大學(xué)生宿舍。然而，隨著各大高校的擴張，在校大學(xué)生的人數(shù)越來越多，學(xué)生宿舍的不穩(wěn)定因素因素也越來越多，在當(dāng)代社會信息化、智能化快速開展的背景下，基于這些因素，設(shè)計了“智慧宿舍〞系統(tǒng)來對學(xué)生宿舍經(jīng)行管理是有現(xiàn)實意義的。應(yīng)用背景自從1984年后，美國、歐洲等經(jīng)濟興旺的西方國家和局部電子行業(yè)先進的東南亞國家，看到了智能家居存在的巨大的潛在市場價值后，紛紛投入人力物力進行相關(guān)研究。由于西方等國家的經(jīng)濟實力和科學(xué)技術(shù)當(dāng)時走在世界前列，他們在這方面的研究也相對深入。人工智能是人類開展進步的重要環(huán)節(jié)，還在很早的時候，人們就開始在文學(xué)作品和影視作品中夢想著先進的智能控制技術(shù)，例如熟知的?巧啦Ａ夢?和?變形金剛?等，機器人和智能家居都是人工智能研究的重要方向，其目的都是為了極大的方便人類的生活，增強社會生產(chǎn)力，促進化會開展。由于西方等國家的經(jīng)濟實力和科學(xué)技術(shù)當(dāng)時走在世界前列，他們在這方面的研究也相對深入。特別是2021年在新加坡舉辦的＂亞洲電器與電子消費品博覽會上＂推出的＂未來之家＂智能家居系統(tǒng)深受用戶的好評，當(dāng)時的功能已經(jīng)包括：抄表、局部家電控制、接入、智能布線箱等，這個成功的案例為智能家居研究人員指明了方向，也初步定義了智能家居的功能需求。當(dāng)然隨著科學(xué)技術(shù)的不斷開展，人們對于生活品質(zhì)的要求也在不斷提升，相應(yīng)的功能要求也隨之不斷更新。國內(nèi)相比西方興旺國家來說起步較晚，1994年才從美國等發(fā)這國家首次進曰智能家居設(shè)備，真正開始進入實質(zhì)性研究也就是從2021年開始，我國才有了具有獨立自主研發(fā)功能的相關(guān)公司。所以國內(nèi)智能家居的研究大概可被分為以下幾個階段：萌芽期：整個行業(yè)還處在一個熟悉概念、產(chǎn)品認(rèn)知的階段，國內(nèi)沒有專業(yè)的智能家居生產(chǎn)廠商，只是有個別的廠商代賣美國的一些概念產(chǎn)品，實際效果更偏向于“家居自動化〞。徘徊期：送個階段，大量的企業(yè)開始著手做智能家居，雖然在功能上實現(xiàn)了一定的“智能化〞，但大局部廠商盲目夸大其實際作用，使得用戶的認(rèn)同感很差，很多廠家都在這個時期夭折。融合開展期：近些年，隨著物聯(lián)網(wǎng)研究的不斷深入，家庭網(wǎng)絡(luò)和信息家電的高度融合使得智能家居不斷開展，生產(chǎn)研發(fā)開始正規(guī)化，價格也趨于“平民化〞，加之國家政策的不斷傾斜，智能家居正在迎來一個嶄新的開展機遇期，向著真正意義上的“智能家居〞又開始大踏步的向前走[2]。由此可看出，國內(nèi)的智能家居還處于一個比擬低層次的階段，智能家居系統(tǒng)的集成性、系統(tǒng)性還不夠完善叫但也可Ｗ從另一方面可看出智能家居在國內(nèi)還有很大的潛在開發(fā)價值，一些知名的企業(yè)如天津瑞朗，青島愛爾豪斯，海爾，華為等已經(jīng)在智能家居方面做了不少研究。而對于大學(xué)生來說，宿舍就是大學(xué)生的家?，F(xiàn)在大學(xué)生已經(jīng)充分享受到了科技帶來的諸多便利，但“智能家居〞卻并沒有在校園宿舍中得到應(yīng)用和開展，智慧宿舍的開展正處于空窗期。經(jīng)調(diào)查智慧宿舍在經(jīng)濟方面是大學(xué)生可以接受的。相關(guān)元器件價格不斷下降，技術(shù)越來越成熟，使得智能宿走進了我們普通人的生活。其系統(tǒng)功耗低、操作簡便、穩(wěn)定性高、實時性好。系統(tǒng)主要應(yīng)用了單片機技術(shù)和現(xiàn)代化電子通信技術(shù)，具有多項功能。具有性能穩(wěn)定、能全天候工作、耗電省，安裝使用方便等特點。研究目的基于生活的便捷及高效的方向出發(fā)，主要是為了改良當(dāng)下宿舍的監(jiān)控方式落后及使用不方便等缺點，本設(shè)計的智能代替了傳統(tǒng)設(shè)備手動機械控制，不僅效率高、本錢低、使用方便、可控性強，更能提升平安性性、舒適性、藝術(shù)性，并實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境[3]。社會效益與經(jīng)濟效益如今在學(xué)校的寢室里,學(xué)生貴重物品被盜、由于學(xué)生過失而引起著火等事故時有發(fā)生,這些都是一直以來困擾著學(xué)生、學(xué)工以及學(xué)校保衛(wèi)處的“大問題〞。傳統(tǒng)的防范措施存在很大的弊端,比方當(dāng)事故發(fā)生時,防護鐵門、鐵欄桿就會成為主人逃生的最大障礙。而采用智能防火防盜報警系統(tǒng),便能很好地解決此類問題了。但是市場上防火防盜系統(tǒng)價格對大學(xué)生來講過高,本系統(tǒng)便是針對大學(xué)宿舍,從低本錢的角度來設(shè)計制作的[4]。以保證學(xué)生人身及財產(chǎn)平安免受損失，在進行具體設(shè)計的時候要考慮到許多理論與實際的問題，對所有的技術(shù)運用做一個總結(jié)，探索出了一種適合學(xué)生宿舍使用并且價格合理的智能安防系統(tǒng)，在極大提升學(xué)生宿舍的平安系數(shù)的同時，本錢控制在兩百元以下，易于推廣容易被廣闊學(xué)生所接受。2工程設(shè)計原理2.1原理概述智慧宿舍的主控芯片采用Arduino，其優(yōu)勢就在于其開發(fā)方便，兼容性好，處理速度快。系統(tǒng)分為5局部：Arduino核心板，煙霧監(jiān)測模塊，GSM模塊及熱釋紅外模塊，蜂鳴器或語音模塊。如圖1所示，Arduino核心板負(fù)責(zé)一系列狀態(tài)檢測，數(shù)據(jù)處理，邏輯處理及執(zhí)行控制。煙霧監(jiān)測模塊用于檢測煙霧，當(dāng)宿舍發(fā)生火災(zāi)產(chǎn)生煙霧時，可感知煙霧并將當(dāng)前狀態(tài)發(fā)送至Arduino核心板。熱釋紅外模塊用于檢測是否有人經(jīng)過，當(dāng)宿舍人員全部離開后，安防系統(tǒng)開始工作；當(dāng)有人進入時可感應(yīng)到有人非法闖入，并將次狀態(tài)發(fā)送至Arduino核心板。GSM模塊用于發(fā)送短信，當(dāng)盜竊、火災(zāi)等事故發(fā)生時，通過Arduino核心板的控制可使該模塊向固定號碼發(fā)送短信，提示用戶。蜂鳴器或語音模塊用于語音報警，當(dāng)出現(xiàn)意外狀況時，發(fā)出警報聲。2.2硬件設(shè)計原理2.2.1主控芯片ArduinoArduino是近年來快速流行起來的一種控制器,它是一個硬件平臺，使用的核心是一個AVR芯片，整塊控制板類似于單片機開發(fā)板，但是在功能上強大了很多。Arduino是一款便捷靈活、方便開發(fā)者使用和上手的開源電子原型平臺，包含各種型號的Arduino板及擴展板硬件資源和ArduinoIDE軟件資源。Arduino不僅僅是全球最流行的開源硬件，也是一個優(yōu)秀的硬件開發(fā)平臺，更是當(dāng)前硬件開發(fā)的趨勢。Arduino構(gòu)建開放源代碼的simpleI/O接口板，使用Java，C語言的Processing/Wiring開發(fā)環(huán)境。開發(fā)語言和開發(fā)環(huán)境簡單、易理解，使用者可以快速做出有趣的東西。Aduino可以配合LED燈、蜂鳴器、按鍵、光敏電阻等電子原件一起工作。我們所使用的ArduinoUNO是目前使用最廣泛的Arduino控制器，具有ArduinoUNO時ArduinoUSB接口系列的最新版本，電路如圖1所示。作為Arduino平臺的標(biāo)準(zhǔn)模板。UNO的處理器核心是ATmega328，它包括14路數(shù)字輸入/輸出接口〔其中6路可作為PWM輸出，6路模擬輸入〕，一個16MHz晶體振蕩器，一個USB接口,一個電源插座，一個ICSP接口和一個復(fù)位按鈕，。在掌握了ArduinoUNO開發(fā)技術(shù)以后，就可以將自己編寫的代碼輕松地移植到其他型號的控制器上，可以用來開發(fā)交互產(chǎn)品，比方可以讀取大量的開關(guān)和傳感器信號，并且可以控制各式各樣的電燈、電機和其他物理電子設(shè)備等[5]。Arduino的優(yōu)勢就在于其開發(fā)方便，兼容性好，處理速度快。對Arduino的編程是利用Arduino編程語言(基于Wiring)和Arduino開發(fā)環(huán)境(基于Processing)來實現(xiàn)的。基于Arduino的工程，可以只包含Arduino，也可以包含Arduino和其他一些在PC上運行的軟件，他們之間進行通信(比方Flash,Processing,MaxMSP)來實現(xiàn)。Arduino具有一下特色：開放源代碼的電路圖設(shè)計，程序開發(fā)接口可免費下載，也可以依需求自己修改。使用低價位的微處理控制器，〔AVR系列控制器〕，可以采用USB接口供電，也可以使用外部DC9V電源。Arduino支持ISP在線燒寫，可以將新的bootloader固件燒入AVR芯片。有了bootloader之后，就可以通過串口或者USB轉(zhuǎn)RS232的轉(zhuǎn)換線來更新固件?？梢罁?jù)官方提供的Eagle格式的PCB和SCH電路圖簡化Arduino模組，完成獨立運行的微處理；可簡單地與傳感器、各式各樣的電子原件連接〔例如：熱敏電阻、光敏電阻、伺服電機等〕。支持多種互動程序，如：Flash、Max/MSP、VVVV、PD、C、Processing等。應(yīng)用方面，利用Arduino，突破了以往只能使用鼠標(biāo)、鍵盤、CCD等輸入裝置互動的限制，可以更簡單地完成單人或多人互動游戲。[5]圖1ArduinoUNORev3電路圖2.2.2煙霧檢測模塊煙霧濃度的傳感器經(jīng)過與其他產(chǎn)品比擬后，采用的是MQ-2型煙霧傳感器，該傳感器采用的是在正?？諝庵须妼?dǎo)率較低的二氧化錫，當(dāng)可燃?xì)怏w外泄時，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中雜質(zhì)氣體濃度的增加而增大，即可通過上下電平的變化來判斷煙霧濃度的大小。性能參數(shù)如表1，圖2為MQ-2型煙霧探測傳感器器對于不同氣體的探測靈敏度?？梢杂糜诩彝ズ凸S的氣體泄漏監(jiān)測裝置，適宜于液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、煙霧等的探測；模塊特色：采用優(yōu)質(zhì)雙面板設(shè)計，具有電源指示和TTL信號輸出指示；2、具有DO開關(guān)信號〔TTL〕輸出和AO模擬信號輸出；3、TTL輸出有效信號為低電平?！伯?dāng)輸出低電平時信號燈亮，可直接接單片機或繼電器模塊〕4、模擬量輸出電壓隨濃度越高電壓越高。5、對液化氣，天然氣，城市煤氣，煙霧有較好的靈敏度。6、有四個螺絲孔便于定位；7、產(chǎn)品外形尺寸：32(L)*20(W)*22(H)8、具有長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性9、快速的響應(yīng)恢復(fù)特性電氣性能：輸入電壓：DC5V功耗〔電流〕：150mADO輸出：TTL數(shù)字量0和1〔0.1和5V〕AO輸出：0.1-0.3V〔相對無污染〕，最高濃度電壓4V左右特別提醒：傳感器通電后，需要預(yù)熱20S左右，測量的數(shù)據(jù)才穩(wěn)定，傳感器發(fā)熱屬于正?，F(xiàn)象，因為內(nèi)部有電熱絲，如果燙手就不正常了。接線方式：1、VCC:接電源正極〔5V〕2、GND:接電源負(fù)極3、DO:TTL開關(guān)信號輸出4、AO:模擬信號輸出表1MQ-2型煙霧傳感器參數(shù)產(chǎn)品名稱MQ-2型煙霧傳感器測試范圍300～10000ppm適用氣體可燃?xì)怏w、煙霧響應(yīng)時間＜10s工作條件環(huán)境溫度：-20℃～+55℃；濕度：＜95％RH±0.2V圖2MQ-2對于各類氣體的靈敏度特怯曲線宿舍火災(zāi)事故是危害用戶平安的極大隱患，因此第一時間進行報警處理極為重要，本設(shè)計采用了MQ-2型煙霧傳感器、GSM報警模塊等，實現(xiàn)對危險情況的及時報警和簡單處理。MQ-2型煙霧傳感器采用此傳感器的目的就是為了宿舍內(nèi)部著火后產(chǎn)生巨大濃煙，導(dǎo)致人員窒息。煙霧傳感器就是MQ-2為主體，參加運放電路，通過當(dāng)前值和標(biāo)準(zhǔn)闊值進行比擬，通過電位差來表達是否有煙霧，并完成后端工作。圖3為煙霧傳感器模塊的電路圖圖3煙霧傳感器模塊電路圖如果環(huán)境中產(chǎn)生較大煙霧，那么煙霧傳感器通過當(dāng)前煙霧濃度值與標(biāo)準(zhǔn)闊值進行比擬，通過運放電路，產(chǎn)生高電平，從OUT端口輸出，進入控制板A5端口，控制板接收到高電平后，認(rèn)為環(huán)境中有煙霧，D5、D10端口輸出高電平，控制蜂鳴報警器。此外，同時通過串口產(chǎn)生控制信號，通過GSM模塊向用戶發(fā)出報警信號。2.2.3HC-SR501熱紅外模塊該設(shè)計中，紅外傳感器模塊選用普通型人體熱釋電紅外傳感器HC-SR501，這是一種能檢測人體發(fā)射的紅外線的新型高靈敏度紅外探測元件。通過非接觸式檢測人體紅外能量的變化，將輸出電壓信號轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出，并對輸出電壓信號進行放大[6]。因此，它可以用來使電源開關(guān)控制器和防火災(zāi)報警等。被動的紅外報警主要是在結(jié)構(gòu)上使用，不需要發(fā)送任何形式的能量，該模塊只需要接收自然能量就可以到達檢測的目的[6]。其電氣參數(shù)如表2。表2HC-SR501熱紅外模塊電氣參數(shù)產(chǎn)品名稱HC-SR501熱紅外模塊工作電壓靜態(tài)電流＜50uA電平輸出觸發(fā)方式L不可重復(fù)觸發(fā)/H可重復(fù)觸發(fā)延時時間5-200s〔可調(diào)〕可制作范圍零點幾秒到幾十分鐘封鎖時間5.2s〔默認(rèn)〕可制作范圍零點幾秒到幾十秒技術(shù)參數(shù)：1.工作電壓：DC5V至20V2.靜態(tài)功耗：65微安3.電平輸出：高3.3V，低0V4.延時時間：可調(diào)(0.3秒~18秒)6.觸發(fā)方式：L不可重復(fù)，H可重復(fù)，默認(rèn)值為H7.感應(yīng)范圍：小于120度錐角，7米以內(nèi)8.工作溫度：-15~+70度9.PCB外形尺寸：32*24mm，螺絲孔距28mm，螺絲孔徑2mm，感應(yīng)透鏡尺寸：(直徑)：23mm(默認(rèn))功能特點：1.全自動感應(yīng)：當(dāng)有人進入其感應(yīng)范圍那么輸入高電平，人離開感應(yīng)范圍那么自動延時關(guān)閉高電平。輸出低電平。2.光敏控制(可選〕：模塊預(yù)留有位置，可設(shè)置光敏控制，白天或光線強時不感應(yīng)。光敏控制為可選功能,出廠時未安裝光敏電阻。如果需要，請另行購置光敏電阻自己安裝。3.兩種觸發(fā)方式：L不可重復(fù)，H可重復(fù)?？商€選擇，默認(rèn)為H。A.不可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，延時時間一結(jié)束，輸出將自動從高電平變?yōu)榈碗娖?。B.可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，在延時時間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍內(nèi)活動，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時將高電平變?yōu)榈碗娖?感應(yīng)模塊檢測到人體的每一次活動后會自動順延一個延時時間段，并且以最后一次活動的時間為延時時間的起始點)。4.具有感應(yīng)封鎖時間(默認(rèn)設(shè)置：0.2秒)：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后(高電平變?yōu)榈碗娖?，可以緊跟著設(shè)置一個封鎖時間，在此時間段內(nèi)感應(yīng)器不接收任何感應(yīng)信號。此功能可以實現(xiàn)(感應(yīng)輸出時間和封鎖時間)兩者的間隔工作，可應(yīng)用于間隔探測產(chǎn)品；同時此功能可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。5.工作電壓范圍寬：默認(rèn)工作電壓DC5V至20V6.微功耗：靜態(tài)電流65微安，特別適合干電池供電的電器產(chǎn)品。7.輸出高電平信號：可方便與各類電路實現(xiàn)對接。本工程將人體紅外探測器放置在宿舍門處，當(dāng)有人從門進入時，產(chǎn)生紅外熱感應(yīng)信號，探測器收到信號是產(chǎn)生一個高電平信號給Arduino控制板端口，控制板根據(jù)接收到的高電平，產(chǎn)生控制信號，使得蜂鳴器發(fā)出報警聲，如果是合法用戶進入，那么用戶可自行按下控制按鍵，使其保持休眠狀態(tài)：如非法用戶進入，未按下控制按鍵，那么其會持續(xù)報警，并在幾分鐘后，向GSM模塊發(fā)出指令，通過GSM模塊向用戶發(fā)送報警指令。2.2.4GSM模塊本設(shè)計中采用的GSM模塊是由SIM900A小型模塊作為核心的模塊，選用SIM900A作為GSM模塊的核也也是因為其功耗低、模式多、功能多、系統(tǒng)可靠性高。使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)界面，使得具備GSM/GPRS900/1800MHz功能的SIM900A以小尺寸和低功耗實現(xiàn)語音、SMS、數(shù)據(jù)和信息的高速傳輸。SIM900A能滿足M2M幾乎所有應(yīng)用要求，尤其是小巧、緊湊型的設(shè)計。根本特點：·雙頻GSM/GPRS900/1800MHz·GPRS(class10/8)標(biāo)準(zhǔn)·GPRS〔classB〕·滿足GSM〔2/2+〕標(biāo)準(zhǔn)–Class4〔2W@850/900MHz〕–Class1(1W@1800/1900MHz)·尺寸：24mmx24mmx3mm··通過AT命令控制〔GSM07.07，07.05和增強AT命令〕·SIM應(yīng)用工具包···支持用戶定制的MMI和鍵盤/LCD，SPI/I2C/GPIO/PWM/ADC接口，支持RTC(Real-TimeClock)，全功能UART接口，天線連接器和天線焊盤·內(nèi)嵌強大的TCP/IP協(xié)議棧，支持多IP連接·低功耗正常操作溫度：-30°Cto+80°C該模塊通過TX/RX端口和主板進行串口通信，在其使用前，必須對其進行相應(yīng)配置。GSM模塊的配置是Ｗ串口通信進行配置的，首先將該GSM模塊通過USB－232模塊和PC機進行連接，通過串口調(diào)試助手對其進行初步配置。GSM模塊采用ＡＴ指令進行配置，本設(shè)計通過串口調(diào)試助手向其發(fā)送相關(guān)指令，第一步向GSM模塊發(fā)送指令＂AT＂，GSM模塊返回＂OK＂，說明模塊運行正常；第二步發(fā)送＂AT＋CSQ＂，GSM模塊返回當(dāng)前信號質(zhì)量，一般大于10，即為信號強度較好，本設(shè)計返回值為17；第Ｈ步發(fā)送＂AT＋COPS＂，GSM模塊返回當(dāng)前所插入的GSM卡注冊到的網(wǎng)絡(luò)信息本設(shè)計中，使用的是移動的3G卡，所返回的值為＂CHINAMONILE＂，此時已經(jīng)完成了初步的GSM配置指令。設(shè)計框圖煙霧檢測模塊煙霧檢測模塊Arduino核心板Arduino核心板GSM模塊蜂鳴器GSM模塊蜂鳴器電源熱紅外模塊電源熱紅外模塊軟件設(shè)計原理及思想基于Arduino的智慧宿舍工程是通過MQ-2模塊感測宿舍在無人值守時人體紅外以及HC-SR501模塊檢測宿舍空氣中的煙霧，在特定情況下向端發(fā)送短信或打。因此在設(shè)計時3操作流程、實驗調(diào)試過程操作流程首先，Arduino板初始化串口，保證其與GSM模塊可正常通信；之后初始化GSM模塊，保證其能夠正常發(fā)送短信；并檢測煙霧檢測模塊和熱紅外是否正常工作。其次，當(dāng)各個模塊可正常工作后，再循環(huán)檢測是否出現(xiàn)煙霧，是否有人進入宿舍，當(dāng)檢測到有人進入時，發(fā)送短信并作相應(yīng)的語音提示或報警。[7]即當(dāng)宿舍發(fā)生火災(zāi)產(chǎn)生煙霧時，通過MQ-2型煙霧傳感器來探測煙霧濃度變化，當(dāng)有煙霧存在，那么煙霧傳感器會將對應(yīng)端口置為高電平，并將當(dāng)前狀態(tài)發(fā)送至Arduino核心板，此時Arduino會按預(yù)先設(shè)定好的指令，通過TX/RX串口向GSM模塊發(fā)送指令，進而以的形式撥打給用戶。熱釋紅外模塊用于檢測是否有人經(jīng)過，當(dāng)宿舍人員全部離開后，安防系統(tǒng)開始工作；當(dāng)有人進入時可感應(yīng)到有人非法闖入，并將次狀態(tài)發(fā)送至Arduino核心，蜂鳴器發(fā)出警報聲，同時GSM模塊向固定號碼發(fā)送短信，提示用戶。實驗調(diào)試過程，HC-SR501，GSM模塊的各項功能-2，HC-SR501模塊的輸出參數(shù)以及各個參數(shù)的變化情況，持續(xù)時間。3.通過屢次實驗以及查找相關(guān)資料設(shè)定適宜的傳感器檢測值。4.綜合各個模塊，測試整個系統(tǒng)功能4實驗中出現(xiàn)的問題及解決情況1.初期通過arduinoGSM庫來控制SIM900A模塊發(fā)送短信以及打不成功，可能時由于模塊與庫文件不匹配，再該由串口發(fā)送AT指令，在AT指令控制過程中，發(fā)送短信的一條指令“Serial.print(0x1A)〞，一直調(diào)不出來，后來查閱資料，改為Serial.write(0x1A)才實現(xiàn)了短信發(fā)送2.在測試HC-SR501模塊時，傳感器靈敏度過高，持續(xù)時間長，而導(dǎo)致GSM模塊一次性發(fā)送多條短信，通過調(diào)節(jié)傳感器靈敏度以及延時，再通由程序控制GSM短信發(fā)送延時，問題得以解決。-2傳感器的問題在與監(jiān)測環(huán)境中氣體濃度的設(shè)定，經(jīng)過屢次測試，設(shè)定為400ppm。5附程序源代碼參數(shù)設(shè)計intredLED=7;//定義人體感應(yīng)傳感器由數(shù)字接口7傳遞數(shù)據(jù)intSensor=A0;//定義煙霧傳感器由模擬接口0傳遞數(shù)據(jù)intbeep=13;//定義蜂鳴器接口為13booleanhavepeople;//定義一個布爾變量為檢測人體的函數(shù)voidsetup()//開始函數(shù){Serial.begin(38400);//設(shè)置波特率pinMode(beep,OUTPUT);//定義引腳模式}voidloop()//定義循環(huán)函數(shù){checkgas();//執(zhí)行檢測煙霧子程序checkpeople();//執(zhí)行檢測人體子程序if(havepeople)//如果檢測到人體{digitalWrite(beep,HIGH);//蜂鳴器接口輸出高電平sendmessage();//發(fā)送著火警告短信delay(6000);//延時6sdigitalWrite(beep,LOW);}delay(10000);//延時10s}voidsendmessage()//定義發(fā)送短信子函數(shù){Serial.println("AT");delay(2021);Serial.println("AT+CMGF=1");delay(2021);delay(2021);Serial.print("\r\n");//這里寫內(nèi)容delay(2021);Serial.write(0x1A);//原來這里我是“Serial.print(0x1A);〞，一直調(diào)不出來，后來改了才成功了，}voidcall()//定義撥打子函數(shù){}voidcheckpeople()//定義檢測人體子函數(shù){havepeople=digitalRead(redLED);//將人體感應(yīng)傳感器的數(shù)據(jù)賦值給havepepple變量Serial.println(havepeople);//串口輸出}voidcheckgas()//定義檢測煙霧子函數(shù){intval;//定義val變量val=analogRead(0);//將煙霧傳感器的數(shù)據(jù)賦值給valSerial.println(val);//串口輸出if(val>100)//如果數(shù)值超出正常范圍{digitalWrite(beep,HIGH);//蜂鳴器接口輸出高電平call();//執(zhí)行撥打子函數(shù)}}6設(shè)計到達的目標(biāo)及參數(shù)智慧宿舍設(shè)計在于當(dāng)人員離開宿舍后開啟智慧宿舍，宿舍有火情出現(xiàn)時，煙霧監(jiān)測傳感器感應(yīng)到煙霧，通過GSM模塊向固定的號碼撥打，或有人進入宿舍時，蜂鳴器發(fā)出警報，向用戶發(fā)出提醒短信。通過傳感器能夠監(jiān)測宿舍狀況，設(shè)計可行。7完成情況及結(jié)果系統(tǒng)在模擬煙霧環(huán)境中，當(dāng)空氣濃度到達設(shè)定值時能向指定端撥打提醒用戶以及觸發(fā)蜂鳴器警報。感應(yīng)到人體經(jīng)過時觸發(fā)蜂鳴器，發(fā)送短信。8設(shè)計者對本設(shè)計的評述及通過設(shè)計的收獲體會在整個系統(tǒng)設(shè)計的過程中，通過分組對文獻資料的查閱和相關(guān)技術(shù)手冊的研讀，我們比擬全面的掌握了Arduino系統(tǒng)的根本原理和智慧宿舍的實現(xiàn)方法。特別是對Arduino的特點有了進一步了解。智能家居技術(shù)作為當(dāng)前開展迅速，應(yīng)用日趨廣泛的技術(shù)形勢，正在改變著我們周圍的世界，改變著我們的生活方式。研究基于宿舍的智能家居是促進Arduino技術(shù)及其應(yīng)用的必然要求，作為智慧宿舍了適應(yīng)日益豐富的需求，其性能能夠以及功能也在不斷的進步中。本文的基于Arduino的智慧宿舍是具體應(yīng)用需求的一次嘗試，做了以下工作：對Arduino技術(shù)原理、功能以及特點、適用范圍做了較全面的研究，分析了Arduino在智能家居及智慧宿舍的優(yōu)勢及可行性。完成了基于Arduino的智慧宿舍的軟件設(shè)計，包括對煙霧檢測模塊、熱紅外感應(yīng)模塊和GSM模塊根本操作程序的編寫。經(jīng)過整個系統(tǒng)的調(diào)試與實驗，本文涉及的傳感器能夠感應(yīng)火災(zāi)煙霧的變化和人體活動，并將其反應(yīng)給Arduino主控板，然后根據(jù)提前設(shè)定好的程序通過GSM模塊將這些信息以和短信的方式通知固定的用戶。在此設(shè)計和操作以及實驗的過程中，對于基于Arduino的智慧宿舍有了更深層次的認(rèn)識。參考文獻[1]楊進松,王軍利.一種熱釋電紅外無線報警器設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2021,35(15):35-36.[2]王秀娟．基于人體舒適度的家庭環(huán)境控制器的設(shè)計與實現(xiàn)［J］．江蘇：南京理工大學(xué)．“賣水〞[J].中關(guān)村，2021〔9〕：52-55.[4]朱東梅.互聯(lián)網(wǎng)公司闖入智能化家居[J].現(xiàn)代家電，2021〔12〕：54-55.[5]李明亮.Arduino工程DIY[M].北京：清華大學(xué)出版社，2021:3-4.[6]蔡睿妍.Arduino的原理及應(yīng)用[J]．電子設(shè)計工程，2021，20〔16〕：155-157．[7]倪天龍.單總線傳感器DHT11在溫濕度測控中的應(yīng)用[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2021〔6〕：60-62.[8]舒輝.無線多傳感器網(wǎng)絡(luò)紅外熱釋電傳感器的微小型化設(shè)計與研究[D].南京：南京理工大學(xué)，2021.

論大學(xué)生寫作能力寫作能力是對自己所積累的信息進行選擇、提取、加工、改造并將之形成為書面文字的能力。積累是寫作的基礎(chǔ)，積累越厚實，寫作就越有基礎(chǔ)，文章就能根深葉茂開奇葩。沒有積累，胸?zé)o點墨，怎么也不會寫出作文來的。寫作能力是每個大學(xué)生必須具備的能力。從目前高校整體情況上看，大學(xué)生的寫作能力較為欠缺。一、大學(xué)生應(yīng)用文寫作能力的定義那么，大學(xué)生的寫作能力究竟是指什么呢？葉圣陶先生曾經(jīng)說過，“大學(xué)畢業(yè)生不一定能寫小說詩歌，但是一定要寫工作和生活中實用的文章，而且非寫得既通順又扎實不可。”對于大學(xué)生的寫作能力應(yīng)包含什么，可能有多種理解，但從葉圣陶先生的談話中，我認(rèn)為：大學(xué)生寫作能力應(yīng)包括應(yīng)用寫作能力和文學(xué)寫作能力，而前者是必須的，后者是“不一定”要具備，能具備則更好。眾所周知，對于大學(xué)生來說，是要寫畢業(yè)論文的，我認(rèn)為寫作論文的能力可以包含在應(yīng)用寫作能力之中。大學(xué)生寫作能力的體現(xiàn)，也往往是在撰寫畢業(yè)論文中集中體現(xiàn)出來的。本科畢業(yè)論文無論是對于學(xué)生個人還是對于院系和學(xué)校來說，都是十分重要的。如何提高本科畢業(yè)論文的質(zhì)量和水平，就成為教育行政部門和高校都很重視的一個重要課題。如何提高大學(xué)生的寫作能力的問題必須得到社會的廣泛關(guān)注，并且提出對策去實施解決。二、造成大學(xué)生應(yīng)用文寫作困境的原因：（一）大學(xué)寫作課開設(shè)結(jié)構(gòu)不合理。就目前中國多數(shù)高校的學(xué)科設(shè)置來看，除了中文專業(yè)會系統(tǒng)開設(shè)寫作的系列課程外，其他專業(yè)的學(xué)生都只開設(shè)了普及性的《大學(xué)語文》課。學(xué)生寫作能力的提高是一項艱巨復(fù)雜的任務(wù)，而我們的課程設(shè)置僅把這一任務(wù)交給了大學(xué)語文教師，可大學(xué)語文教師既要在有限課時時間內(nèi)普及相關(guān)經(jīng)典名著知識，又要適度提高學(xué)生的鑒賞能力，且要教會學(xué)生寫作規(guī)律并提高寫作能力，任務(wù)之重實難完成。（二）對實用寫作的普遍性不重視?！按髮W(xué)語文”教育已經(jīng)被嚴(yán)重地“邊緣化”。目前對中國語文的態(tài)度淡漠，而是呈現(xiàn)出全民學(xué)英語的大好勢頭。中小學(xué)如此，大學(xué)更是如此。對我們的母語中國語文，在大學(xué)反而被漠視，沒有相關(guān)的課程的設(shè)置，沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實踐訓(xùn)練。這其實是國人的一種偏見。應(yīng)用寫作有它自身的規(guī)律和方法。一個人學(xué)問很大，會寫小說、詩歌、戲劇等，但如果不曉得應(yīng)用文寫作的特點和方法，他就寫不好應(yīng)用文。（三）部分大學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正。很多非中文專業(yè)的大學(xué)生對寫作的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練都只是集中在《大學(xué)語文》這一門課上，大部分學(xué)生只愿意被動地接受大學(xué)語文老師所講授的文學(xué)經(jīng)典故事，而對于需