室内环境监测预警系统软件设计
由于电子科技的飞速发展，越来越多的人开始对室内的环境舒适问题提出了更高质量的要求。通过调查分析，得出影响人们室内环境舒适度的几个重要因素，比如温度、湿度、光照强度、一氧化碳浓度、甲醛浓度和烟雾浓度。针对这些影响因素我们设计了室内环境监测预警系统。本设计以STC89C52单片机为主控制单元，一方面完成输入信号的采集，另一方面实现与计算机的串行通讯。上位机软件选择LabVIEW 软件平台实现数据处理与检测画面的显示，同时可以对室内环境数据进行实时显示、报警与存储等功能。本系统拥有实时数据采集与传输、实时显示与报警、检测便捷和成本低等优点。关键词 室内环境，信号采集，串行通讯，LabVIEW
目录
1 绪论 1
1．1 课题的背景与意义 1
1．2 室内环境监测系统国内外发展趋势 2
1．3 本文研究的主要内容 3
2 系统方案设计 4
2．1 整体设计思路 4
2．2 方案的比较与选择 5
2．3 系统整体框图设计 6
3 软件系统程序设计 8
3．1 下位机程序设计 8
3．2 上位机LabVIEW程序设计 24
4 系统调试 35
4．1 调试过程 35
4．2 调试中的问题 38
结 论 39
致 谢 40
参 考 文 献 41
附录Ⅰ 原理图 43
附录Ⅱ 下位机程序 44
1 绪论
因为社会经济的疾速发展和人们日常生活质量的逐渐改善，人们愈越来愈看重生活中的质量问题[1]。同时，由于电子科技的飞速发展，越来越多的人开始对室内的环境舒适问题提出了更高质量的要求。相比于传统的、非智能的产品，自动化产品更适应与当今的需求，本文的室内监测预警系统的应用正顺应并满足了此需求。
1．1 课题的背景与意义
室内是我们在日常生活中关系最为紧密和接触的时间最长的地方 [2]。能被大多数人所认可的、有着舒适的湿热度、光照度的室内环境才能称为良好的室内环境。同时也要能够提供新鲜舒适并且对健康无害的高品质的空气环境，以 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
便满足人们舒适健康生活的需要[3]。但是现在,室内环境的污染来源于家庭装饰和各种各样的坏习惯,并且越来越严重,而且有些污染是人们凭借身体条件所无法感知的,这样将会给人们的生活和健康带来很大的危害。因此,检测室内温度、湿度、空气质量,并做出适当的调整是特别重要的,这样可以防止这些环境因素的超限对人体带来伤害[5,6]。现在很多因素都会对室内环境造成影响，比如：建筑和装潢材料、家用电器和办公设备等因素，这些影响都会在一定的程度上影响我们的生活健康，故此我们都应该加强室内的环保意识。目前，我国的环保事业处于稳定上升趋势，为此我们也应该给予足够的重视室内环境保护[7]。
每个时节的温度和湿度都会有所差别，由于温度和湿度变换速率的不同都会在一定程度上对人们的身体健康有所影响。经相关人员调查发现：人体适宜的室内温度的范围有两个，夏天是16℃到24℃，冬天是22℃到28℃。湿度范围在50%RH到60%RH是最适宜人体的，如若生活在这样的室内环境中，会使人们身心舒适、精神焕发。但是空气湿度过低或者过高都会引发一些生理疾病，对人们的身体健康不利 [4]。我国于2004年发布第一部关于室内质量的行为标准“室内空气质量标准”，这项标准指出了对于空气质量及成数据的标准规定。这一标准迅速成为了社会关注的热点，同时在很大程度上体现了人们对室内环境质量的重视程度有很大的改善。值得称赞的是该文件还提出了室内环境的健康指数并且 [8]。综上所述，室内环境监测预警系统这个课题的研究是具有很大意义的。
1．2 室内环境监测系统国内外发展趋势
在以前对于温度和湿度，我们只能通过身体来感受，所以对温湿度的高低并没有准确的衡量。随着社会的进步，我们也在不断提高对这些环境参数精度的重视程度，我们想要获取温度和湿度的准确数值，想知道有害气体的含量是否超标。随着温度计、湿度计和气体检测仪的相继问世，让我们对环境的温湿度有了数值的概念，但是当时的温度计和湿度计的测量精度不足，气体检测仪也无法对不合格的气体环境进行反馈和报警[9~11]。因此，许多以数码管显示和蜂鸣器报警的环境监测仪器及设备才相继走向市场，但是其功能却比较单一，只能检测单一的数据指标[12,13]。
1.2.1 国内发展趋势
我国对于环境监测系统研究的起步略晚，监测技术相比与前沿国家相比还存在一点差距，我们还没有实现完全的智能化。但是随着经济和科技的发展，人们日益重视环境问题，我国对室内环境监测系统的研究成果也是非常可观的，有很多人加入到该项研究[16]。例如：毕业于大连理工大学的陈凯杰，他使用MSP430F449芯片为核心，利用HS1101模块和DS18B20模块以及光照度传感器设计了适用于环境监测的装置系统，该监测器拥有实用性强、稳定性强等特点[17,18]。来自河北工业大学的张超对基于ARM11和Linux的室内环境监测系统进行了设计[19]，他用ARM11做核心模块，其他功能模块包括BH1750传感器、DHT90传感器以及尘埃颗粒检测等模块；此设备在结构设计上比较新颖，同时它还拥有结构牢固、抗干扰性强等特点。除上述两位之外还有李晓东，他毕业于江西南昌大学，对列车车厢内的空气质量进行检测研究[20]。上述的设备仪器都是以单片机为主要的控制器，再将AD转换模块与各类传感器和报警模块搭建在一起，从而实现多模块共同检测，完成多数据采集与反馈。综上所述，虽然我国已经研制出了对室内环境数据监测的设备，但还需进一步的创新和优化[21]。
1.2.2 国外发展趋势
通过对国外相关资料的查阅，可以发现他们有着相对尖端的环境监测技术，普及了很多相关设备产品的使用。诸如：澳柯玛公司正在完善和优化其相关检测产品，他们的主要产品是室内环境监测净化设备，是为了实现室内空气的净化处理，该设备能快速去除室内的污染气体的速度很快，例如煤气、甲醛、一氧化碳等，同时还具有强大的消毒功能加湿清除细菌，从很大程度上提高了有益气体在空气中所占的比例[22]。用于检测室内空气成份数据的产品是由WK检测技术公司所发明，对于室内空气中有害气体的相应数据可以利用这些检测设备快速地获取[23,24]。尽管我国对于环境监测系统的研究起步相对较晚，但从未停止向发达国家学习的脚步，当下有许多制造商或研究中心都在学习和引进先进的环境监测技术。针对空气环境质量监测仪器，我国北京科华恒运有限责任公司相继引进了许多国外的检测技术和各式各样的产品[25]。其中涵盖了单一的小体积气体检测设备和天然气检测设备多种气体监测设备，通过对外国前沿的检测技术的学习和研究，我国自主研发的仪器设备也走向市场。将我国的室内监测技术与国外前沿的技术对比可以发现，我国的技术还未实现全面的智能化，还没有普及部分产品的使用[26]。因而，我们的第一要务是让我们自主研发的设备仪器逐步走向自动化、智能化、数字化。
目录
1 绪论 1
1．1 课题的背景与意义 1
1．2 室内环境监测系统国内外发展趋势 2
1．3 本文研究的主要内容 3
2 系统方案设计 4
2．1 整体设计思路 4
2．2 方案的比较与选择 5
2．3 系统整体框图设计 6
3 软件系统程序设计 8
3．1 下位机程序设计 8
3．2 上位机LabVIEW程序设计 24
4 系统调试 35
4．1 调试过程 35
4．2 调试中的问题 38
结 论 39
致 谢 40
参 考 文 献 41
附录Ⅰ 原理图 43
附录Ⅱ 下位机程序 44
1 绪论
因为社会经济的疾速发展和人们日常生活质量的逐渐改善，人们愈越来愈看重生活中的质量问题[1]。同时，由于电子科技的飞速发展，越来越多的人开始对室内的环境舒适问题提出了更高质量的要求。相比于传统的、非智能的产品，自动化产品更适应与当今的需求，本文的室内监测预警系统的应用正顺应并满足了此需求。
1．1 课题的背景与意义
室内是我们在日常生活中关系最为紧密和接触的时间最长的地方 [2]。能被大多数人所认可的、有着舒适的湿热度、光照度的室内环境才能称为良好的室内环境。同时也要能够提供新鲜舒适并且对健康无害的高品质的空气环境，以 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
便满足人们舒适健康生活的需要[3]。但是现在,室内环境的污染来源于家庭装饰和各种各样的坏习惯,并且越来越严重,而且有些污染是人们凭借身体条件所无法感知的,这样将会给人们的生活和健康带来很大的危害。因此,检测室内温度、湿度、空气质量,并做出适当的调整是特别重要的,这样可以防止这些环境因素的超限对人体带来伤害[5,6]。现在很多因素都会对室内环境造成影响，比如：建筑和装潢材料、家用电器和办公设备等因素，这些影响都会在一定的程度上影响我们的生活健康，故此我们都应该加强室内的环保意识。目前，我国的环保事业处于稳定上升趋势，为此我们也应该给予足够的重视室内环境保护[7]。
每个时节的温度和湿度都会有所差别，由于温度和湿度变换速率的不同都会在一定程度上对人们的身体健康有所影响。经相关人员调查发现：人体适宜的室内温度的范围有两个，夏天是16℃到24℃，冬天是22℃到28℃。湿度范围在50%RH到60%RH是最适宜人体的，如若生活在这样的室内环境中，会使人们身心舒适、精神焕发。但是空气湿度过低或者过高都会引发一些生理疾病，对人们的身体健康不利 [4]。我国于2004年发布第一部关于室内质量的行为标准“室内空气质量标准”，这项标准指出了对于空气质量及成数据的标准规定。这一标准迅速成为了社会关注的热点，同时在很大程度上体现了人们对室内环境质量的重视程度有很大的改善。值得称赞的是该文件还提出了室内环境的健康指数并且 [8]。综上所述，室内环境监测预警系统这个课题的研究是具有很大意义的。
1．2 室内环境监测系统国内外发展趋势
在以前对于温度和湿度，我们只能通过身体来感受，所以对温湿度的高低并没有准确的衡量。随着社会的进步，我们也在不断提高对这些环境参数精度的重视程度，我们想要获取温度和湿度的准确数值，想知道有害气体的含量是否超标。随着温度计、湿度计和气体检测仪的相继问世，让我们对环境的温湿度有了数值的概念，但是当时的温度计和湿度计的测量精度不足，气体检测仪也无法对不合格的气体环境进行反馈和报警[9~11]。因此，许多以数码管显示和蜂鸣器报警的环境监测仪器及设备才相继走向市场，但是其功能却比较单一，只能检测单一的数据指标[12,13]。
1.2.1 国内发展趋势
我国对于环境监测系统研究的起步略晚，监测技术相比与前沿国家相比还存在一点差距，我们还没有实现完全的智能化。但是随着经济和科技的发展，人们日益重视环境问题，我国对室内环境监测系统的研究成果也是非常可观的，有很多人加入到该项研究[16]。例如：毕业于大连理工大学的陈凯杰，他使用MSP430F449芯片为核心，利用HS1101模块和DS18B20模块以及光照度传感器设计了适用于环境监测的装置系统，该监测器拥有实用性强、稳定性强等特点[17,18]。来自河北工业大学的张超对基于ARM11和Linux的室内环境监测系统进行了设计[19]，他用ARM11做核心模块，其他功能模块包括BH1750传感器、DHT90传感器以及尘埃颗粒检测等模块；此设备在结构设计上比较新颖，同时它还拥有结构牢固、抗干扰性强等特点。除上述两位之外还有李晓东，他毕业于江西南昌大学，对列车车厢内的空气质量进行检测研究[20]。上述的设备仪器都是以单片机为主要的控制器，再将AD转换模块与各类传感器和报警模块搭建在一起，从而实现多模块共同检测，完成多数据采集与反馈。综上所述，虽然我国已经研制出了对室内环境数据监测的设备，但还需进一步的创新和优化[21]。
1.2.2 国外发展趋势
通过对国外相关资料的查阅，可以发现他们有着相对尖端的环境监测技术，普及了很多相关设备产品的使用。诸如：澳柯玛公司正在完善和优化其相关检测产品，他们的主要产品是室内环境监测净化设备，是为了实现室内空气的净化处理，该设备能快速去除室内的污染气体的速度很快，例如煤气、甲醛、一氧化碳等，同时还具有强大的消毒功能加湿清除细菌，从很大程度上提高了有益气体在空气中所占的比例[22]。用于检测室内空气成份数据的产品是由WK检测技术公司所发明，对于室内空气中有害气体的相应数据可以利用这些检测设备快速地获取[23,24]。尽管我国对于环境监测系统的研究起步相对较晚，但从未停止向发达国家学习的脚步，当下有许多制造商或研究中心都在学习和引进先进的环境监测技术。针对空气环境质量监测仪器，我国北京科华恒运有限责任公司相继引进了许多国外的检测技术和各式各样的产品[25]。其中涵盖了单一的小体积气体检测设备和天然气检测设备多种气体监测设备，通过对外国前沿的检测技术的学习和研究，我国自主研发的仪器设备也走向市场。将我国的室内监测技术与国外前沿的技术对比可以发现，我国的技术还未实现全面的智能化，还没有普及部分产品的使用[26]。因而，我们的第一要务是让我们自主研发的设备仪器逐步走向自动化、智能化、数字化。
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