一、设计背景

楼房火灾会造成较为严重的财产损失，甚至对人员的生命健康安全造成严重危害。而大多数的楼房火灾通常由单户产生，并逐渐蔓延到其他区域，从而造成多户人家的火灾。

家庭中的火灾通常是由一些细节部分，如未熄灭的烟头、老化的电线、超负荷使用的电器等等。这些局部的范围起火，其灭火难度较小，易于处理，如果能够及时进行灭火，可以有效的避免大面积火灾的产生。

二、项目介绍

本项目设计为一个家庭小型的智能火灾报警处理器，通过传感器模块检测环境中的温度与烟雾情况判断是否产生火灾。

当发生火灾时，一方面通过蜂鸣器进行声音报警，并立刻启动灭火装置进行灭火处理。另一方面，其可以通过网络模块上传到用户的移动端，确保用户不在家中时也可以在第一时间获得到火灾信息。

三、产品框图

产品框图的绘制采用赛事给定得捷的Scheme-it来设计框图。

系统框图使用 Scheme-it 工具绘制。Scheme-it 是一款在线原理图和图表绘制工具，能让让户在浏览器网页中创建并分享自己的技术布局设计。 该工具包括了构建电路所需的一整套原理图符号以及集成式 Digi-Key 目录，支持将产品图片和图像插入您的设计中。该工具还包括一个集成式物料清单 (BOM)，以便用户将每个通用符号或制造商元件与一个 Digi-Key 零件编号相关联。同时，也支持框图导出为png、pdf以及KiCad做后续开发。

Scheme-it设计链接：https://www.digikey.cn/schemeit/project/detail/7aff49217ad7401692e5c3ebb98977e9

四、主要元器件介绍

①ESP32-WROOM-32UE

ESP32-WROOM-32UE是通用型Wi-Fi模组，功能强大，内置ESP32-D0WD-V3芯片，Xtensa® 双核 32 位 LX6 微处理器，448 KB ROM ,520 KB SRAM ,16 KB RTC SRAM，CPU支持高达 240 MHz 的时钟频率。可以用于低功耗传感器网络和要求极高的任务。

CPU 时钟频率的调节范围为 80 MHz 到 240 MHz。用户可以关闭 CPU 的电源，利用低功耗协处理器监测外设的状态变化或某些模拟量是否超出阈值。

ESP32 还集成了丰富的外设，包括电容式触摸传感器、SD 卡接口、以太网接口、高速 SPI、UART、I2S 和 I2C 等。

Wi-Fi部分介绍

.兼容的无线网络协议802.11b/g/n

.802.11n 数据速率高达 150 Mbps

.支持 A-MPDU 和 A-MSDU 聚合

.支持 0.4 µs 保护间隔

.工作信道中心频率范围：2412 ~ 2484 MHz

②ADPD188BI烟雾探测传感器

ADPD188BI 是一套利用光学双波长技术进行烟雾探测的完整测光系统。该模块集成了高效光度学前端、两个发光二极管 (LED) 和两个光电二极管 (PD)。这些器件密封在自定义封装中，可防止 LED 发出的光线在进入烟雾探测腔之前直接照射到光电二极管。

其应用特定集成电路 (ASIC) 的前端包含一个控制块、一个配备 20 位脉冲蓄能器的 14 位模数转换器 (ADC) 和三个可独立控制的灵活 LED 驱动器。控制电路包括灵活的 LED 信号传递和同步检测功能。模拟前端 (AFE) 具有抑制调制干扰导致信号失调和破坏（通常由环境光所致）的一流特性。数据输出和功能配置通过 1.8 V I2C 接口或串行外设接口 (SPI) 端口进行。

③MAX31820环境温度传感器

MAX31820环境温度传感器提供9位至12位摄氏温度测量， 在+10°C至+45°C温度范围下的精度为±0.5°C；在-55°C至 +125°C整个工作温度范围内，器件的精度为±2.0°C。 器件利用1-Wire®总线进行通信，只需要一根数据线(及地)即可与中央控制器通信。此外，器件可直接由数据线供电(“寄生供电”)，省去外部电源。器件引脚非常少，能够采用3引脚TO-92封装。该封装尺寸允许器件置于电路板上方，采用与表贴封装器件不同的方式测量系统的环境温度。 每片MAX31820具有唯一的64位序列号，多个MAX31820 可以工作在同一1-Wire总线。因此，通过一个微控制器可 以方便地控制多个分布在较大区域的器件。

五、产品与用户交互功能介绍

用户部分，家庭火灾报警处理器通过wifi模块实现对用户进行远程的家庭火灾情况传输，并且用户可以远程操控产品，当发现是误报时，远程关闭风扇与蜂鸣器。

六、总结感悟

本项目为硬禾赛事的第一阶段框图设计，我作为一个新手小白，在许多东西都不清楚的情况下，学习相关案例，观看赛事的指导视频。终于完成了阶段一的实现。总体而言，其难度是非常友好的，体现出了赛事官方希望更多人参与的想法，也希望大家踊跃参加！