文档介绍：2
学生宿舍智能家居传感器设计
【摘要】同学宿舍是同学长期居住和生活的地方，其便捷度和舒适度直接影响了同学们的生活质量和学****效率。智能家居利用网络技术和传感器等软硬件设备来改善家居环境，使家居生活更加舒适便利。本文将智能家居的概念引了使不同电子设备实现自由连接和无线通信，包括手机、耳机、笔记本等日常电子设备[4]。蓝牙技术快速便捷，且使用的是无线网络资源，并不占用有线资源，信息的传递也更加快速和高效。对于本系统设计选择蓝牙通信还有以下考虑：①，降低学校的成本负担；②简洁易用，蓝牙的芯片虽小但通过它可以在半径10m量级范围内的信息设备以无线方式进行通信和信息互换，在同学宿舍中更加简便和平安；③同学宿舍内部使用对通信距离要求不高，但稳定性要求高，使用蓝牙通信正好满足要求而WiFi通信稳定性偏差。本方案中，主控模块通过蓝牙通信模块发出无线指令，各个模块接受信号实现把握。
-气体传感器
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气体检测模块通过气体传感器对宿舍厕所的污浊气体进行监控，一旦超过某一阈值，便向主控模块发出信号，主控模块随即发出把握指令自动打开换气扇进行空气的更新。保证宿舍厕所环境良好，排解宿舍异味，同学可在宿舍正常呼吸，为同学营造良好的生活环境。本模块气体传感器选用MH3-NH3氨气传感器，应用在这种气体传感器中的气敏材料是SnO2，这是一种在纯净空气里有较低电导率的材料。传感器可感受到空气中存在的氨气气体，且随着气体浓度的增加，传感器的电导也会增大。而电导率的变化可以通过电路输出出来，这个输出值也体现了气体浓度值。设计相应电路，在同学宿舍厕所中使用，就可以将电导率的变化转换成与氨气浓度相对应的信号输出，当异味达到阈值时，可实现自动排气功能。
-光敏传感器，红外传感器
作者所在学校晚上10：20准时熄灯，夜间灯无法打开，宿舍处于黑暗状态。本模块中光敏传感器保证该电路在白天是断路状态，夜间是连通状态；红外传感器则在电路连通状态时运行，当四周有人时，向主控模块发送信号，主控模块把握夜灯的开闭，夜灯把握模块示意图如图4所示。光敏传感器选用GM55系列光敏电阻。光敏电阻这种传感器的导电率随着光强度的变化而转变。它是由半导体材料制成的，由于这种特性，光敏电阻被制作成了各种各样具有不同面积和形状的电阻。具有环氧树脂封装、牢靠性好、体积小、灵敏度高、反应速度快和光谱特性好的特点。光敏电阻广泛应用于室内光线把握、光电把握、报警器和工业把握等方面。人体红外传感器选用HC-SR501红外传感器。工作原理是结合红外线感应和自动把握技术，传感器探头选用德国生产的LHI778热释红外传感器，具有高牢靠性，高灵敏度和超低电压的诸多优点，所以被各类自动感应设备广泛接受。产品本身不带有任何的辐射，器件的低功耗、良好隐蔽性和经济性也让它有特别广泛的应用。本模块可以利用光敏电阻推断宿舍环境亮度，在夜间使用时可以利用红外传感器推断夜灯四周是否有人，以此实现对夜灯的开闭，便利同学夜间活动，削减宿舍的平安隐患。
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-温湿度传感器
由于本校宿舍处于背阴面，往往阴暗潮湿，夏天食物简洁发霉变质，秋冬季干燥。对同学健康有严峻的影响。本方案，通过温湿度传感器监测室内的温度和湿度，将信息传送给主控模块，主控模块将数据与设定好的人体舒适温度和湿度进行比对，实时调控空调进行除湿或增降温，或者调控加湿器实现加湿功能，让同同学活在舒适的环境中。本模块温湿度传感器选用DHT11数字温湿度传感器。DHT11是一种复合传感器，输出的是已校准的数字信图5DHT11数字温湿度传感器。其接受了温湿度传感技术和数字模块采集技术，这两种技术可以保证产品的高牢靠性和高稳定性。DHT11数字温湿度传感器由一个电阻式感湿元件、一个NTC测温热敏电阻和一个8位单片机组成，具有速度响应快、性价比高和超强抗干扰等优点。
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3系统软件设计
本系统软件设计在ArduinoIDE开发环境中使用C语言的代码进行编程，可分为三大功能模块，分别为气体检测模块、夜灯把握模块和温湿度监测模块。通过Arduino主控模块的主程序调用各个功能模块子程序实现对应不同传感器采集相应电信号，然后依据各自特性曲线转化为宿舍实际气体浓度值、光照强度值和温度湿度值等，实现不同的功能。
-气体传感器
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该传感器原理是将电导率的变化转换成与NH3浓度相对应的信号输出，气体浓度与电阻转化公式即为该传感器的NH3灵敏特性曲线，纵轴为传感器的电阻比