基于树莓派的室内烟雾检测系统的设计与实现.pptxVIP

基于树莓派的室内烟雾检测系统的设计与实现汇报人：2024-01-13

项目背景与意义系统总体设计烟雾传感器原理及选型树莓派平台搭建与配置数据采集、处理与显示模块实现系统测试与性能评估总结与展望

项目背景与意义01

由于室内装修、家具、家电等释放的有害物质，以及室外污染源的渗入，室内空气质量往往比室外更差。长期暴露在室内空气污染环境中，会引发头痛、嗓子痒、眼睛疲劳等症状，严重时还会导致呼吸道疾病、心血管疾病等。室内空气质量现状及危害对人体健康的危害室内空气污染严重

烟雾检测器能够及时发现火灾迹象，保护家庭财产安全。家庭安全工业安全公共场所安全在工厂、仓库等场所安装烟雾检测器，有助于及时发现火灾隐患，避免重大事故。在学校、医院、商场等公共场所安装烟雾检测器，能够保障人员安全。030201烟雾检测技术应用领域

树莓派是一款开源的硬件平台，用户可以自由地进行二次开发和定制。开放性易用性成本低廉社区支持树莓派具有丰富的接口和扩展性，方便用户连接各种传感器和执行器。相比于其他嵌入式系统，树莓派的价格相对较低，适合大规模部署和应用。树莓派拥有庞大的用户社区和丰富的资源，用户可以方便地获取技术支持和解决方案。基于树莓派系统优势

系统总体设计02

硬件组成及选型依据烟雾传感器选用MQ-2型烟雾传感器，具有高灵敏度、快速响应和稳定性好的特点，适用于室内烟雾检测。树莓派作为系统的核心控制单元，负责数据采集、处理和控制输出。选用树莓派4B型号，具备高性能的CPU和足够的内存，满足系统需求。电源模块为烟雾传感器和树莓派提供稳定的工作电压，选用5V/2A的开关电源。

通过烟雾传感器采集室内烟雾浓度数据，并将数据传输至树莓派进行处理。数据采集模块树莓派对接收到的数据进行滤波、放大等处理，提取有效的烟雾浓度信息。数据处理模块根据烟雾浓度信息，控制报警器、风扇等设备的开关状态，实现室内环境的监控与报警。控制输出模块将采集到的数据存储在本地数据库或云平台上，并提供数据展示功能，方便用户查看历史数据和实时数据。数据存储与展示模块软件架构与功能模块划分

数据传输采用Wi-Fi或有线网络方式将树莓派与上位机或云平台进行连接，实现数据的远程传输和监控。数据存储选用MySQL或SQLite等数据库管理系统，在树莓派上搭建本地数据库，用于存储采集到的烟雾浓度数据、设备状态信息等。同时，可将数据同步至云平台进行备份和分析。数据传输与存储方案

烟雾传感器原理及选型03

离子式烟雾传感器通过检测烟雾颗粒进入电离室后引起的电流变化来感知烟雾，具有对小火警反应灵敏的特点。光电式烟雾传感器利用光散射原理，通过检测烟雾颗粒对光的散射程度来判断烟雾浓度，对大火警反应较快。烟雾传感器工作原理简介

不同类型烟雾传感器对比分析离子式与光电式对比离子式对小火警反应灵敏，但易受环境因素影响；光电式对大火警反应迅速，且相对稳定。其他类型传感器如气敏式、温度式等，各有优缺点，但应用较少。

具有高灵敏度、低功耗、长寿命等优点，适用于室内环境。选定离子式烟雾传感器工作电压、电流、输出信号类型、响应时间、恢复时间、报警阈值等。主要性能参数选定型号性能参数介绍

树莓派平台搭建与配置04

处理器内存存储接口树莓派硬件资源概述树莓派搭载了ARM架构的处理器，具备较高的处理性能，适用于各种计算任务。树莓派提供SD卡插槽，支持使用SD卡作为存储设备，用于安装操作系统和存储数据。树莓派配备了足够的内存资源，可支持多任务处理和较大规模的数据处理。树莓派具备丰富的接口，包括USB、HDMI、GPIO等，方便连接各种外设和传感器。

烧录操作系统镜像使用专门的烧录软件将下载的操作系统镜像文件烧录到SD卡中。初始化设置首次启动树莓派时，需要进行一些初始化设置，如设置时区、语言、用户密码等。配置网络连接将树莓派连接到网络，配置网络连接参数，确保树莓派能够访问互联网。下载操作系统镜像从官方网站下载适用于树莓派的操作系统镜像文件，如Raspbian、Ubuntu等。操作系统安装与配置过程

开发环境搭建步骤根据开发需求，安装相应的开发工具，如Python解释器、编译器、调试器等。配置开发工具的参数和选项，以满足开发需求，提高开发效率。根据项目需求，安装所需的依赖库和模块，以便在开发过程中使用。编写简单的测试程序，验证开发环境的正确性和可用性。安装开发工具配置开发环境安装依赖库测试开发环境

数据采集、处理与显示模块实现05

通过树莓派的GPIO接口连接烟雾传感器，利用Python编写程序实时读取传感器的模拟信号，并将其转换为烟雾浓度值。设计思路使用RPi.GPIO库控制GPIO接口，通过ADC模块将模拟信号转换为数字信号，再利用公式计算出烟雾浓度值。代码实现数据采集程序设计思路及代码实现

算法原理采用滑动窗口算法对采集到的数据进行处