车库智能通风系统设计(附件)【字数：8372】
摘 要随着我国经济实力的持续提升，我国人民的生活水平也有了长足的提升，小汽车已经逐渐成为了每个家庭最首要的外出交通选择。但是随着人们使用车辆的增加，我国地下车库的空气环境问题也越来越严峻，其原因是汽车所排放出的气体都是有毒有害气体，尤其以一氧化碳排放量最多。为了有效保证车库内良好的空气环境，本文以STC89C52RC单片机芯片为核心，对地下车库的智能通风系统进行了研究。本课题研究的系统通过MQ-7一氧化碳气体传感器、STC89C52RC单片机、通风机来改善地下车库环境中一氧化碳的浓度。首先通过气体传感器对车库空气质量进行检测，若车库中所测到的空气环境数值大于或等于所设置的指标时，STC89C52RC主控制器为主的通风系统就自动启动风机；如果所测到的空气环境数值未达到既定的指标时，则主控制器关闭通风机，从而使车库内的一氧化碳得到实时有效的排放，这样不仅车库内的空气质量问题被改善了，还能节省相对的资源。本文按照课题任务书上的内容和要求，制作出的车库智能通风控制系统,使车库内一氧化碳气体的监测和排放得到了实现，提高了地下车库通风系统的运行效率。
目 录
第一章 绪论 1
1.1我国目前地下车库通风情况概述 1
1.2本课题的目的、意义 1
第二章 智能通风系统总体设计方案 2
2.1智能车库通风系统的总体结构设计 2
2.2智能车库通风系统设计原理 2
第三章 智能通风系统硬件设计 4
3.1单片机电路设计 4
3.2温湿度检测电路设计 5
3.3 CO检测电路设计 6
3.4按键电路设计 8
3.5液晶显示电路设计 8
3.6继电器、风机与蜂鸣器电路设计 10
第四章 智能车库通风系统软件设计 12
4.1 STC89C52RC单片机主控制程序 12
4.2AD转换程序设计 13
4.3 LCD1602程序设计 14
4.4温湿度传感器程序设计 15
第五章 仿真与调试 17
5.1PROTUES仿真 17
5.2实验过程中出现的问题及解决办法 19
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/> 结束语 22
致谢 23
参考文献 24
附录 25
附录A智能车库通风系统原理图 25
附录B智能车库通风系统PCB原理图 26
附录C源程序代码： 27
第一章 绪论
1.1我国目前地下车库通风情况概述
由于我国城市车辆数量迅速增长，在城市交通中，越来越难得到停车位。因此在我国很多城市建造的高层公寓、办公楼等，都考虑到这个因素，并在地下设计车库。近几年来，人们选择住所、办公的地方等所考虑的必要因素就是建筑物中是否设有地下车库。根据我国地下车库现在的空气环境情况，权衡车库中的空气环境品质有两个主要条件，一是要确保车库中有适当的温湿度，二是空气中的一氧化碳含量不超标[1]。因为地下车库相对比较封闭，而且汽车尾气中多数是有毒有害气体，这会给人们的健康造成危害。一氧化碳是汽车尾气中最主要的有害气体，它是一种易燃易爆气体，对人体的威胁尤为严重。另外，如果这些汽车尾气中的可燃气体的浓度过高，不进行适当通风的话，容易引发大火。而我国现有的通风技术是传统的诱导通风系统，它无法检测车库的空气质量，通风机只能一天不间断工作，这样会浪费很多电能。
目前，都是通过有关管理人员来打开或关闭这一诱导通风系统，因此通风机工作效率低、电能浪费和机械设备磨损维修等问题是这一系统的常见弊端[2]。同时，管理人员长期从事这个工作，对他们的健康安全也有一定的危害。如果他们经常吸入一氧化碳等有害气体的话，会有很大的因素造成他们的感官、反应、理解等机能障碍，甚至有生命危险。
我国的传统诱导风机一但被打开就一贯处于消耗电力的工作状况，在大力倡导能源保护、节省能源的今天，传统诱导风机的耗电工作在如今电力使用原则上显得格格不入。同时为了衡量、处理地下车库的一氧化碳含量超标问题而投入大量的人力，也往往力倍功半[3]。
1.2本课题的目的、意义
基于我国现有诱导通风系统的现状，因此研究出一种基于单片机设计的智能通风控制系统来改善传统诱导通风系统所存在的一些不足，提高诱导通风的智能化管理水平。
智能地下车库通风控制系统是无风管诱导型通风系统，是由以STC89C52RC单片机为核心的主控制系统、排风机、继电器和蜂鸣器组成。
该系统的作用在于可以检测和调节一氧化碳气体的含量，同时也可以对地下车库中的温度、湿度环境进行检测。这一系统的实现，有效降低了能耗，大幅度减少所要用的人力资源，使我国建筑的智能化水平得到了很大的提高[4]。
第二章 智能通风系统总体设计方案
该系统主要利用相应的传感器对地下车库的CO浓度、温度和湿度进行检测，并用得到的数据来控制风机的开关。同时完成该系统的程序编写和软硬件调试，分模块进行，最后完成整体功能调试。
本课题一共分为四个模块进行：1.主程序自动检测CO浓度；2.主程序自动检测车库环境中的温湿度；3.CO浓度、温湿度参数过高，启动风机；4.CO浓度、温湿度参数降到正常值，关闭风机。
2.1智能车库通风系统的总体结构设计
首先通过按键来设置CO和温湿度的指标，再用气体传感器和温度、湿度传感器对车库空气质量进行测量，如果车库的空气质量数值达到需要通风的指标，以STC89C52RC单片机为核心的智能通风控制系统就自动让风机工作，进入通风状态，同时启动报警器；反之，如果空气质量数值未达到需要通风的指标，则让通风机处于关闭状态[5]。该系统的总体结构框图如图21所示。
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图21 智能车库通风系统的总体结构框图
2.2智能车库通风系统设计原理
本课题采用到的硬件有由单片机STC89C52RC构成的STC89C52RC单片机主控电路模块、DHT11温湿度传感器构成的温湿度数据采集电路模块、MQ7一氧化碳传感器构成的CO浓度数据采集电路模块、ADC0832数模转换器构成的A/D转换器电路模块、蜂鸣器构成的蜂鸣器电路模块、继电器构成的继电器电路模块、LCD1602显示器构成的LCD1602显示器电路模块和风机构成的风机电路模块，此外还有电源电路模块，按键电路模块和复位电路模块等。
智能通风控制系统的操作方式为主控制器实行自动工作模式，工作步骤如下所示。
1.主程序系统初始化，MQ7一氧化碳传感器开始探测车库环境中的CO浓度，并在LCD1602显示屏上显示数据；
2.DHT11温湿度传感器检测车库环境中的温湿度情况，并将其参数显示在LCD1602显示屏上；
3.当CO浓度和温湿度参数超过各自的设定值时，继电器1.2启动风机，蜂鸣器报警；
目 录
第一章 绪论 1
1.1我国目前地下车库通风情况概述 1
1.2本课题的目的、意义 1
第二章 智能通风系统总体设计方案 2
2.1智能车库通风系统的总体结构设计 2
2.2智能车库通风系统设计原理 2
第三章 智能通风系统硬件设计 4
3.1单片机电路设计 4
3.2温湿度检测电路设计 5
3.3 CO检测电路设计 6
3.4按键电路设计 8
3.5液晶显示电路设计 8
3.6继电器、风机与蜂鸣器电路设计 10
第四章 智能车库通风系统软件设计 12
4.1 STC89C52RC单片机主控制程序 12
4.2AD转换程序设计 13
4.3 LCD1602程序设计 14
4.4温湿度传感器程序设计 15
第五章 仿真与调试 17
5.1PROTUES仿真 17
5.2实验过程中出现的问题及解决办法 19
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/> 结束语 22
致谢 23
参考文献 24
附录 25
附录A智能车库通风系统原理图 25
附录B智能车库通风系统PCB原理图 26
附录C源程序代码： 27
第一章 绪论
1.1我国目前地下车库通风情况概述
由于我国城市车辆数量迅速增长，在城市交通中，越来越难得到停车位。因此在我国很多城市建造的高层公寓、办公楼等，都考虑到这个因素，并在地下设计车库。近几年来，人们选择住所、办公的地方等所考虑的必要因素就是建筑物中是否设有地下车库。根据我国地下车库现在的空气环境情况，权衡车库中的空气环境品质有两个主要条件，一是要确保车库中有适当的温湿度，二是空气中的一氧化碳含量不超标[1]。因为地下车库相对比较封闭，而且汽车尾气中多数是有毒有害气体，这会给人们的健康造成危害。一氧化碳是汽车尾气中最主要的有害气体，它是一种易燃易爆气体，对人体的威胁尤为严重。另外，如果这些汽车尾气中的可燃气体的浓度过高，不进行适当通风的话，容易引发大火。而我国现有的通风技术是传统的诱导通风系统，它无法检测车库的空气质量，通风机只能一天不间断工作，这样会浪费很多电能。
目前，都是通过有关管理人员来打开或关闭这一诱导通风系统，因此通风机工作效率低、电能浪费和机械设备磨损维修等问题是这一系统的常见弊端[2]。同时，管理人员长期从事这个工作，对他们的健康安全也有一定的危害。如果他们经常吸入一氧化碳等有害气体的话，会有很大的因素造成他们的感官、反应、理解等机能障碍，甚至有生命危险。
我国的传统诱导风机一但被打开就一贯处于消耗电力的工作状况，在大力倡导能源保护、节省能源的今天，传统诱导风机的耗电工作在如今电力使用原则上显得格格不入。同时为了衡量、处理地下车库的一氧化碳含量超标问题而投入大量的人力，也往往力倍功半[3]。
1.2本课题的目的、意义
基于我国现有诱导通风系统的现状，因此研究出一种基于单片机设计的智能通风控制系统来改善传统诱导通风系统所存在的一些不足，提高诱导通风的智能化管理水平。
智能地下车库通风控制系统是无风管诱导型通风系统，是由以STC89C52RC单片机为核心的主控制系统、排风机、继电器和蜂鸣器组成。
该系统的作用在于可以检测和调节一氧化碳气体的含量，同时也可以对地下车库中的温度、湿度环境进行检测。这一系统的实现，有效降低了能耗，大幅度减少所要用的人力资源，使我国建筑的智能化水平得到了很大的提高[4]。
第二章 智能通风系统总体设计方案
该系统主要利用相应的传感器对地下车库的CO浓度、温度和湿度进行检测，并用得到的数据来控制风机的开关。同时完成该系统的程序编写和软硬件调试，分模块进行，最后完成整体功能调试。
本课题一共分为四个模块进行：1.主程序自动检测CO浓度；2.主程序自动检测车库环境中的温湿度；3.CO浓度、温湿度参数过高，启动风机；4.CO浓度、温湿度参数降到正常值，关闭风机。
2.1智能车库通风系统的总体结构设计
首先通过按键来设置CO和温湿度的指标，再用气体传感器和温度、湿度传感器对车库空气质量进行测量，如果车库的空气质量数值达到需要通风的指标，以STC89C52RC单片机为核心的智能通风控制系统就自动让风机工作，进入通风状态，同时启动报警器；反之，如果空气质量数值未达到需要通风的指标，则让通风机处于关闭状态[5]。该系统的总体结构框图如图21所示。
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图21 智能车库通风系统的总体结构框图
2.2智能车库通风系统设计原理
本课题采用到的硬件有由单片机STC89C52RC构成的STC89C52RC单片机主控电路模块、DHT11温湿度传感器构成的温湿度数据采集电路模块、MQ7一氧化碳传感器构成的CO浓度数据采集电路模块、ADC0832数模转换器构成的A/D转换器电路模块、蜂鸣器构成的蜂鸣器电路模块、继电器构成的继电器电路模块、LCD1602显示器构成的LCD1602显示器电路模块和风机构成的风机电路模块，此外还有电源电路模块，按键电路模块和复位电路模块等。
智能通风控制系统的操作方式为主控制器实行自动工作模式，工作步骤如下所示。
1.主程序系统初始化，MQ7一氧化碳传感器开始探测车库环境中的CO浓度，并在LCD1602显示屏上显示数据；
2.DHT11温湿度传感器检测车库环境中的温湿度情况，并将其参数显示在LCD1602显示屏上；
3.当CO浓度和温湿度参数超过各自的设定值时，继电器1.2启动风机，蜂鸣器报警；
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