基于单片机的室内环境监测仪的设计毕业设计论文

1、洛阳理工学院毕业设计（论文）基于单片机的室内环境监测仪的设计摘 要 本系统满足室内环境变量实行全面、实时、长期监测的要求, 实现室内环境温湿度、可燃气体浓度检测的自动化和智能化。系统以单片机为核心，以温度、湿度传感器，气敏传感器作为测量元件，通过单片机与智能传感器相连，采集并存储智能传感器的测量数据，经过分析处理将结果显示于LCD液晶屏。在单片机系统中，还要实现超限报警和数据辅助存储功能。本设计主要做了如下几方面的工作:一是确定系统的总体设计方案：包括系统应具备的功能、达到的技术指标、系统的设计原则；二是整个系统和各个模块的硬件和软件的设计：传感器的静动态特征分析使用、使用单总线技术的SHT11数字温湿度传感器的测温湿电路以及程序设计、使用气敏传感器MQ211进行数据采集的电路以及程序设计；三是报警、按键的电路和程序设计。该设计对室内温湿度实现了检测与显示,而对CO和甲烷等有害气体完成超标报警，为人们的生活、娱乐及公共场所的环境提供了一种有效的防护系统。关键词：单片机，STC89C52，SHT11，温湿度监测，MQ211，室内环境 MCU-BASED INDOOR EVENVIRONM

2、ENTAI MONITORING SYSTEMABSTRACTThe system meets the implementation of a comprehensive indoor environmental variable, real-time, long-term monitoring requirements. System microcontroller core, temperature, humidity sensors, gas sensors as measuring devices, smart sensors through the MCU and connect smart sensors collect and store measurement data, through analyzing and processing the results shown in the LCD liquid crystal screen. In the SCM system, but also assisted to achieve over-limit alarm a

3、nd data storage capabilities.This design made the following main aspects of work:First, determine the systems design program: including system should have functions to the technical specifications, system design principles;Second, the whole system and each module of the hardware and software design: static and dynamic characteristics of the sensor to use, single-bus technology SHT11 digital temperature and humidity sensors measuring temperature and humidity circuit and program design, use of gas

4、 sensor data acquisition MQ211 circuit and program design;Third alarm, circuit and button programming.The design of the indoor temperature and humidity to achieve the detection and display, while CO and methane, and other harmful gases to complete excessive alarm, as the peoples life, entertainment and public places to provide an effective environmental protection system.KEY WORDS：Single-chip microcomputer, STC89C52, SHT11, monitoring of temperature and humidity, MQ211, indoor environment学位论文原创性

5、声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日目录前言1第1章 室内环境的监控系统21.1课题涵义21.2 方案设计21.2.1 硬件设计31.2.2 软件设计4第2章 硬件电路设计62.1 CPU模块62.1.1 芯片管脚连接62.1.2 芯片管脚说明62.1.3 晶振和复位电路82.2 气体传感器与模数转换模块92.2.1 气敏传感器的特点和使用102.2.2 气敏

6、传感器的连接112.3 温度湿度传感器模块设计122.3.1 SHT11温湿度简介122.3.2 SHT11的引脚功能132.3.3 SHT11的内部结构和工作原理132.3.4 SHT11应用与连接电路142.3.5 温度和湿度值的计算152.4 LCD显示模块设计162.4.1 LCD特点172.4.2 LCD的管脚182.4.3 LCD的连接电路182.5 按键电路块192.6 报警电路模块设计20第3章 软件设计213.1软件系统设计213.2 主程序设计223.3 LCD1602显示模块程序设计233.4 SHT11温湿度测量模块程序设计243.5 系统程序设计24结论25谢 辞26参考文献27附录28附录1:系统硬件仿真电路图28附录2:程序代码29外文资料翻译42IV前言 随着微电子技术的发展，传感器的性能和种类的不断提高和丰富，使得基于微电脑芯片控制的室内环境实时分析监测系统成为可能。该设计通过传感器引入数字化的环境信息，通过微电脑的数据分析，如加上控制系统与室内空调、加湿器、照明系统和电动窗帘门窗系统等家居电器配合使用，不仅能给人们带来舒适的生活环境，还能最大程度的节

7、约能源使用。显然在节能减排深入人心，建筑节能和智能化发展得到大力提倡的今天，其不仅能为人们的生活带来便利，更符合可持续发展理念，无论是经济学角度还是社会学角度来看，设计和研究基于数字化的室内环境监测系统辅助家居智能化和节能环保的设备有着重要的现实意义和经济价值。该设计基于上述情况出发，应用8051系列单片机丰富的I/O接口和对数据的采集、处理功能，实现传感器由物理变量到数字化转变，输入到单片机通过微处理器的分析处理给出相应的结果，输出到显示电路。通过七段码LED显示器或者液晶显示设备显示实时的各环境参数的数值，使人们能及时了解各环境参数的情况，并在环境参数变到危害到正常的生理需要的时候给予报警电路报警信号，及时的通知人们离开或加以相应的处理，使得宜于居住。由于相关家居智能化设备的不确定性，这里就不做相应的控制算法的研究和处理，仅把相关参数储存在相应位置或者输出到某个I/O口，供其它相关设备读取数据。伴随着人们生活水平的不断提高，越来越多的人们更加关注居住生活环境的质量安全（主要包括温度，湿度，有害气体浓度等）问题，所以对室内环境做实时监测和数据分析显得尤为必要。 第1章 室内环境的监控

8、系统1.1课题涵义 近来环境问题特别是有害气体对人类的危害也越来越来引起人们的关注，而其中对有害气体的浓度检测是解决问题的关键对于大量使用以天然气和甲烷气体作为家庭燃料气体的用户来说，选择安装一款简易、可靠和便携的气体浓度检测装置也是很重要的，这样不仅可以避免气体泄露，也可以保证人员和财产的安全。基于微电脑芯片控制的室内环境实时分析监测系统成通过传感器引入数字化的环境信息，通过微电脑的数据分析，如加上控制系统与室内空调、加湿器、照明系统、和电动窗帘门窗系统等家居电器配合使用，不仅能给人们带来舒适的生活环境，还能最大程度的节约能源使用。显然在节能减排深入人心，建筑节能和智能化发展得到大力提倡的今天，其不仅能为人们的生活带来便利，更符合可持续发展理念,无论是经济学角度还是社会学角度来看，设计和研究基于数字化的室内环境监测系统辅助家居智能化和节能环保的设备有着重要的现实意义和经济价值。系统少做程序设计部分的调整，就能实现对二氧化碳的浓度显示,加上温度和湿度显示的功能，就能用于温室大棚环境监测，利于及时发现和改变温室内环境参数，为作物提供最佳的生成环境，提高产量。1.2 方案设计设计原则:要求

9、单片机系统应具有可靠性高、操作维护方便、性价比高等特点。 （1）可靠性高可靠性是单片机系统应用的前提，在系统设计的每一个环节，都应将可靠性作为首要的设计准则。提高系统的可靠性通常从以下几个方面考虑:使用可靠性高的元器件;设计电路板时布线和接地要合理;对供电电源采用抗干扰措施;输入输出通道抗干扰措施;进行软硬件滤；系统自诊断功能等。（2）操作维护方便在系统的软硬件设计时，应从操作者的角度考虑操作和维护方便，尽量减少对操作人员专用知识的要求，以利于系统的推广。因此在设计时，要尽可能减少人机交互接口，多采用操作内置或简化的方法。同时系统应配有现场故障诊断程序，一旦发生故障能保证有效地对故障进行定位，以便进行维修。（3）性价比单片机除体积小、功耗低等特点外，最大的优势在于高性能价格比。一个单片机应用系统能否被广泛使用，性价比是其中一个关键因素。因此，在设计时，除了保持高性能外，尽可能降低成本，如简化外围硬件电路，在系统性能和速度允许的情况下尽可能用软件功能取代硬件功能等。设计要具备以下功能：温度监控：(1）利用温度传感器将检测到的数据传给单片机并显示。 (2）通过键盘设置温度上下限，超过上限或低于下限后报警。湿度监测：利用湿度传感器将检测到的数据传给单片机并显示。CO浓度监控：(1）利用气敏传感器检测CO浓度传给单片机。 (2）通过键盘设置浓度上限，超过上限后报警。1.2.1 硬件设计 在室内环境监测硬件设计上，由单片机（STC8

《基于单片机的室内环境监测仪的设计毕业设计论文》由会员新**分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的室内环境监测仪的设计毕业设计论文》请在金锄头文库上搜索。