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摘 要

科技日新月异，带给人们越来越多的便捷，同时它也是把双刃剑。出于保护环境的需要，对化工园区无机有毒气体的实时监测尤为重要，监测系统有良好的人机交互界面更能锦上添花。

目前嵌入式设备日益流行，已经融入到人们生活中，但是人机交互界面的发展还没有达到想象中的地步。由于触摸式电容屏有超高的人机交互特点，以至于当前人们使用的设备用的LCD屏和OLED屏都逐渐被触摸式电容屏取代。市面上显示屏大多支持触控，在这种背景下，软件层面应用较好的emwin图形库应运而生，它的出现极大的推动了嵌入式人机交互界面的发展和应用。

本文在描述了监测界面的背景上，根据研究要求在硬件层面上选择STM32F407VGT6芯片,软件层面选择SEGGER公司向ST公司提供的STemwin图形库进行开发应用，本文实现了在显示屏显示多种无机有毒气体浓度，监测和标定界面的切换。依照选题背景及其发展意义，对课题选用的硬件和软件分别做详细论述，最后将设计流程及其结果论述并呈现。

关键字：监测系统 STM32 emwin 人机交互界面

Human-computer interaction interface design of inorganic toxic gas monitoring system in chemical park

Abstract

The advancement of technology, to bring people more and more convenient, but it is also a double-edged sword. In order to protect the environment, real-time monitoring of inorganic toxic gases in chemical parks is particularly important. The monitoring system has a good human-computer interaction interface.

At present, embedded devices are becoming more and more popular and have been integrated into people's lives, but the development of human-computer interaction interfaces has not reached the level of imagination. Due to the high human-computer interaction characteristics of the touch capacitive screen, the LCD screen and OLED screen used by the devices currently used by people are gradually replaced by touch capacitive screens. Most of the display screens on the market support touch. In this context, the emwin graphics library with good software level application came into being. Its emergence greatly promoted the development and application of embedded human-computer interaction interface.

In the background of the monitoring interface, according to the research requirements, STM32F407VGT6 chip is selected on the hardware level. The software level selects the STemwin graphics library provided by SEGGER to ST company for development and application. This paper realizes the display of a variety of inorganic toxic gas concentrations on the display screen, monitoring and calibration interface switching. According to the background of the topic and its development significance, the hardware and software selected for the topic are discussed in detail, and finally the design process and its results are discussed and presented.

Keywords: Monitoring System; STM32; emwin; Interactive interface

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题背景与发展现状 1

1.2研究目的与意义 2

1.3 研究思路与方法 2

1.4 论文主要工作 2

第二章 监测系统的硬件选型 4

2.1 STM32F407VGT6介绍 4

2.1.1 STM32F4系列芯片的特点 4

2.1.2 STM32F407VGT6介绍 5

2.2 LCD屏幕介绍 5

2.3 SPI通信协议 6

2.3.1 SPI介绍 6

2.3.2 spi主屏幕通信 7

第三章 emwin图形库 9

3.1 emwin图形库简介 9

3.1.1嵌入式主流GUI简介 9

3.1.2 emwin特性 9

3.1.3 emwin图形界面显示 10

3.2 emwin图形库移植 11

3.2.1 移植准备 11

3.2.2 搭建软件环境 12

3.2.3 汉字显示 16

第四章 人机交互软件设计 18

4.1监测界面设计 18

4.1.1界面设计概述 18

4.1.2 界面功能 18

4.2 用户界面消息处理机制 19

4.3 窗口及对话框的实现 19

第五章 软件调试 23

5.1 监测系统主界面实现 23

5.1.1 前期调试 23

5.1.2 实时气体监测界面显示 24

5.2 标定与校准界面 25

5.3 气体初始界面 25

总结与展望 26

参考文献 27

致谢 29

附录 监测界面程序 30

第一章 绪论

1.1 课题背景与发展现状

目前，由于我国发展的愈来愈迅速，带来的环境污染和能源浪费值得人们重视，在化工、冶金、采掘、机械制造等工业行业尤为突出^[1]。为了保证产品质量和人员安全以及环境安全，化工园区的大气成分监测除常规的气体成分监测外，还需监测HCl、NH3、HF、H2S等无机气体成分，精确地监测化工园区大气中有毒气体将为控制排污标准的制定、环境监测、管理及废气排放收费提供科学依据^[2]。

在化工园区，有毒气体储量较大，类型较复杂，部分化工园区周围聚集大量人口，潜在的环境危险形式极为严峻，其中某些无机有毒气体的泄露是一件十分危险的事情，当某些气体浓度达到一定阈值时会有爆炸或造成人员中毒的后果，那将会对企业和人员造成难以预估的损失^[3]。所以良好的监测系统尤为重要，可靠的操作性好的人机交互界面更能锦上添花。

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