基于单片机的室内环境监控系统设计-毕业论文.docx

1、中文题目：基于单片机的室内环境监控系统设计外文题目：DESIGN OF INDOOR ENVIRONMENT MONITORING SYSTEM BASED ON MCU毕业设计（论文）共 70 页（其中：外文文献及译文 7 页） 图纸共 1 张 完成日期 201 年 6 月 答辩日期 201 年 6 月本科毕业设计（论文）学生诚信承诺保证书本人郑重承诺：基于单片机的室内环境监控系统设计毕业设计（论文）的内容真实、可靠，系本人在 指导教师的指导下，独立完成。如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人承担全部责任。学生签名：年 月 日本科毕业设计（论文）指导教师诚信承诺保证书本人郑重承诺：我已按学校相关

2、规定对 同学的毕业设计（论文）的选题与内容进行了指导和审核，确认由该生独立完成。如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人承担指导教师相关责任。指导教师签名：年 月 日I摘要随着社会的发展，生活质量的提高，越来越多的人意识到房屋装修后所残留的气体对人体的伤害，而房屋装修后所残留的有害气体主要为甲醛。而甲醛的挥发又与温度和湿度有关，对此研究并设计一种检测室内温湿度和甲醛浓度的监控系统就很有必要。该系统的设计方案是基于单片机来实现的，选择温湿度传感器和有机气体传感器，传感器将采集到的数据经 A/D 转换送至单片机，单片机对数据进行处理后将温湿度和甲醛浓度显示，同时分析数据是否超标。当温湿度超标时，单片机通

3、过蜂鸣器报警提醒人们来调整温湿度；当甲醛浓度超标时，单片机通过启动风机来降低甲醛浓度。此外，还能通过红外遥控器对系统进行控制。综上所述，本设计具有实时检测室内温湿度以及甲醛浓度、实时显示、温湿度超标报警、甲醛自动净化和红外遥控等功能，这些功能的实现可有效减少室内甲醛，为人们的生活环境提供有效的防护，并为人们提供了一个更加舒适、健康的环境，关键词：甲醛；单片机；液晶显示；报警；红外遥控IIAbstractWith the development of the society and the improvement of life quality, more and more people rea

4、lize that the residual gas after the building is decorated, the harm of human body and the harmful gas of the residue after the building is decorated mainly for formaldehyde. And the volatilization of formaldehyde is related to temperature and humidity, and it is necessary to study and design a moni

5、toring system for indoor temperature humidity and formaldehyde concentration. Design scheme of the system is based on single chip microcomputer to realize, choose organic gas sensor, the temperature and humidity sensors and sensor data will be collected by A/D conversion sent to the single-chip micr

6、ocomputer, single chip microcomputer to deal with the data after the temperature and humidity and formaldehyde concentration showed that excessive analysis data at the same time. When the temperature and humidity is above the standard, the single chip is called by the buzzer to alert people to adjus

7、t the temperature and humidity. When the concentration of formaldehyde is excessive, the single chip can reduce the concentration of formaldehyde by starting the fan. In addition, the system can be controlled by an infrared remote control. To sum up, this design has the real-time detection of indoor

8、 formaldehyde concentration, temperature and humidity, and real-time display, temperature and humidity levels, automatic alarm, formaldehyde purification and infrared remote control, and other functions. The implementation can reduce indoor formaldehyde effectively, provide effective protection for

9、peoples living environment, provide a more comfortable, healthy environment for people.Key words: formaldehyde; MCU; Liquid crystal display; Alarm; Infrared remote control目录0 前言 .11 方案论证 .32 硬件电路设计 .42.1 单片机 .42.1.1 单片机选型方案对比 .42.1.2 STC89C52 简介 .42.1.3 单片机最小系统 .52.2 温湿度采集电路设计 .72.2.1 SHT11 温湿度传感器简介

10、 .72.2.2 SHT11 的工作原理 .82.2.3 温度和湿度值的计算 .92.2.4 SHT11 的安装与连接 .112.3 气体传感器模块设计 .112.3.1 气体传感器 MQ138 简介 .112.3.2 MQ138 预警值的计算 .132.3.3 MQ138 的安装与连接 .132.4 A/D 转换电路设计 .142.4.1 ADC0804 简介 .142.4.2 A/D 转换电路 .152.5 显示电路设计 .152.5.1 方案对比 .152.5.2 LCD12864 简介 .152.5.3 显示电路连接 .162.6 报警电路设计 .172.7 红外遥控系统设计 .182

11、.7.1 红外遥控发射器设计原理 .182.7.2 红外编码芯片及其工作原理 .182.7.3 红外发射电路设计 .212.7.4 红外接收电路设计 .222.8 执行电路设计 .232.9 电源电路设计 .253 程序设计 .263.1 主程序设计 .263.2 温湿度检测程序设计 .273.3 A/D 转换程序设计 .273.4 LCD12864 显示程序设计 .283.5 蜂鸣器报警程序设计 .293.6 红外接收程序设计 .293.7 执行电路程序设计 .304 技术经济分析 .315 结论 .32致谢 .33参考文献 .34附录 A 译文 .35附录 B 外文文献 .38附录 C 原

12、理图 .42附录 D 程序 .43大学毕业设计（论文）10 前言甲醛是室内挥发性有机物中最主要也是最具危害的污染源，它广泛存在于家具、地板、油漆等室内装修材料中。它主要对人体的神经系统及呼吸系统症状造成损害，空气中含有少量甲醛就会引起人体的不适，轻者导致皮肤过敏、呼吸道发炎，重者可能导致基因突变，引起鼻咽肿瘤。我国规定居室空气中甲醛的最高允许浓度为 0.6ppm，即 0.08 mg/ 。研究表明，甲醛的挥发和温湿度有着密切的联系，同时考虑到温湿度还和人体的3舒适感密切相关，因此很有必要开发一套集温湿度和甲醛浓度为一体的室内环境监控系统。室内环境监控系统的理论非常简单，即通过传感器采集环境数据传

13、送至处理器，然后处理器对数据进行分析后作出相应的处理。室内环境监测系统出现较早，最早可追溯至二战之后，美国在进行放射性物质研究时为了保护科学家的安全，对室内环境的各项指标都进行了严密的监测。传统的室内环境监测系统只是检测室内温湿度和有害气体的浓度，并没有后续的控制措施，存在人性化差、实用性不高的缺点，同时受限于当时的科技水平，传感器和处理器的性能较差，造成了传统室内环境监测系统还存在着采样次数少、实时性差、精度低、体积大等缺点。随着现代微电子技术的发展，传感器和处理器的性能在不断提高的同时，体积也越来越小，这使得基于微处理器的室内环境监控系统功能更多、体积更小、精度更高，不仅能够实时监测室内温

14、湿度和有害气体浓度，还具有液晶显示、自动净化空气的功能，真正实现了室内环境的监测和控制。随着互联网和智能控制技术的发展，室内环境监控系统的发展趋势也越来越趋向于智能家居系统，即通过互联网将传感器和家用电器连接在一起，传感器将数据上传，家用电器（比如空调、电动窗帘等）根据上传的数据自动进行相应的操作，并且可以通过智能手机终端远程监控，虽然该系统更加的自动化和智能化，但是系统庞大、成本过高阻碍了其在市场上的推广，目前只有很少一部分用户使用，大部分家庭对于其过高的成本望而却步。针对上述情况，基于微处理器的室内环境监控系统仍然符合市场需求，本设计的原理框图如图 0-1 所示，整个系统以单片机为控制核心

15、，采用一体化温湿度传感器和有机气体传感器，传感器将采集到的环境数据经过 A/D 转换为数字量传送至单片机，单片机对数据处理后将温湿度和甲醛浓度显示在液晶显示器上，同时单片机将数据与提前设定的预警值进行比较，若温湿度超过设定的预警值，单片机使蜂鸣器发出间歇性的蜂鸣声，提醒人们打开空调或采取其他措施来调整温湿度，若甲醛浓度超过设定的预警值，单片基于单片机的室内环境监控系统设计2机则启动风机来净化甲醛，当甲醛浓度回到预警值范围之内时，单片机关闭风机。此外，本设计还加入了红外遥控器，通过红外遥控器可以控制系统的开/关、设置温湿度及甲醛浓度预警值、控制风机的开/关。综上所述，本设计除了能够实时监测室内温湿度和甲醛浓度、液晶显示和自动净化甲醛，还具有温湿度超标报警和红外遥控的功能，使得系统更加人性化。温湿度传感器有机气体传感器单片机红外遥控器A / D转换实时显示报警风机图 0-1 原理框图Fig.0-1 The principle diagram本系统针对广大市场而设计，价格低廉、性能优异，不仅能为人们提供一个舒适、健康的生活环境，而且能在最大程度上节约电能，在大力提倡节能环保的今天，本设计有着重要的经济价值和现实意义。