基于單片機的室內環(huán)境智能監(jiān)測系統(tǒng)設計說明

1、PAGE31 / NUMPAGES382016屆畢業(yè)生畢業(yè)設計說明書(原創(chuàng) 保證能用)題目:基于單片機的室環(huán)境智能監(jiān)測系統(tǒng)設計院系名稱：專業(yè)班級：學生：學號：指導教師：教師職稱：2016 年 05月 25日摘 要隨著社會的發(fā)展，科學技術的提升，生產生活的不斷優(yōu)化，人們的生活水平也在隨之不斷提高，因此人們也開始越來越重視室環(huán)境發(fā)舒適程度。住宅不僅是家庭團聚和生活的場所，而且還是人們生活的重要物質保障， HYPERLINK javascript:; 但隨著裝修材料的肆意使用和生活用品的日益廣泛，居住環(huán)境的隱患大幅度提高，室環(huán)境污染已成為嚴重影響現代人類健康的殺手之一，嚴重影響著人們的生產生活。因此

2、尤為重要的便是室環(huán)境的監(jiān)測，不僅要靈敏的檢測出各種有害氣體的濃度大小，也要具有報警功能，可以時刻提醒危險。當下市面上也有很多監(jiān)測室環(huán)境的裝置儀器，但其大部分價格偏高而且功能相對單一局限，因此非常需要能夠綜合監(jiān)測室溫濕度和有害氣體的智能系統(tǒng)。本設計主要運用了如下幾方面的功能：1將單片機和溫濕度、氣體傳感器相連接，實現實時采集和讀取室溫濕度值以與監(jiān)測氣體濃度，達到預期效果。2利用LCD完成了顯示電路的設計。3利用蜂鳴器報警功能，當氣體濃度值和溫濕度值超過設定的標準值時， 實現自動報警功能。4當溫濕度超限時，LCD顯示器可以立即提示并結合發(fā)光二極管報警，當氣體濃度超限時采用發(fā)光二極管報警。關鍵詞：單

3、片機；聲光報警；LCD顯示電路；室環(huán)境監(jiān)測Title The design of indoor environmental intelligent monitoring system based on the Single Chip MicrocomputerAbstractWith the development of society, the improvement of science and technology, the continuousoptimization of production and life, peoples living standards have been

4、improved, so people have begun to pay more attention to the indoor environment. Residence is not only the place of family party and life, but also an important material guarantee of peoples lives.But with the wanton use of decoration materials and daily necessities, the hidden danger of the living e

5、nvironment is greatly improved.Indoor environment pollution has become one of the serious killer on the modern human health, impacting on peoples production and life. Therefore, it is particularly important to monitor the indoor environment, not only to be sensitive to detect the concentration of ha

6、rmful gases, but also with alarm function, it can always remind the danger. At present on the market also has a lot of indoor environmental monitoring instrumentation, but most of its high price and function relative to a single limited. Therefore there is a great need for comprehensive monitoring o

7、f indoor temperature and humidity and harmful gasintelligent system.This design mainly uses the following several aspects of the function:1 The single chip microcomputer and the temperature and humidity, gas sensor are connected to achieve real-time collection and reading room temperature and humidi

8、ty values as well as monitoring the gas concentration, to achieve the desired results.2 The design of display circuit is completed by using LCD.3Using buzzer alarm function, when the gas concentration and temperature and humidity value exceeds the set standard value, realize the automatic alarm func

9、tion.4 When the temperature and humidity are out of limit, the LCD monitor can prompt and combined with the light emitting diode warning, when the gas concentration exceeds the limit, the light emitting diode is used to alarm.Key words:MCU; Sound and light alarm; LCD; Indoor environment monitoring目

10、次TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc452048659 1 緒論 PAGEREF _Toc452048659 h 1 HYPERLINK l _Toc452048660 1.1 研究背景 PAGEREF _Toc452048660 h 1 HYPERLINK l _Toc452048661 1.2 室環(huán)境智能監(jiān)測系統(tǒng)現狀 PAGEREF _Toc452048661 h 1 HYPERLINK l _Toc452048662 1.3設計目的與容 PAGEREF _Toc452048662 h 2 HYPERLINK l _Toc452048663 2 系統(tǒng)設計方案論證以

11、與總體框架設計 PAGEREF _Toc452048663 h 3 HYPERLINK l _Toc452048664 2.1 設計方案論證 PAGEREF _Toc452048664 h 3 HYPERLINK l _Toc452048665 2.1.1 單片機模塊的選擇與論證 PAGEREF _Toc452048665 h 3 HYPERLINK l _Toc452048666 2.1.2 溫濕度監(jiān)測模塊選擇與論證 PAGEREF _Toc452048666 h 3 HYPERLINK l _Toc452048667 2.1.3 煤氣監(jiān)測選擇與論證 PAGEREF _Toc45204866

12、7 h 4 HYPERLINK l _Toc452048668 2.2 總體硬件電路框架 PAGEREF _Toc452048668 h 4 HYPERLINK l _Toc452048669 3 硬件系統(tǒng)設計與連接 PAGEREF _Toc452048669 h 6 HYPERLINK l _Toc452048670 3.1 溫濕度檢測模塊設計 PAGEREF _Toc452048670 h 6 HYPERLINK l _Toc452048671 3.2 A/D 轉換器 PAGEREF _Toc452048671 h 7 HYPERLINK l _Toc452048672 3.3 燃氣監(jiān)測模

13、塊設計 PAGEREF _Toc452048672 h 7 HYPERLINK l _Toc452048673 3.3.1 MQ-5 傳感器 PAGEREF _Toc452048673 h 7 HYPERLINK l _Toc452048674 3.3.2 燃氣監(jiān)測模塊設計 PAGEREF _Toc452048674 h 9 HYPERLINK l _Toc452048675 3.4 AT89S52 單片機時鐘電路 PAGEREF _Toc452048675 h 9 HYPERLINK l _Toc452048676 3.5 AT89S52單片機復位電路 PAGEREF _Toc4520486

14、76 h 10 HYPERLINK l _Toc452048677 3.6 顯示電路設計 PAGEREF _Toc452048677 h 10 HYPERLINK l _Toc452048678 3.7 報警模塊設計 PAGEREF _Toc452048678 h 11 HYPERLINK l _Toc452048679 4 系統(tǒng)軟件設計 PAGEREF _Toc452048679 h 12 HYPERLINK l _Toc452048680 4.1 編程語言選擇 PAGEREF _Toc452048680 h 12 HYPERLINK l _Toc452048681 4.2 程序設計流程 P

15、AGEREF _Toc452048681 h 12 HYPERLINK l _Toc452048682 4.2.1 溫濕度測量模塊 PAGEREF _Toc452048682 h 12 HYPERLINK l _Toc452048683 4.2.2 燃氣監(jiān)測模塊 PAGEREF _Toc452048683 h 13 HYPERLINK l _Toc452048684 5 系統(tǒng)調試 PAGEREF _Toc452048684 h 15 HYPERLINK l _Toc452048685 總結 PAGEREF _Toc452048685 h 17 HYPERLINK l _Toc452048686

16、 致 PAGEREF _Toc452048686 h 18 HYPERLINK l _Toc452048687 參考文獻 PAGEREF _Toc452048687 h 19 HYPERLINK l _Toc452048688 附錄一 PAGEREF _Toc452048688 h 20 HYPERLINK l _Toc452048689 附錄二 PAGEREF _Toc452048689 h 211 緒論1.1 研究背景隨著社會的發(fā)展，科學技術的提升，生產生活的不斷優(yōu)化，人們的生活水平也在隨之不斷提高，因此人們也開始越來越重視室環(huán)境發(fā)舒適程度。住宅是人們生活的重要物質保障，也是家庭團聚和生產

17、生活的場所，人們的身體是否良好和室環(huán)境的質量有著密不可分的關系。溫濕度在不同季節(jié)的變化也會影響到人體的健康。一年中每個季節(jié)的溫、濕度都會變化，隨著溫、濕度變化頻率不一或多或少都會對人們的身體健康有一定的影響。美國研究人員調查表明：適合人體健康溫度的圍是18.523.6，健康濕度圍是4565RH，如果在這種室環(huán)境的情況下生活人體細胞活躍度會有一定的上升，與受到污染的環(huán)境相比它還使人精神愉悅，人體壽命更長久一些。每當空氣的濕度低于42.6%RH的時候，人體的支氣管和粘膜組織細胞的新代會減緩，對人們的生命安全造成巨大威脅。當空氣的濕度超過63.7%RH時，人體部會分泌過多的松果激素，從而抑制體的生長

18、激素和甲狀腺激素的分泌，使得受體蛋白減少，調節(jié)作用紊亂，與此同時，人就會感到精神不振，渾身乏力。由此可見，室環(huán)境監(jiān)測裝置的研究具有重要的意義。1.2 室環(huán)境智能監(jiān)測系統(tǒng)現狀在國，我國正處于社會主義發(fā)展階段，各方面實力還有欠缺，基于我國目前狀況在我國環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的研究進程緩慢，監(jiān)測設備和技術相對于發(fā)達國家還是比較落后，還沒有達到監(jiān)測智能化的水平。就我國目前情況來講，對室環(huán)境監(jiān)測的儀器還需繼續(xù)完善。這些系統(tǒng)大多數都是以單片機為主要模板進行設計，從而實現對環(huán)境的檢測功能。但是隨著時代的發(fā)展和人們在主體思維模式上的日益重視，我國對有很多研究人員對環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)進行研究，研究成果也將會持續(xù)發(fā)展。在國外，由

19、于社會發(fā)展快、具有相對發(fā)達的環(huán)境檢測技術，科研成果相對成熟，所以相關儀器在研發(fā)上得到重視，在使用上都得到廣泛傳播。雖然我國對于環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的研究起步晚，室檢測技術與國外先進技術相比，仍相對落后，差距依舊很大，在傳感器方面，還不能實現智能化，其產品還沒有得到大量使用，但向發(fā)達國家學習的精神是一直以來不可動搖的，很多廠家或者研究所都在學習和引進國外先進的環(huán)境監(jiān)測技術方案。綜上所述，此設計所研究的容有很大的理論意義和重要的實際使用價值。1.3 設計目的與容通過研究人員的不斷努力，已經研發(fā)出一些可用于檢測的產品，但該產品在市場上的占有率只是一小部分，其多數價格偏高，而且也只能檢測空氣中部分成份，功能種

20、類相對局限單一。因此根據市場調查，非常需要能夠綜合監(jiān)測室有害氣體和溫濕度的智能系統(tǒng)來保障人們的生活環(huán)境，從而有助于提高人們的生活質量。本設計的最終要實現的是適合家用的實時檢測空氣中有害氣體成份、濕、溫度在空氣中的占有量的多功能監(jiān)測儀器，還要達到實時監(jiān)測的效果，這對我們的要求比較嚴格，并且要達到操作簡單方便、價格低廉的目的。本設計采用了報警模塊和LCD顯示模塊等，把室檢測功能和環(huán)境質量控制有機的結合在一起，以單片機和多種傳感器為主體實現智能控制，從一定程度上增加了人體安全指數。該設計主要完成的設計容如下: （1）溫濕度模塊：采用 DHT11 傳感器，該傳感器將數字采集技術和信號處理功能結合在一起

21、，很大程度上提高了它的工作效率，并且也是產品走向智能化的重要標志。我們還采用 LCD 顯示技術實現對電路顯示模塊與溫、濕度模塊設計。 （2）報警模塊：采用外接蜂鳴器的方法，當檢測值超限時，實現快速報警的功能。 （3）檢測模塊：將單片機和溫濕度、氣體傳感器相連接，實現實時采集和讀取室溫濕度值以與監(jiān)測氣體濃度。該模塊的實現意味著在室威脅人們身體健康狀況的因素降低了許多。2 系統(tǒng)設計方案論證以與總體框架設計2.1 設計方案論證2.1.1 單片機模塊的選擇與論證方案一：選用 AT89C51 為主控芯片，它是具有低電壓的一種帶4K HYPERLINK :/baike.baidu /view/60408.

22、htm t _blank 字節(jié)FLASH HYPERLINK :/baike.baidu /view/87697.htm t _blank 存儲器的高性能CMOS8位微處理器，具有可編程與可擦除的功能。在存儲器中還能將三級程序快速鎖定，32個I/O接口，可適用于串行通道模式，兩個16位定時器和一樣數量的計數器，128*8位部RAM，功率消耗低和掉電特有模式，5個中斷控制源，片包含振蕩器和發(fā)出脈沖的時鐘電路。方案二：選用 AT89S52 為主控芯片，它是一種具有8K系統(tǒng)可編程Flash HYPERLINK :/baike.baidu /view/87697.htm t _blank 存儲器的低功

23、耗、高性能 HYPERLINK :/baike.baidu /view/22318.htm t _blank CMOS8位微控制器。其中包括32位I/O口線，看門狗定時器已達到實時監(jiān)測功能，具有256字節(jié) RAM ，三個計數器和一樣數量的16位定時器，還有2個數據指針。AT89S52還能降低到0Hz狀態(tài)下進行編程，可提供2種軟件都能在該單片機執(zhí)行節(jié)電模式操作。當CPU處于空閑操作狀態(tài)時，它是不運行的，但支持RAM、定時器/計數器、中斷還能持續(xù)運行。當單片機處在掉電模式時，RAM的部數據進行存儲，振蕩器停止工作， 單片機全部的功能均處于睡眠狀態(tài)，一直等到下一個中斷信號到來或者復位命令執(zhí)行，單片機

24、才開始在次工作。通過兩種單片機的對比： AT89S52不僅能夠用于ISP在線路功能還可用于并行編程，相比較來講AT89C51只能用于并行編程。在計算速度方面，AT89C51的運行頻率只有24MHz，而AT89S52極限運行頻率可達33MHz。從輸出編程電壓的情況可以看出，AT89S52僅僅為4-5V，而AT89C51不止要支持正常運行工作5V還需要Vpp供電12V。 所以選用AT89S52單片機。2.1.2 溫濕度監(jiān)測模塊選擇與論證方案一：采用獨立元器件連接電路。把溫度傳感器LTC2996與濕度傳感器TC623CEOA一起連接到單片機上，從單片機顯示模塊上讀取參數數值后送入顯示電路。采用這種方

25、法組成的電路很麻煩，編程比較困難，并且許多元器件在焊接的過程中操作容易出現錯誤，調試起來更復雜一些，與此同時大大提高了連接電路的成本。方案二：采用由數字采集技術和溫度傳感器技術組成的溫濕度傳感器DHT11連接電路。它具有較好的實用性和穩(wěn)固性，有效的溫度圍是 050，測量準確度是5%，濕度的圍是 20%RH90%RH，非常符合系統(tǒng)的需要。DHT11的信號傳輸距離至少20m，是用單總線數據傳輸，有利于各種 MCU 進行連接。它的電壓圍僅有 3.35.5V DC，分辨率為濕度1%RH，溫度1，具有長期的穩(wěn)定性，完全互換和超低能耗等功能。綜上所述，方案二不僅操作簡單，成本低，而且大大降低了外界對系統(tǒng)的

26、干擾，并且測量精度較高。數字傳感器的本質上簡化了系統(tǒng)的程序，并減少了利用空間。可從單片機上直接讀取經過A/D轉換器信號轉變輸出的數字信號。因此經過分析比較，采用第二種方案。2.1.3 煤氣監(jiān)測選擇與論證方案一：選用催化燃燒式傳感器。它是將空氣中可燃氣體經過傳感器的催化燃燒作用檢測它在空氣中所占比例濃度是否達到爆炸燃點。該傳感器是學反應讓金屬表面電阻率發(fā)生改變從而構成惠斯登檢測橋路。當空氣中含有可燃性氣體接觸到檢測元件上時，該氣體快速無焰燃燒，并產生熱量，隨熱量的增加金屬表面的電阻值逐漸增大，從電橋上會產生一個電壓信號，此電壓信號強弱與檢測到的可燃氣體濃度成正比。它的優(yōu)點是：穩(wěn)定性好、反應時間短

27、、靈敏度高、錯誤率低、可控性能強、使用時間約為3年。方案二：選用氣體傳感器MQ-5連接電路。它選擇的材料是電阻較大的SnO2，其工作原理為可燃氣體在SnO2表面發(fā)生化學反應使電阻跟隨其發(fā)生變化，從而達到監(jiān)測的目的。SnO2 傳感器之所以能夠被很多科學研究人員所重視原因在于它在低溫的環(huán)境下能夠運行、性能相對比較穩(wěn)定、檢測圍比較廣泛等特點。經過兩種方案對比，可燃氣體傳感器 MQ-5操作簡單，功能強大，并且經濟實惠、更適用于家用。綜上所述，本設計采用半導體式傳感器MQ-5。2.2 總體硬件電路框架該系統(tǒng)是以AT89S52單片機為核心，通過連接A/D模塊，作用于溫濕度傳感器的信號處理模塊，溫濕度的自動

28、報警功能， LCD1602顯示與單片機控制等部分，達到預期的效果。通過傳感器來檢測室的可燃氣體濃度、溫濕度的數值，并把檢測的數據與設定好的數值相比較，若大于預設值則報警模塊啟動，若小于預設值則不啟動。從而實現對溫濕度、可燃氣體的濃度等數據的處理功能，并且和聲報警系統(tǒng)相連接， 在LCD1602上顯示檢測的溫濕度數據，使得人們能夠與時處理。流程圖如下圖 2.1 所示：圖2.1 系統(tǒng)流程總圖3 硬件系統(tǒng)設計與連接3.1 溫濕度檢測模塊設計DHT11是將數字采集與溫濕度傳感器集成一體、并能夠準確的將信號傳輸 給單片機綜合型傳感器，其技術參數如表3.1所示。表3.1 溫濕度傳感器 DHT11 技術參數參

29、數名稱技術條件參數名稱技術條件供電電壓3.3-5.5V DC輸出單總線數字信號測量圍溫度1-50 濕度20-90%RH測量精度濕度5%RH 溫度2分辨率濕度1%RH，濕度1互換性可完互換長期穩(wěn)定性1%RH/年此模塊的開發(fā)為人們家庭環(huán)境檢測提供了重要的保障， 它包含耐用、工作性能穩(wěn)定、供電電壓低等特點。非常便于電路連接的單線制串行接口，持久使用性、超強穩(wěn)定性，讓DHT11適用于各類環(huán)境，在類似的模塊中具有其特有的優(yōu)勢，它是采用單排引腳封裝技術。DHT11與AT89S52連線如圖3.1所示。圖3.1 DHT11與AT89S52連線圖3.2 A/D 轉換器ADC0832為8位分辨率在其部設有模/數轉

30、換芯片，另外還有兩個通道可調換的特性,分辨等級很高。工作時每次模/數轉換間隔只用 32s，大大提高了運行效率而且可靠性高。通過使能端控制DI接口，對信號的進行處理，從而達到所需的通道。因此本設計將采用具有運行效率高、可靠性強等特點的轉換器ADC0832為模數轉換器件。ADC0832 引腳與單片機的連接，分別是CS 、CLK、DO、DI。CS 輸入高 電平指令時 A/D 芯片不運行，其他端口的電平沒有限制。只有當轉換器進行信號轉換時，AT89S52 單片機才發(fā)出低電平的指令，將 CS 端口與 P10 連接變?yōu)榈碗娖?，并且持續(xù)一段時間等到電平信號轉換完成，轉換器芯片才開始信號轉化， 單片機 P12

31、 引腳與 CLK 端相連并發(fā)出時鐘脈沖指令，DI 端則與單片機 P13 引 腳相連，然后進行數據信號輸入。該連接圖如圖 3.2 所示。圖3.2 ADC0832 與單片機的連接圖3.3 燃氣監(jiān)測模塊設計3.3.1 MQ-5 傳感器MQ-5構造主要包括微型AL2O3瓷管、SnO2敏感層和一小塊加熱器。成品氣敏元器件有6個引腳，它上面有4個引腳是用來接收信號，剩下的 2 個引腳通過加熱器輸出電流。MQ-5數據如表3.2、表3.3 所示。MQ這類氣體傳感器是由活性很大的金屬經過一系列化學反應得到的其氧化物從而構成半導體材料。MQ-5 的電阻變化就是在該過程中實現的。在條件允許的情況下，傳感器還可以作為

32、還原物，帶有負電荷的和此條件下的半導體發(fā)生一般化學反應，使半導體表面的氧氣減少，以至于該導體表面電勢能減小，從而讓傳感器 的阻值降低。在氣體濃度適當的情況下，傳感器的電阻值與氣體濃度接近成反比，可用以下公式表示：RS=AC- (3-1)式中：Rs傳感器電阻；A常數；C氣體濃度；曲線斜率。表3-2 MQ-5 標準工作條件符號參數名稱技術條件備注VC回路電壓15VAC or DCVH加熱電壓5.00.2VAC or DCRL負載電阻可調RH加熱電阻313PH加熱功耗900mVV表3-3 MQ-5 靈敏度特性符號參數名稱技術參數備注Rs敏感體電阻10K-60K （1000ppm甲烷）探測圍： 300

33、-5000ppm 液化氣、天然氣、 煤氣濃度斜率0.6(R1000ppm/R500ppm標準工作條件溫度、濕度202；65%5%RH標準測試電路Vc:5.0V0.1V VH: 5.0V0.1V 預熱時間不少于48小時3.3.2 燃氣監(jiān)測模塊設計MQ-5傳感器接觸到可燃氣體時，它會立刻做出反應將可燃氣體經過傳感器轉變成電信號，經過信號放大器將信號放大后傳給A/D轉換器，該信號經過該轉換器把信號轉化為數字信號，最后把信號送入單片機部，再由單片機發(fā)出指令進行下一步操作。具體接線如圖 3.3 所示。圖3-3 MQ-5 傳感器與 ADC0832 轉換器連接3.4 AT89S52 單片機時鐘電路采用外部振

34、蕩方式，將時鐘信號導入微處理器部，可以讓AT89S52單片機的信號與振蕩器的時鐘相統(tǒng)一。具體如圖 3.4 所示。圖3.4 時鐘電路圖3.5 AT89S52單片機復位電路不僅振蕩電路與單片機工作狀態(tài)有關，復位引腳同樣影響著單片機工作的進 行。復位命令就是處理器返回開始狀態(tài)，然后再一次執(zhí)行開始命令。當 RES 引腳得到處理器輸入低電平的指令時，該處理器立刻進入復位狀態(tài)，直到下一次 RES 引腳得到處理器輸入的高電平指令，處理器就可以繼續(xù)運行。如圖3.5所示。圖3.5單片機復位電路3.6 顯示電路設計利用單片機控制LCD1602顯示，通過按鍵來控制溫濕度的最高值。如果檢測到溫濕度發(fā)生變化，LCD顯示

35、器立即做出相應變化，以達到實時顯示的目的。電路圖如圖3.6所示。圖3.6 單片機顯示電路3.7 報警模塊設計聲報警功能是由單片機P1.5引腳控制，蜂鳴器實現聲報警功能。由于溫濕度值大于預設值，引腳得到高電平信號，VT 管導通，從而使得蜂鳴器導通。聲光報警電路圖如圖3.7所示。圖3.7 報警模塊4 系統(tǒng)軟件設計4.1 編程語言選擇C 語言是在國際上應用最廣泛的編程語言之一，它既可以直接對計算機產生 控制作用，又涵蓋了編程語言的大部分優(yōu)點，其結構豐富多變，運用起來更加便 捷，語言句式簡便，程序構造清楚，可用于多種編程平臺適應性更強。 4.2 程序設計流程4.2.1 溫濕度測量模塊與溫濕度測量電路設

36、計相對應來設計軟件模塊，將 DHT11 傳感器感應到的 實測值，通過微處理器進行 A/D 轉換成數字信號顯示在數碼管上。以這個數值 和預設值相比較，若設定值在1024攝氏度之間時不報警，若在此圍外，則紅 色二極管亮起，報警電路啟動。如果下次監(jiān)測得到的實測值在此圍，則二極 管報警電路停止工作。 微處理器發(fā)出啟動信號，DHT11 從低耗能模式開啟到高速運轉模式，主控制器完成啟動信號后，溫濕度傳感器發(fā)出 40bit 的數據，同時開啟采集電路，當 數據采集結束后，會自動調整回到低耗能模式。微處理器和溫濕度傳感器交互中： 總線保持在高電壓位置，主控制器會將電壓降低以此等候溫濕度傳感器的回響。 如 4.1

37、 所示。圖4.1溫濕度測量模塊流程圖4.2.2 燃氣監(jiān)測模塊如果燃氣濃度超過預設好的值的時候，微處理器AT89S52通過CHO引腳將數字量轉變成模擬量，觸發(fā)光警戒系統(tǒng)當燃氣濃度低于設定的值，光報警程序停止工作。流程圖如下圖4.2所示。圖4.2 燃氣檢測模塊5 系統(tǒng)調試通過AT89S52控制、溫濕度傳感器DHT11測得數據，最終在LCD1602顯示器上顯示最終數值，并且MQ-5傳感器具有檢測氣體與報警功能。檢測數據仿真圖，如圖5.1所示。實物圖，如圖5.2所示（顯示為“RS：25% TEMP：29”）。圖5.1 測試數據圖5.2 實物圖測試結果總 結隨著社會的發(fā)展，科學技術的提升，生產生活的不斷

38、優(yōu)化，人們的生活水平也在隨之不斷提高，因此人們也開始越來越重視室環(huán)境發(fā)舒適程度。住宅不僅是家庭團聚和生活的場所，而且還是人們生活的重要物質保障，人們的身體是否良好和室環(huán)境的質量有著不可分割的關系，我們知道溫濕度和有害氣體濃度是標定環(huán)境不可或缺的參數，對其準確的測量具有重要意義。本文是針對人們的長期居住場所或者工作場所的室空氣質量而設計的。除了實現室多種氣體的監(jiān)測以與溫濕度監(jiān)測，還具有聲報警功能。本文綜合利用單片機、傳感器和LCD顯示等方面技術，完成了各功能的設計并系統(tǒng)地介紹了軟硬件的設計方法。1本文將單片機和傳感相結合，實現了對環(huán)境溫濕度的采集與讀取功能以與氣體濃度的報警功能，達到了預期檢測效

39、果。2利用 LCD 數碼管完成了顯示電路的設計。3利用蜂鳴器報警功能，當氣體濃度值和溫濕度值超過設定的標準值時， 實現自動報警功能。4當溫濕度超限時，LCD顯示器可以立即提示并結合發(fā)光二極管報警，當氣體濃度超限時采用發(fā)光二極管報警。 由于時間以與條件所限，本設計還存在很多不足，當然順著這條思路繼續(xù)往下做的話，還可以把智能控制系統(tǒng)做的更加的完善與多功能，并有望實現智能家居控制系統(tǒng)的設計工作。在今后的設計中，我將會更加的努力，爭取把設計盡可能的最的完美。致 經過這幾個月的忙碌學習，本次畢業(yè)設計也已接近尾聲。在畢業(yè)設計過程中，我遇到了許多困難，在此我要感我的指導老師臧義老師給予我的耐心而細致的指導，

40、幫助我解決了畢業(yè)設計中遇到的種種問題。還有感我的同學朋友們，他們給了我許多的鼓勵和幫助，也讓我的大學生活充滿了歡聲笑語。如果沒有他們給予我的幫助，這次畢業(yè)論文將會變得很困難。這次畢業(yè)設計讓我學到了很多東西，平常根本不在意的卻恰恰很重要的東西在這個過程中讓我重新找回它。例如，Office辦公軟件，必要的畫圖軟件Protus，系統(tǒng)調試與仿真，硬件設計以與電路焊接走線。真的是學到了很多東西，鍛煉了我的動手能力。在此次軟件編程以與硬件設計期間，雖然遇到了許許多多的問題，焦躁過也灰心過，甚至有幾次都失去了耐心，但是我要感自己沒有因此而變得一蹶不振，反而變得更加的努力，一步一個腳印去完成我的畢業(yè)設計，毫無

41、疑問是一次無與倫比的人生經歷?？傊?，畢業(yè)設計的整個過程讓我學到了很多，最重要的是遇到不會的煩，自暴自棄沒有用，不要害怕去問別人，或者過于害羞，不敢請教老師。真正的做法是多問多學，多多利用身邊的資源去充實自己。懂得感恩，加油！參 考 文 獻刑凱基于單片機的室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計與應用J民族大學，2014，15（3）：51632 賈勁松室環(huán)境檢測技術M：中國環(huán)境科學，2009：363 白志鵬室空氣污染與防治M.：化學工業(yè)，2006：414 Study on an Agricultural Environment Monitoring Server System using Wireless Senso

42、r NetworksJSensors，2010，10（12）：1111895 王魁漢溫度檢測技術現狀與展望（上）J，基礎自動化，1997，62（3）：l36 褚家美無線傳感器網絡的硬件設計J大學學報，2010，137 宋小堅可燃氣體傳感器研究進展J煤氣與熱力，2010，30（5）：188 羅亞萍基于 AT89C52 單片機的室有害氣體監(jiān)控系統(tǒng)J電子技術2011，21（2）：18219 袁易君基于單片機室恒溫系統(tǒng)的設計J現代企業(yè)文化2008，48（9）：464910 許鵬翔基于單片機的燃氣預警設計J數字技術應用2010，21（2）：182111 洪財單片機原理與應用技術M工程，2014，89（1

43、3）：677112 育才ATME新型AT89S52系列單片機與其應用M：清華大學，2005：5357 13 俊單片機原理與實踐教程M：清華大學，2011：2814 何欽銘C語言程序設計M：高等教育，2008：715 王志宏基于DHT11 的實驗室多點溫濕度報警系統(tǒng)設計J電子技術，2011，81（54）：4221附錄一總電路圖如下：附錄二總程序設計，如下：1.主程序：#include #include #include1602.h /采用1602液晶顯示#includedht11.h#define uint unsigned int #define uchar unsigned charucha

44、r idata temp =SD:RS:00% T:00 0; /設置 的濕度值顯示uchar idata temp_s =RS:00% TEMP:00 0;/實時濕度顯示uchar idata wsdisplay= WS Over:0; /溫濕度超載顯示uchar idata ywdisplay= YW Over:0;/煙霧超載濃度顯示uchar idata title0= Welcome To:0;/上電顯示界面uchar idata title1= ZN System 0 ;sbit key3=P30; /功能選擇：進行時間和溫濕度顯示的切換 /sbit sw1=P31; /溫濕度調節(jié)s

45、bit sw2=P32; /溫濕度調節(jié)P25sbit led1=P11;/溫濕度異常指示sbit led2=P12;/煙霧濃度過高指示sbit baojing=P15;/蜂鳴器報警sbit yw=P22; /煙霧探頭uchar idata set;/變量定義uchar idata num1;uchar idata getdata=35;uint idata shangxian=85; /濕度上線值設置uchar idata temp_h,temp_t,fleg;void conv();void key();void kongzhi();void guangming();void ywjianc

46、e();void WSjiance();void autoled();void guangming() led=0; if(ss=0) led=1; void zhuanhuan()/掃描數據轉換 temp6=shangxian/10%10+0 x30; temp7=shangxian%10+0 x30; temp12=getdata/10%10+0 x30; temp13=getdata%10+0 x30; temp14=0 xdf; temp15=C; temp_s3=temp_h/10%10+0 x30; temp_s4=temp_h%10+0 x30; /temp_s3=temp_h/

47、10%10+0 x30; /temp_s4=temp_h%10+0 x30; temp_s12=temp_t/10%10+0 x30; temp_s13=temp_t%10+0 x30; temp_s14=0 xdf; temp_s15=C; void main(void) baojing=1; delay(200);LCD_Initial(); /液晶初始化 GotoXY(0,0); Print(title0); GotoXY(0,1);/顯示起始位置 Y=0,第一行，Y=1 第二行顯示第二行 Print(title1);/ 容 delay(500); clock(); delay(100)

48、; while(1) EA=1; IT0=1; EX0=1; / IT1=1; / EX1=1; / IP=0 x01;delay(10); ywjiance();WSjiance(); guangming(); autoled();delay(10);RH();temp_t=U8T_data_H;temp_h=U8RH_data_H; zhuanhuan(); key();/ 按鍵檢測 kongzhi(); if(key3=0) delay(10); if(key3=0) Display(); delay(3000); LCD_clear(); GotoXY(0,0);/顯示起始位置 Y=0

49、,第一行，Y=1 第二行/顯示第一行 Print(temp);/ 容 GotoXY(0,1);/顯示起始位置 Y=0,第一行，Y=1 第二行顯示第二行 Print(temp_s);/ 容 delay(1); /getdate= GetADCResult(0)*3.9; void key() /按鍵檢測程序if(set=0)/上限設置if(sw1=0) /上限 減功能delay(50); if(sw1=0) if(shangxian0) shangxian-;else( shangxian=255); if(sw2=0)/上限 加功能delay(50);if(sw2=0)if(shangxian

50、=shangxian)|(temp_t35) /此處 設定預設溫度 GotoXY(0,0); Print(wsdisplay); delay(1000); led1=1; else led1=0; 2.lcd1602.h頭文件#include#include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char void delay(uint z) /延時函數 uint a,b; for(a=z;a0;a-) for(b=120;b0;b-);sbit LcdRs= P26;sbit LcdRw= P25;sbit LcdEn = P27;

51、sfr DBPort = 0 x80; /端口定義,LcdRs就代表P10口,以下同./P0=0 x80,P1=0 x90,P2=0 xA0,P3=0 xB0.數據端口unsigned char LCD_Wait(void) /部等待函數,LCD的顯示需要一定的延遲時間.LcdRs=0;LcdRw=1;_nop_();LcdEn=1;_nop_();LcdEn=0;return DBPort;/向LCD寫入命令或數據#define LCD_COMMAND 0 / Command#define LCD_DATA 1 / Data#define LCD_CLEAR_SCREEN0 x01 / 清屏

52、#define LCD_HOMING 0 x02 / 光標返回原點void LCD_Write(bit style, unsigned char input) /LCD寫入子函數,形參為數據類型和無符號字符型輸入.LcdEn=0; LcdRs=style; /數據類型傳遞給LcdRSLcdRw=0;_nop_();DBPort=input;_nop_();/寫入的數據傳遞給DBPortLcdEn=1;_nop_();/注意順序LcdEn=0;_nop_();LCD_Wait(); /調用部等待函數./設置顯示模式*#define LCD_SHOW0 x04 /顯示開#define LCD_HI

53、DE0 x00 /顯示關#define LCD_CURSOR0 x02 /顯示光標#define LCD_NO_CURSOR0 x00 /無光標#define LCD_FLASH0 x01 /光標閃動#define LCD_NO_FLASH0 x00 /光標不閃動void LCD_SetDisplay(unsigned char DisplayMode) /LCD顯示設置子函數LCD_Write(LCD_COMMAND, 0 x08|DisplayMode);/設置輸入模式*#define LCD_AC_UP0 x02#define LCD_AC_DOWN0 x00 / default#def

54、ine LCD_MOVE0 x01 / 畫面可平移#define LCD_NO_MOVE0 x00 /defaultvoid LCD_SetInput(unsigned char InputMode)LCD_Write(LCD_COMMAND, 0 x04|InputMode);/初始化LCD*void LCD_Initial() /初始化函數.LcdEn=0;LCD_Write(LCD_COMMAND,0 x38); /8位數據端口,2行顯示,5*7點陣delay(5);LCD_Write(LCD_COMMAND,0 x38);delay(5);LCD_SetDisplay(LCD_SHOW

55、|LCD_NO_CURSOR); /開啟顯示, 無光標delay(5);LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN); /清屏delay(5);LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE); /AC遞增, 畫面不動delay(5);void GotoXY(unsigned char x, unsigned char y) /液晶字符輸入的位置if(y=0)LCD_Write(LCD_COMMAND,0 x80|x);if(y=1)LCD_Write(LCD_COMMAND,0 x80|(x-0 x40);void Print(unsi

56、gned char *str)/將字符輸出到液晶顯示while(*str!=0)LCD_Write(LCD_DATA,*str);str+;delay(1);3.DHT11.h頭文件#include #include typedef unsigned char U8; /* defined for unsigned 8-bits integer variable 無符號8位整型變量 */typedef signed char S8; /* defined for signed 8-bits integer variable 有符號8位整型變量 */typedef unsigned int U16; /* defined for unsigned 16-bits integer variable 無符號16位整型變量 */typedef signed int S16; /* defined for signed 16-bits integer variable 有符號16位整型變量 */typedef unsigned long U32; /* defined for unsigned 32-bits integer variable 無符號32位整型變量 */typedef signed long S32; /* defined fo