单片机的室内环境监测系统设计(附件)
现如今人们开始认识到室内环境的重要性，为了能够检测出室内温度，湿度，有害气体的参数，研究设计了室内环境检测系统。系统是以STC89S52单片机为中心，使用温湿度传感器DHT11以及气体传感器MQ135作为信号采集器件。文章介绍了硬件电路设计、软件编制及系统仿真及实物制作的方法和过程。实验结果表明：系统能够对温湿度、有害气体浓度实时采集并通过LCD1602显示；温湿度的监测值大于预设值之时蜂鸣器发声报警，当有害气体浓度值大于上限值时排风扇会自动开启。
关键词 环境监测，温湿度监测，有害气体检测，单片机
目 录
1 引言 1
1．1 课题设计背景及意义 1
1．2 室内环境监测系统的前景 2
2 硬件设计 2
2．1总体框架设计 2
2．2 主要器件的选型 3
2．3 主CPU模块 4
2.3.1 单片机介绍 4
2.3.2 单片机管脚连接 4
2.3.3 单片机管脚说明 4
2.1.4 单片机最小系统 6
2．4 气体传感器与A/D转换模块 7
2.4.1 气体传感器 7
2.4.2 A/D转换模块 7
2．5 温湿度传感器模块 10
2.5.1 温湿度传感器的介绍 10
2.5.2 电路连接 11
2．6 报警模块 11
2．7 LCD显示模块 12
2.7.1 1602LCD基本参数和引脚介绍 12
2.7.2 LCD连接电路 13
2．8 按键电路模块 14
3 软件设计 14
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1 软件设计需要达到的目标 14
3．2 软件开发流程 15
3．3 程序设计 15
3.3.1 温湿度测量模块 15
3.3.2 有害气体测量模块 16
3.3.3 LCD模块程序设计 17
4 系统调试和制作 18
4．1 硬件调试 18
4.1.1 电路连接错误排除 18
4.1.2 元器件错误排除 18
4．2 软件调试 19
4．3 调试结果 19
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
附录A 23
附录B 24
1 引言
1．1 课题设计背景及意义
经济的快速发展，科技的日星月异，人们追求更高的物质生活，家居要求越来越高，随着建筑，装修，电器而产生的室内污染越来越多，越来越影响人们的家居环境，身体健康，根据数据统计室内空气污染是室外的五到十倍，室内空气污染能够检测出五百多种的挥发性的有机物，据统计每年因为室内环境污染造成的死亡人数高达111000人，这个数量还在不断增加，室内污染的严重对人们的身体健康、生活和工作等方面造成了严重的影响。
我国的室内环境检测和净化技术从二十世纪80年代开始形成一个新兴产业，在1987年的时候，我国的第一家在这方面的高新技术公司正式成立，带领着我国的研究人员走进这一领域进行研究致使我国对室内环境的检测技术也在飞速的发展。2003年，全世界爆发非典病毒，这时人们开始注意到了室内环境的重要性，人们的注意带动了这一产业的更加快速的发展。就目前来说我国在室内环境的监测这项技术上努力研究和发展的公司余切就将近达到了200多家。
最近，人们越来越重视环境问题，特别是有害气体对人体的危害，解决这一问题的关键是对有害气体浓度的监测，这对现在很多家庭来说是非常重要的，现在绝大部分的家庭都开始使用燃气，如果能够在家里安装一种操作简单，可靠的气体检测器是非常重要的。这样不只可以避免气体泄露带来的危害，还可以保证人员和财产的安全。伴随着时代的飞快前进，科技变更也是越来越快，人们生活中的产品越来越智能化，室内环境监测系统由单片机控制已经能够更清楚、更方便地显示环境信息，然后通过微机对数据进行处理分析，显示环境数值以及自动采取一些保障措施或者提醒用户该做什么改善，便利并且节省能源。对于研究基于数字化的室内环境电测系统有着重要的意义和一定的经济价值，若再辅助于智能化的系统以及节能环保的仪器将具有更加大的效益。本次将要设计的系统可以用于很多方面，如温室大棚作物的室内环境监测，只需将系统中的程序稍稍做一些修改，就可以对空气中的二氧化碳检测出来并且显示出来，加上温湿度的监测，可以很好的提醒用户改变室内环境，以提高作物对生长环境的需求，更好的提升作物的产量。
室内温度、湿度以及有害气体检测系统的研究具有重要的意义和实用价值。特别是在90年代之后，以单片机为中心的智能系统开发技术快速发展，现在我们所使用的仪器仪表通过使用单片机控制之后便一步一步朝着数字化、智能化、微型化的方向迅速发展，功能越来越强大给人们带来了更多的便利，在本次设计中将使用以单片机为核心的微芯片技术将可以检测到数据通过LCD屏显示出来，并且将检测值与预设值进行比较而进行报警，以方便人们查询和浏览，提高工作效率。
1．2 室内环境监测系统的前景
室内环境监测在人们的生活中是相当重要的，无论是在东方还是西方国家，很多研究人员进行了一系列的问卷调查，发现，良好的空气质量能为住户或者用户带来幸福感和舒适感，能够使得工作效率达到最佳水平。那些调查研究也让人们开始意识到生活中的很多问题都和室内环境质量有着千丝万缕的关系，可见室内环境监测的重要性。
我国目前还是属于发展中国家，农村大量的燃烧燃料造成空气中有害物质不断增多，不单单农村地区燃烧燃料，城市进入工业化，越来越多的工厂在城市各个地方落脚，工业产生的大量污染也对着周围环境造成不可磨灭的影响，室外的环境质量都没有了，还怎么维护好室内的环境，所以室内环境监测技术，这个新兴技术将会得到更大的发展。
室内环境监测的技术发展是不可阻挡的，现如今家装业欣欣向荣，人们趋之若鹜，很多不规范的家装为人们生活带来一定的负面影响，这些都将带动室内环境监测产业的发展，这个行业的前景是相当广泛的，发展也只会越来越快速，才能满足人们对生活的需求。
2 硬件设计
2．1总体框架设计
本次的课题设计主要目的是为了实现以单片机来控制系统完成室内环境监测的功能，需要实现对有害气体以及温湿度进行有效的监测，并且在需要的时候对人们做出提醒的功能。设计要具备以下功能 ：
2．2 主要器件的选型
单片机芯片：STC89S52；
温湿度数据采集：温湿度传感器DHT11；
有害气体浓度采集：空气质量传感器MQ135；
图2-2 单片机
P3口作为第二功能使用时，每一个引脚的功能使用：
表1 P3口各引脚功能
引脚
P3.2
INT0
外部中断0输入
P3.3
数据信号输出，转换数据输出
7
CLK
芯片时钟输入
1 引言 1
1．1 课题设计背景及意义 1
1．2 室内环境监测系统的前景 2
2 硬件设计 2
2．1总体框架设计 2
2．2 主要器件的选型 3
2．3 主CPU模块 4
2.3.1 单片机介绍 4
2.3.2 单片机管脚连接 4
2.3.3 单片机管脚说明 4
2.1.4 单片机最小系统 6
2．4 气体传感器与A/D转换模块 7
2.4.1 气体传感器 7
2.4.2 A/D转换模块 7
2．5 温湿度传感器模块 10
2.5.1 温湿度传感器的介绍 10
2.5.2 电路连接 11
2．6 报警模块 11
2．7 LCD显示模块 12
2.7.1 1602LCD基本参数和引脚介绍 12
2.7.2 LCD连接电路 13
2．8 按键电路模块 14
3 软件设计 14
3． *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
1 软件设计需要达到的目标 14
3．2 软件开发流程 15
3．3 程序设计 15
3.3.1 温湿度测量模块 15
3.3.2 有害气体测量模块 16
3.3.3 LCD模块程序设计 17
4 系统调试和制作 18
4．1 硬件调试 18
4.1.1 电路连接错误排除 18
4.1.2 元器件错误排除 18
4．2 软件调试 19
4．3 调试结果 19
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
附录A 23
附录B 24
1 引言
1．1 课题设计背景及意义
经济的快速发展，科技的日星月异，人们追求更高的物质生活，家居要求越来越高，随着建筑，装修，电器而产生的室内污染越来越多，越来越影响人们的家居环境，身体健康，根据数据统计室内空气污染是室外的五到十倍，室内空气污染能够检测出五百多种的挥发性的有机物，据统计每年因为室内环境污染造成的死亡人数高达111000人，这个数量还在不断增加，室内污染的严重对人们的身体健康、生活和工作等方面造成了严重的影响。
我国的室内环境检测和净化技术从二十世纪80年代开始形成一个新兴产业，在1987年的时候，我国的第一家在这方面的高新技术公司正式成立，带领着我国的研究人员走进这一领域进行研究致使我国对室内环境的检测技术也在飞速的发展。2003年，全世界爆发非典病毒，这时人们开始注意到了室内环境的重要性，人们的注意带动了这一产业的更加快速的发展。就目前来说我国在室内环境的监测这项技术上努力研究和发展的公司余切就将近达到了200多家。
最近，人们越来越重视环境问题，特别是有害气体对人体的危害，解决这一问题的关键是对有害气体浓度的监测，这对现在很多家庭来说是非常重要的，现在绝大部分的家庭都开始使用燃气，如果能够在家里安装一种操作简单，可靠的气体检测器是非常重要的。这样不只可以避免气体泄露带来的危害，还可以保证人员和财产的安全。伴随着时代的飞快前进，科技变更也是越来越快，人们生活中的产品越来越智能化，室内环境监测系统由单片机控制已经能够更清楚、更方便地显示环境信息，然后通过微机对数据进行处理分析，显示环境数值以及自动采取一些保障措施或者提醒用户该做什么改善，便利并且节省能源。对于研究基于数字化的室内环境电测系统有着重要的意义和一定的经济价值，若再辅助于智能化的系统以及节能环保的仪器将具有更加大的效益。本次将要设计的系统可以用于很多方面，如温室大棚作物的室内环境监测，只需将系统中的程序稍稍做一些修改，就可以对空气中的二氧化碳检测出来并且显示出来，加上温湿度的监测，可以很好的提醒用户改变室内环境，以提高作物对生长环境的需求，更好的提升作物的产量。
室内温度、湿度以及有害气体检测系统的研究具有重要的意义和实用价值。特别是在90年代之后，以单片机为中心的智能系统开发技术快速发展，现在我们所使用的仪器仪表通过使用单片机控制之后便一步一步朝着数字化、智能化、微型化的方向迅速发展，功能越来越强大给人们带来了更多的便利，在本次设计中将使用以单片机为核心的微芯片技术将可以检测到数据通过LCD屏显示出来，并且将检测值与预设值进行比较而进行报警，以方便人们查询和浏览，提高工作效率。
1．2 室内环境监测系统的前景
室内环境监测在人们的生活中是相当重要的，无论是在东方还是西方国家，很多研究人员进行了一系列的问卷调查，发现，良好的空气质量能为住户或者用户带来幸福感和舒适感，能够使得工作效率达到最佳水平。那些调查研究也让人们开始意识到生活中的很多问题都和室内环境质量有着千丝万缕的关系，可见室内环境监测的重要性。
我国目前还是属于发展中国家，农村大量的燃烧燃料造成空气中有害物质不断增多，不单单农村地区燃烧燃料，城市进入工业化，越来越多的工厂在城市各个地方落脚，工业产生的大量污染也对着周围环境造成不可磨灭的影响，室外的环境质量都没有了，还怎么维护好室内的环境，所以室内环境监测技术，这个新兴技术将会得到更大的发展。
室内环境监测的技术发展是不可阻挡的，现如今家装业欣欣向荣，人们趋之若鹜，很多不规范的家装为人们生活带来一定的负面影响，这些都将带动室内环境监测产业的发展，这个行业的前景是相当广泛的，发展也只会越来越快速，才能满足人们对生活的需求。
2 硬件设计
2．1总体框架设计
本次的课题设计主要目的是为了实现以单片机来控制系统完成室内环境监测的功能，需要实现对有害气体以及温湿度进行有效的监测，并且在需要的时候对人们做出提醒的功能。设计要具备以下功能 ：
2．2 主要器件的选型
单片机芯片：STC89S52；
温湿度数据采集：温湿度传感器DHT11；
有害气体浓度采集：空气质量传感器MQ135；
图2-2 单片机
P3口作为第二功能使用时，每一个引脚的功能使用：
表1 P3口各引脚功能
引脚
P3.2
INT0
外部中断0输入
P3.3
数据信号输出，转换数据输出
7
CLK
芯片时钟输入
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