基于单片机控制的环境检测系统设计(附件)【字数：9280】
摘 要这个设计是以单片机为核心，对空气中的温度、湿度、二氧化碳的含量和土壤的含水量等一系列的参数进行实时巡回检查，并能对测量结果定时循环，通过LCD屏显示，可以通过键盘设定温度、湿度、二氧化碳浓度和土壤含水量的上下限参数，可以实现超限报警的功能。这个设计应该可以全面的、实时的、自动地对监测数据并记录下来、存储下来和进行处理。该系统具有低能耗、精度高和灵活性非常强等特点，是一种非常实用的环境质量检测系统。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景 1
1.2设计的市场现状分析 2
1.3 设计内容要求说明 4
第二章 系统总体的设计方案 5
2.1 功能要求 5
2.2 设计的思路 5
2.3 方案选择 5
2.4 总体设计框图 7
第三章 硬件设计方案 8
3.1 简单概述 8
3.2 主控模块设计方案 8
3.3 传感器模块设计 10
3.4 二氧化碳传感器 14
3.5 土壤含水量传感器 15
3.6 1602液晶显示模块 16
3.7 报警模块 19
3.8 电源电路模块 19
第四章 系统软件设计 21
4.1 1602液晶模块的设计 21
4.2 传感器模块设计 22
第五章 系统的分析与调试 24
5.1 键盘设定温度的调试 24
5.2 实物原件的安装与焊接 25
第六章 结论与展望 27
致谢 28
参考文献 29
附 录 30
附录A 硬件原理图 30
附录B 程序清单 31
第一章 绪论
1.1课题研究的背景
1.1.1背景材料
环境控制是对环境的质量水平进行控制，以确定环境质量的高低。简单地说，环境监测是所有环保工作的先决条件。一般来说，是信息的程序分析，系统分析和综合分析。
20世纪50年代，环境监测是通过化学物质 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
，主要用于化学污染物的分析。自20世纪60年代以来，人们逐渐认识到环境污染还包括环境质量污染[2];另外，不仅要监测污染物，还要监测环境，现在都是计算机开发和自动化网络。现在有很多基于单片机的简单设计，可以对环境的温度湿度，空气中的二氧化碳浓度等进行测量，而且设计简单，方便[3]。
1.1.2设计的目的和意义调查
现在健康长寿的生活方式成为了大多数人的想法，现在时代的潮流是什么？就是有好的生活环境。人们每天呆的时间最长的两个地方就是在自己家里和工作的地方，人们的生理、心理等身体的健康状况都和室内的温度，湿度，二氧化碳浓度有很大的关系。
根据很多专家的研究，室内温湿度过高，人们的体温调节功能会受到很大的影响，发烧，心慌，头晕，心跳加快都是因为人体内的体温调节功能失常而引起的。冬天，如果头晕脑涨、思维缓慢、注意力不集中、容易困，这种种症状通常是因为室内的温度一直在25摄氏度以上。同时如果是过低的温度，则会使人身上的代谢系统功能下降、心跳速度减慢、呼吸速度也会减慢、人的表下血管会收缩，容易诱发疾病。还有人们长期的在密闭的室内或办公室，室内空气的二氧化碳浓度会变高，二氧化碳的正常含量是百分之0.04，当室内的二氧化碳浓度较高的时候，就会使人感觉到气闷、头晕、心悸，当二氧化碳浓度达到百分之4到5的时候人们会感觉到气喘，头晕等症状，还会引起呼吸道的疾病。需要通风透气，多更换室内空气[6]。
通过测试和研究，最适宜人的环境是：冬季室内温度在1726摄氏度，湿度为百分之25到百分之75。夏天温度大约为2428摄氏度，湿度为百分之35到百分之65。在这个范围内感觉很舒适的人大约占到了测试者的百分之95以上[6]。人们感到最为舒适，通常是因为湿度保持在百分之40至百分之50。
因此，为了关注环境的温度湿度的变化人们通常会采取一些相应的方法，对环境中的二氧化碳浓度，空气中的温度湿度的监测对人们的意义十分的重大。
不光是针对人的身体健康，还有工业农业和医院中给病人治疗的场所，做手术等这样的环境中二氧化碳浓度、温度、湿度、还有土壤的含水量检测参考值也是很重要的，并且在生产的安全上、蔬菜大棚和水果大棚、病人的康复等意义也是十分重大的。部分的数据如表11各种环境下的适宜温湿度。
表11 各种环境下的适宜温湿度
检测场所
适宜温度
适宜湿度
说明
SMT车间
24±2
60±10
防止结露，即时换气
蝴蝶兰种植
18～20
70～80
降温保湿，注意通风
医院病房
19～24（夏季）
18～22（冬季）
50～60
心情愉悦，康复较快
1.2设计的市场现状分析
1.2.1几种设计的比较
现在的市场，对空气中的温度湿度检测还有二氧化碳的浓度检测，土壤含水量的检测都已经十分发达了，监测温度湿度、二氧化碳含量的产品在市场上已经有很多的种类，它们都各显神通，如温度湿度模块，有线采集仪和无线采集仪。应用的芯片也不一样，有基于单片机的，还有局域网络、GPRS、Internet版、VPN版等各种版本[9] 如下图12所示。
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图12 软硬件的种类介绍
还有一些家里用的温湿度报警装置、YD808A这种工业温湿度显示器等很多的产品。
下面是一些产品的参数和测量范围，如下表13。
表13 家里用的温湿度报警装置参数
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目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景 1
1.2设计的市场现状分析 2
1.3 设计内容要求说明 4
第二章 系统总体的设计方案 5
2.1 功能要求 5
2.2 设计的思路 5
2.3 方案选择 5
2.4 总体设计框图 7
第三章 硬件设计方案 8
3.1 简单概述 8
3.2 主控模块设计方案 8
3.3 传感器模块设计 10
3.4 二氧化碳传感器 14
3.5 土壤含水量传感器 15
3.6 1602液晶显示模块 16
3.7 报警模块 19
3.8 电源电路模块 19
第四章 系统软件设计 21
4.1 1602液晶模块的设计 21
4.2 传感器模块设计 22
第五章 系统的分析与调试 24
5.1 键盘设定温度的调试 24
5.2 实物原件的安装与焊接 25
第六章 结论与展望 27
致谢 28
参考文献 29
附 录 30
附录A 硬件原理图 30
附录B 程序清单 31
第一章 绪论
1.1课题研究的背景
1.1.1背景材料
环境控制是对环境的质量水平进行控制，以确定环境质量的高低。简单地说，环境监测是所有环保工作的先决条件。一般来说，是信息的程序分析，系统分析和综合分析。
20世纪50年代，环境监测是通过化学物质 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
，主要用于化学污染物的分析。自20世纪60年代以来，人们逐渐认识到环境污染还包括环境质量污染[2];另外，不仅要监测污染物，还要监测环境，现在都是计算机开发和自动化网络。现在有很多基于单片机的简单设计，可以对环境的温度湿度，空气中的二氧化碳浓度等进行测量，而且设计简单，方便[3]。
1.1.2设计的目的和意义调查
现在健康长寿的生活方式成为了大多数人的想法，现在时代的潮流是什么？就是有好的生活环境。人们每天呆的时间最长的两个地方就是在自己家里和工作的地方，人们的生理、心理等身体的健康状况都和室内的温度，湿度，二氧化碳浓度有很大的关系。
根据很多专家的研究，室内温湿度过高，人们的体温调节功能会受到很大的影响，发烧，心慌，头晕，心跳加快都是因为人体内的体温调节功能失常而引起的。冬天，如果头晕脑涨、思维缓慢、注意力不集中、容易困，这种种症状通常是因为室内的温度一直在25摄氏度以上。同时如果是过低的温度，则会使人身上的代谢系统功能下降、心跳速度减慢、呼吸速度也会减慢、人的表下血管会收缩，容易诱发疾病。还有人们长期的在密闭的室内或办公室，室内空气的二氧化碳浓度会变高，二氧化碳的正常含量是百分之0.04，当室内的二氧化碳浓度较高的时候，就会使人感觉到气闷、头晕、心悸，当二氧化碳浓度达到百分之4到5的时候人们会感觉到气喘，头晕等症状，还会引起呼吸道的疾病。需要通风透气，多更换室内空气[6]。
通过测试和研究，最适宜人的环境是：冬季室内温度在1726摄氏度，湿度为百分之25到百分之75。夏天温度大约为2428摄氏度，湿度为百分之35到百分之65。在这个范围内感觉很舒适的人大约占到了测试者的百分之95以上[6]。人们感到最为舒适，通常是因为湿度保持在百分之40至百分之50。
因此，为了关注环境的温度湿度的变化人们通常会采取一些相应的方法，对环境中的二氧化碳浓度，空气中的温度湿度的监测对人们的意义十分的重大。
不光是针对人的身体健康，还有工业农业和医院中给病人治疗的场所，做手术等这样的环境中二氧化碳浓度、温度、湿度、还有土壤的含水量检测参考值也是很重要的，并且在生产的安全上、蔬菜大棚和水果大棚、病人的康复等意义也是十分重大的。部分的数据如表11各种环境下的适宜温湿度。
表11 各种环境下的适宜温湿度
检测场所
适宜温度
适宜湿度
说明
SMT车间
24±2
60±10
防止结露，即时换气
蝴蝶兰种植
18～20
70～80
降温保湿，注意通风
医院病房
19～24（夏季）
18～22（冬季）
50～60
心情愉悦，康复较快
1.2设计的市场现状分析
1.2.1几种设计的比较
现在的市场，对空气中的温度湿度检测还有二氧化碳的浓度检测，土壤含水量的检测都已经十分发达了，监测温度湿度、二氧化碳含量的产品在市场上已经有很多的种类，它们都各显神通，如温度湿度模块，有线采集仪和无线采集仪。应用的芯片也不一样，有基于单片机的，还有局域网络、GPRS、Internet版、VPN版等各种版本[9] 如下图12所示。
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图12 软硬件的种类介绍
还有一些家里用的温湿度报警装置、YD808A这种工业温湿度显示器等很多的产品。
下面是一些产品的参数和测量范围，如下表13。
表13 家里用的温湿度报警装置参数
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