本科毕业设计(论文)
题目：基于单片机的室内环境监控系统设计
（软件设计）
院（系）
专业
班级
姓名
学号
导师
2015年 6月
本科毕业设计(论文)
题目：基于单片机的室内环境监控系统设计
（软件设计）
院（系）
专业
班级
姓名
学号
导师
2015年 6月
基于单片机的室内环境监控系统设计（软件设计）
摘要
随着经济持续快速的发展，人们生活水平不断提高,空气质量却越来越差。因此，对室内环境空气质量的要求越来越高。传统的室内环境监测设施实时性差、精度低、体积大、功能单一，难以顺应现代经济发展的需求。因此，如何设计一款功能齐全、操作简单、性价比高的室内环境监控系统成为趋势。
本设计的主要内容是实现一个具有温湿度、烟雾、甲醛及一氧化碳为一体的多功能室内环境监测系统，要求其精度合适，适用于家庭、综合办公楼等室内环境监测。需要的软件设计部分包括：系统总体软件设计、各个模块软件设计，以及对应的软件代码调试。各个模块包括：各个传感器以及数据采集与处理、报警、显示、输出驱动模块、上位机监控中心的RS-485通讯模块及上位机的人机交互模块等。主控制器为STC89C52单片机。A/D转换采用ADC0832将模拟量转换为数字量。结合报警模块和电机充当换气扇的输出模块，上位机界面用Visual Basic 6.0来设计，实时监控下位机的室内环境数据。
实际中能够完成各个传感器对数据的采集、转换、显示和传输，基本完成各个模块功能。通过RS-485方式来通讯，数据可以通过串口调试助手和上位机界面对其显示。
关键字：监控系统；STC89C52；温湿度、烟雾、甲醛及一氧化碳传感器；RS-485通讯.
Design of indoor environment monitoring system based on
microcontroller (software design)
Abstract
With the rapid development of economy, people's living standards continue to improve, air quality is getting worse. Therefore, the indoor air quality requirements of higher and higher. The traditional indoor environmental monitoring facilities has poor real-time performance, low accuracy, large volume and single function, which is difficult to comply with the needs of modern economic development. Therefore, how to design a fully functional, simple, cost-effective indoor environmental monitoring system to become the trend.
The design of the main content is to achieve a with temperature, humidity, smoke, formaldehyde and carbon monoxide is one of the multifunctional indoor environment monitoring system, the appropriate precision, applicable to family, office building indoor environment monitoring. The software design includes the overall software design, the design of each module, and the software code debug.. Each module includes: various sensors and data acquisition and processing, alarm, display, output drive module, host computer monitoring center of RS-485 communication module and PC man-machine interaction module. The main controller is STC89C52 microcontroller. A/D conversion uses ADC0832 to convert analog quantities to digital quantities. Combined alarm module and the motor as the ventilator output module, PC interface with Visual Basic 6.0 to design, monitoring in real time, the next bit machine indoor environment data.
In practice, the data acquisition, conversion, display and transmission of each sensor can be completed, and the function of each module is completed.. Through the RS-485 way communication, data can be displayed by serial debug assistant and PC interface.
Keywords: monitoring system; STC89C52; temperature and humidity, smog, formaldehyde and carbon monoxide sensor; RS-485 communication.
目录
中文摘要 ................................................................................................. (I) 英文摘要 .............................................................................................. (III) 1 绪论 (1)
1.1设计背景及意义 (1)
1.2国内外的相关研究 (1)
1.3设计的主要内容 (1)
2. 系统总体方案的设计 (3)
2.1 总体设计方案 (3)
2.1.1 室内环境参数的选取 (3)
2.1.2 系统总体的设计思路 (4)
2.1.3 系统方案的可行性 (4)
2.1.4 系统总体设计的指标 (4)
2.2 各个模块的设计 (5)
2.2.1 温湿度的检测 (5)
2.2.2 烟雾检测 (5)
2.2.3 甲醛检测 (5)
2.2.4 一氧化碳检测 (6)
2.2.5 A/D转换 (6)
2.2.6 按键设置模块 (6)
2.2.7 显示模块 (7)
2.2.8 报警及电机驱动模块 (7)
2.2.9 通讯模块 (7)
2.2.10 上位机模块 (8)
3.系统软件设计 (10)
3.1 系统软件总体方案的设计 (10)
3.1.1 系统总体原理框图 (10)
3.1.2 RS-485与PC机之间的通信原理图 (11)
3.2 系统主程序软件流程图 (12)
3.3 温湿度检测模块软件设计 (13)
3.3.1 DTH11的电源引脚 (13)
3.3.3 DTH11的时序 (13)
3.3.4 温湿度传感器DHT11的技术参数 (14)
3.3.5温湿度检测模块软件流程图： (15)
3.4 烟雾检测模块软件设计 (15)
3.4.1 烟雾传感器MQ-2的检测和处理 (15)
3.4.2 烟雾传感器MQ-2的技术参数 (16)
3.4.3 烟雾传感器检测模块软件流程图 (17)
3.5 甲醛检测模块软件设计 (18)
3.5.1 甲醛传感器MQ-138的检测和处理 (18)
3.5.2 甲醛传感器MQ-138的技术参数 (18)
3.5.3 甲醛传感器MQ-138的检测模块软件流程图 (19)
3.6 一氧化碳检测模块软件设计 (20)
3.6.1 一氧化碳MQ-7的检测和处理 (20)
3.6.2 一氧化碳MQ-7的技术参数 (20)
3.6.3 一氧化碳MQ-7的检测模块软件流程图 (21)
3.7 ADC0832转换模块软件设计 (22)
3.7.1 ADC0832引脚图 (22)
3.7.2 ADC0832通道地址设置表 (23)
3.7.3 ADC0832的工作时序 (23)
3.7.4 ADC0832检测模块软件流程图 (24)
3.8 按键设置模块软件设计 (25)
3.9 显示模块软件设计 (25)
3.10 报警模块及电机驱动模块软件设计 (26)
3.11 通讯模块软件设计 (26)
3.12 上位机模块软件设计 (27)
3.12.1 上位机模块软件思路介绍 (27)
3.12.2 上位机模块界面编写 (28)
3.12.3 上位机模块软件流程图 (30)
4. 软硬件的调试以及调试的现象 (31)
4.1 使用的开发软件 (31)
4.2 实验现象和仿真结果 (31)
4.2.1 实验过程中LED数码管显示的结果 (31)
4.2.2 实验过程中串口调试助手的调试 (32)
4.2.3 实验过程中上位机传输数据的显示 (33)
5.总结与展望 (34)
5.1 总结 (34)
5.2 展望 (34)
参考文献 (35)
致谢 (37)
毕业设计（论文）知识产权声明 (38)
毕业设计（论文）独创性声明 (39)
附录A 系统原理图 (45)
附录B 系统源程序 (401)
附件C 外文翻译 (50)
1 绪论
1 绪论
1.1设计背景及意义
经济持续快速的发展，人们生活水平不断改善，但空气质量却急剧下降。人们对各种室内环境的要求也越来越高。传统的室内环境监测设施实时性差、精度低、体积大、功能不齐全等，难以适应人们的要求。基于以上背景，本文设计了基于单片机的室内环境监控系统，它能实时自动地采集室内的所需数据，并分析数据传输到我们需要的界面。
1.2国内外的相关研究
减轻室外空气污染最早为14世纪，以英国伦敦的烟雾法为代表。随着社会的进步，经济不断发展。但我们对环境也造成了很大的危害。最近随着空气质量的不断恶化，人们最多提及的就是保护环境，为我们创造一片蓝天。生活环境的PM2.5值的上升，让近几年涌现出一大批的空气净化系统，可见空气质量现在对人们的重要性。随着不断的研究，人们对空气质量污染的成因和影响因素有了深刻的认识，解决空气污染的措施也不断完善。人们对不同环境下，不同污染物在室内和室外的相互关系有了一定的认识，也有了检测系统。国外对环境改善处理技术研究较早，正向自动化方向发展。我国对于环境监控技术的起步较晚，目前仍有局限性。国内市场室内环境的监测仪器主要是有害气体检测，功能单一且价格较贵，所以非常必要设计一种多功能且经济的室内环境监测系统。
1.3设计的主要内容
本设计的主要内容是实现一个具备温湿度、烟雾、甲醛、一氧化碳为一体的多功能监测系统，要求其精度合适，适用于家庭、综合办公楼等室内环境监测，与硬件设计部分配合完成室内环境监测系统的总体方案设计。完成系统软件设计部分包括：各个模块软件设计、系统总体软件设计，以及对应的软件代码调试。各个模块包括：传感器数据采集与处理模块、报警、显示、输出驱动模块、与上位机监控中心的RS-485通讯模块及上位机的人机交互模块等。主要完成的内容如下：
(1)下位机的主控制器采用单片机STC89C52
(2)温湿度检测传感器采用DTH11;
(3)烟雾检测传感器采用MQ-2;
(4)甲醛检测传感器采用MQ-138;
(5)CO检测传感器采用MQ-7;
(6)A/D转换芯片采用ADC0832;
(7)显示数据用4位数码管；
(8)通讯用RS-485总线通讯；
(9)上位机采用Visual Basic 6.0来编写。
2 系统总体方案的设计
2. 系统总体方案的设计
2.1 总体设计方案
以单片机为控制核心，以温度、湿度、烟雾浓度、甲醛及一氧化碳传感器为测量元件，以电机为执行机构，以数码管为显示，并应用RS-485通讯总线与上位机通讯，构成室内环境检测系统。系统通过各种传感电路检测室内温湿度、甲醛、烟雾及一氧化碳浓度等参数值，然后与预先设置的参数临界值进行比较，实时显示当前传感器所检测到的各个参数值，并与报警和执行机构相互配合，完成设计监控系统的需求。
2.1.1 室内环境参数的选取
本次设计的目标为室内环境监测，达到实时显示、报警以及监控的目的。
在日常的生活中，人们对温度和湿度的感受是最为直接的。温度的高低能够提醒人们加减衣物；湿度在南方湿度较大要除湿，在北方空气干燥需要加湿，湿度不仅影响人身体的不适，也对室内的装修和家具有很大的影响。所以，必须选取温湿度作为一个检测量。
气体也是生活中必须要注意的一个主要因素。
烟雾被提及最多就是火灾的现场。室内有人吸烟，烟雾过大也会出现报警和换气，可以帮助人们减少二手烟的危害。同样也可以及时让人们知道室内是否有火灾的隐患，预防火灾的发生。因此，烟雾是一个很重要的检测量。
在室内的装修材料，有些会释放一些对人有害的气体，比如甲醛。甲醛最直接的危害就是对人们的皮肤有很大的刺激作用，吸入少量会感觉刺鼻，吸入过量会引起头痛等症状。如长处于这种环境，会造成很多更大难以治愈的疾病。因此，甲醛也是一个需要检测的量。
生活中经常会有新闻上说有人煤气或液化气中毒，煤气的主要成分就是CO。患者可出现头痛、头晕、视物模糊、耳鸣、恶心、呕吐、心动过速、短暂昏厥等，严重的可能死亡。因此，一氧化碳也是一个需要检测的量。
所以，系统中的传感器检测采取了温湿度、烟雾、甲醛和一氧化碳。
2.1.2 系统总体的设计思路
a.从机方面：
（1）温湿度、烟雾浓度、甲醛及一氧化碳传感器测量数据和数据处理；
（2）三个模拟量的检测传感器用ADC0832芯片进行数据的数模转换；
（3）采用四位数码管显示传感器的检测数据；
（4）独立按键的设置（显示切换和参数值调节）；
（5）报警和电机执行来预警和改善环境质量；
（6） RS-485总线的设置和串口通信等。
b.上位机方面：
（1）基于Visual Basic 6.0监控界面设计和数据的显示。
（2）基于Visual Basic 6.0温湿度、烟雾浓度、甲醛及一氧化碳传感器数据显示控件以及串口配置控件的设计和调试。
2.1.3 系统方案的可行性
随着以单片机为核心的微芯片技术迅速发展，系统设计中用到的主控芯片STC89C52的发展已经比较成熟，温室度、烟雾浓度、甲醛及一氧化碳传感器、ADC0832转换芯片以及LED等市场中也有出售而且也已经使用广泛。通信方面RS485的通信和Visual Basic编写上位机也在实际应用中经常被用到。设计中需要的资料也较为齐全。通过分析STC89C52主控芯片，得出此芯片可以满足本次系统设计的需求。并且本设计中提及到的设计思路与市场上一些产品有相似之处。因此，系统方案具有可行性。
2.1.4 系统总体设计的指标
（1）可靠性；
在系统的设计中，系统设计的每一个环节必须将可靠性作为首要选择。设计中通过使用可靠性较高的元器件、通过合理布局和合理设计减少元器件之间的相互影响和干扰等措施来提高系统设计的可靠性。
（2）操作简单；
在系统的软件和硬件方面设计时，必须要充分考虑到使用者的简单操作。本设计中只要系统正常运行，数码管就能显示数据，而且可以用上位机观察到检测的数据，操作非常方便。
（3）维护方便；
在系统设计时，软硬件方面都根据各个模块做了详细的设计和布局，而且实时的显示，可以在发生故障时明确的知道具体哪个模块出了问题，为系统的维护
提供方便。
（4） 性价比高。
系统设计用的主控制器为单片机，单片机不但有它体积小、功耗少，而且有很高的性价比优势。虽然系统设计所用传感器较多，但都是经过仔细分析检测需要的参数数据。而且通过用性价比高的元器件、简化硬件电路设计、尽量用软件代替一些硬件的功能，从而达到高的性价比。
2.2 各个模块的设计
2.2.1 温湿度的检测
本设计中采用DHT11数字温湿度传感器。
市面上检测温度的传感器经常使用的是DS18B20，检测湿度的传感器经常用到HS1100。这两款传感器虽能完成需要参数的测量，但是需要的单片机端口较多，程序也较为复杂，经济型也不高。DHT11是一款经校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它自身具有很高的的可靠性和长久的稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC 测温元件，与一个高性能8位单片机相连接。因此，它的品质较为良好、响应较为迅速、抗干扰的能力较强。综合以上因素，它是一个性价比较高的温湿度传感器。完全可以满足设计的需求。
2.2.2 烟雾检测
设计中采纳MQ-2烟雾传感器。
MQ-2是以清洁空气中电导率较低的金属氧化物二氧化锡2()SnO 为主体的N 型半导体气敏元件。它比一般烟雾传感器的灵敏度要高、动作时间和恢复时间小、工作稳定、输出信号强和电导率变化明显的优点。因此，被常用作室内空气质量检测最佳产品。
MQ-2输出的是模拟信号，需通过A/D 转换，A/D 转换选用ADC0832，经过ADC0832采集后就可以得到各种烟雾浓度下的电压值，从而设定出理想的烟雾强度报警值。
当传感器检测到烟雾时，单片机通过ADC0832将传感器检测到的模拟量转换为数字信号，此数值在单片机内部与预设值比较，如果大于预设的范围，则调用蜂鸣器报警。
2.2.3 甲醛检测
选用MQ-138进行甲醛的采集。
MQ-138传感器是一种灵敏性高、稳定性好、性价比高的半导体传感器。适宜于醇类和醛类等有机溶剂的检测，适用于家庭室内环境及办公室中有害气体的检测。MQ-138的标准工作条件与MQ-2相同。MQ-138甲醛传感器检测的为模拟量仍需要ADC0832来进行A/D 转换。
2.2.4 一氧化碳检测
检测一氧化碳选用MQ-7一氧化碳传感器。
MQ-7是由微型23Al O 陶瓷管、2SnO 敏感层,测量电极和加热器形成的敏感元
件，它具备很高的灵敏度，同时具有长寿命和稳定性，适用于家庭房间、厨房等环境对一氧化碳的探测。与MQ-2不同的是，MQ-7为高低温循环检测形式低温检测，传感器的电导率随空气中一氧化碳气体浓度增多而增大，高温（5.0V 加热）清洗低温时吸附的杂散气体。MQ-7 的检测原理与MQ-2基本相似，唯一的差别是MQ-7标准条件要求采用高低电压循环供电，但是一般情况下，在普通应用电路中采用单电压加热，因此电路设计也与MQ-2电路基本一致。MQ-7一氧化碳传感器测量的值也为模拟量，要用A/D 转换芯片，转换为数字量，再用于实际中的显示。
2.2.5 A/D 转换
系统设计中A/D 转换用ADC0832芯片。ADC0832是一种8位分辨率的A/D 转换芯片；输入输出电平与TTL/CMOS 相兼容；输入电压由5V 的电源来供电，输入电压在0-5V 之间；频率为250KHZ 、转换时间为32us ；通常的功耗仅为15mW ；封装形式也多样化。由于其功能齐全，性价比高而受到大多数人和企业的欢迎，目前具有很高的普及率。
基于它以上的优点，本次设计中用到的A/D 模数转换采用此芯片。但是由于设计中有三个气体传感器测量的数据为模拟量需要模数转换，而一个ADC0832芯片只能够满足2路数据的转换。因此，实际的设计中采用了2片转换芯片。
2.2.6 按键设置模块
系统设计中使用了四个按键。各个按键的功能如下：
按键1主要是一个显示的切换按键；
按键2和按键3主要是对报警参数值的改变，达到报警参数值可调的效果； 按键4主要是手动报警按键，当发现室内环境有异常而检测装置没有检测到时，手动按键可以直接触发报警装置。
注：最小系统中也有一个按键，为复位按键，没有在按键设置模块的涉及范围。
2.2.7 显示模块
采用四位数码管显示，按键切换来显示数据。
数码管引脚图、共阴阳极内部图如下图2.1所示：
图2.1 数码管引脚以及共阴阳极
注：程序中采用共阳极
2.2.8 报警及电机驱动模块
系统中设计了一个输出模块，主要是报警和驱动电机，报警为人们提供了一个预警，让人们提前知道空气质量出现了问题，为人们排除隐患提供重要的依据。驱动电机充当一个换气扇的作用，为室内环境的首先通风，使环境对人的危害尽力减小，减缓空气质量变差的时间，为人们做出相应的处理提供更多的时间。
2.2.9 通讯模块
传感器采集数据通过单片机发送给上位机串口通讯的方式中，最常用的二种是RS-232串口和RS-485串口通信方式。本系统设计中采纳RS-485的通讯方式。RS-485工作原理：
RS-485采用平衡发送和差分接收，半双工的通信形式，因此具有抑制共模干扰的功能。首先，在通讯中，连接点始终处于接收状态，等待接收信号。当接收到接收信号后与之间所分配的地址码进行对比，如果相同就发送数据，如果不同就继续处于等待接受的状态。运用RS-485总线通信模式可以形成多点的网状系统，节约信号线。一般在工业现场，因其需要较长的通讯距离，大多采用RS-485通讯。
二者区别：
（1） RS-232是全双工，支持点对点通信。RS-485是半双工，支持点对多点通信。
（2） RS-485与RS-232仅是通信的物理协议（即接口标准）有区别，RS-485为差分传输形式，RS-232是单端传输形式，但通信程序不用有太大改动。
PC机上都装有RS-232，直接应用就可以。如果使用RS-485通信，需要在RS-232端口上多连接一个RS-232转RS-485的转换头，没必要再去修改程序。
本次系统设计选择RS-485串口通信的原因：本系统主要设计思路为多机通讯，需要点对多点的通讯，要满足这个要求就需要选用RS485通信模式。
上位机与单片机多机通信的采纳原则：
实际设计中由于多机通讯，需要消除各节点彼此之间的干扰，需要对下位机进行地址分配（用Max485芯片共可接32个节点），分配原则如下：从0x0101～0x0132。实际中用到的地址分配为：0x0101和0x0102。
系统工作中，下位机时刻处在采集数据的过程中，而且一直处在等待接收的状态。当上位机连接好串口后，会周期性的向下位机发送地址信息，下位机接收到地址信息后，会把接收到的地址信息与本身写入的地址信息进行比照。当与自身的地址相同时，下位机将经过串口发送采集到的数据；当与自身的地址不同时，下位机就继续处在等待接受的状态。从而，来完成多机通信而不受到多个下位机之间的数据干扰。
2.2.10 上位机模块
系统中上位机模块用Visual Basic 6.0来编写。
Visual Basic它因其自己的简单操作和功能齐全发展为广泛的编程语言。它功能强大，自身的数据库和各个控件的联合能处理实际中的很多问题，被程序员广泛使用。
Visual Basic 6.0的特征衡量：在Visual Basic 中，可通过属性(Property)、方法（Method）和事件（Event）来说明和衡量一个对象的特征。
Visual Basic 6.0控件：根据应用类型，Visual Basic控件可以分为如下3类：
（1）内置控件；
（2） ActiveX控件；
在工具箱中添加ActiveX控件的流程如下。
①用打开工程的方式，打开一个Visual Basic 6.0工程，在列表框中选择要添加的ActiveX控件。
②重新进入到Visual Basic编写的界面，此时添加的ActiveX控件会被添加到工具箱内。
（3）可插入对象。
Visual Basic 6.0语言弊端：Visual Basic 语言不能够与其它类型相互来编写、不能移植到其它同类型软件中使用、出现某些异常问题解决不到位等一些弊端，使其有了很多局限性。
3 系统软件设计
3.系统软件设计
3.1 系统软件总体方案的设计
3.1.1 系统总体原理框图
根据设计中需要用到的主控芯片、各个传感器、各个模块、以及显示、驱动电机和通讯等，画出系统具备总的总系统原理框图如图3.1所示：
图3.1 系统原理框图
3.1.2 RS-485与PC机之间的通信原理图
根据下位机与上位机的通信方式以及设计中需要的总线方式等设计了RS-485与PC机实现多机通信的原理图如下图图3.2所示：
RS-485与PC机实现多机通信原理图
图3.2 上位机与下位机通讯原理图
注：实际中多机通讯的下位机节点数可以为32个，但在系统设计中用2个节点来设计。
3.2 系统主程序软件流程图
根据系统设计的要求，系统主程序的软件流程图如下图图3.3所示：
图3.3系统主程序软件流程图
3.3 温湿度检测模块软件设计
3.3.1 DTH11的电源引脚
DTH11的供电电压为3-5.5V。首先，给传感器上电，不用发送指令等待一段时间来越过不稳定的状态。电源引脚VDD和GND之间添加一个去耦滤波电容。
3.3.2 DTH11的数据格式
DATA应用于处理器与DTH11互相的通信，单总线数据格式，通讯时间单次为4ms附近，数据由小数和整数两部分构成。小数部分一般用于扩展，所以读出为零。
数据格式：8位湿度整数数据+8位温度整数数据+8位校验和。
数据输送无误时校验和数据等于“8位湿度整数数据+8位温度整数数据”得出结果的末8位。
因为在系统的设计中传感器的整数部分就已经能够满足完美的需求，所以实际的设计中只用到了DTH11的整数数据。
3.3.3 DTH11的时序
首先，需要发送一个信号用作起始信号，DHT11就会从低速模式转到高速模式，待开始信号完成后，DHT11发送回答信号，发送40bit数据并触发一次数据采集，单片机能够选择读全部或者部分数据两种方式。在没收到单片机的起始信号，DHT11不能自己进行温湿度采集。数据采集完结后，DHT11将转入低速模式，等侯下一次的起始信号，以此完成上面的流程。
总线空闲时为高电平，单片机把总线拉低等候DHT11回答，间隔应该大于18ms，从而确保DHT11可以接受到单片机的起始信号。DHT11答应信号为低电平约80μs左右。单片机起始始信号发完候等候20-40μs左右时间，接着接读取DHT11的响应信号。总线为低电平，表明DHT11在发送回答信号，DHT11回答完后，接着总线拉高80μs，预备发送数据，每位数据均因50μs的低电平间隙起始，高电平持续时间代表数据位的0或1。待最后一位数据发送结束，DHT11拉低总线50μs，最后总线经上拉电阻拉高进到等待状态。
单片机跟DHT11互相通讯示意图如下图3.4所示：
ZLT-MONITOR 机房设备及环境集中监控系统方案
目录 第1章前言 (3) 1.1概述 (3) 1.2工程概况 (4) 1.3设计依据 (5) 1.4设计原则 (5) 第2章ZLT-MONITOR机房设备及环境集中监控系统介绍 (5) 2.1概述 (5) 2.2监控系统主框图 (6) 2.3监控对象及内容 (7) 2.3.1配电系统 (7) 2.3.2环境系统 (7) 2.3.3消防系统 (8) 2.3.4保安系统 (8) 2.3.5网络监控系统 (8) 2.4ZLT-MONITOR机房设备及环境集中监控系统优越性 (8) 2.4.1技术先进性： (8) 2.4.2WEB浏览功能 (10) 2.4.3使用方便简单 (10) 2.4.4监控系统项目实施的管理先进性 (10) 2.4.5售后服务有优势 (10) 第3章XXX机房设备及环境集中监控系统方案 (11) 3.1系统硬件结构图 (11) 3.2系统设计概述 (12) 3.2.1供配电系统 (13) 3.2.2温湿度监控系统 (14) 机柜温湿度监控 (14) 机房温湿度监控 (15) 3.2.3门禁系统 (16) 3.2.4消防系统 (17) 3.2.5防盗报警及图像联动监控系统 (18) 3.3系统软件部分功能介绍 (19) 软件平台: (19) 软件特点: (21) 软件功能: (24) 技术参数: (31) 3.4主要硬件说明 (32) 3.4.1温湿度传感器 (32) 3.4.2微控器 (34) 3.4.3电量检测设备 (38) 3.4.4门禁系统 (40)
第4章工程报价 (43) 第5章工程进度安排 (43) 第6章培训及售后服务 (44) 6.1培训内容： (44) 6.2售后服务 (44)
基于物联网的室内环境甲醛监控 系统设计与实现
目录 第一章绪论 0 1.1 选题背景 0 1.2小结 0 第二章作品方案设计 (1) 2.1 作品方案 (1) 2.1.1 作品概述 (1) 2.1.2 上位机软件设计及WEB服务器设计 (2) 2.1.3 网关设计 (3) 2.1.4 ZigBee无线传感器网络的设计 (4) 2.2 预期目标 (5) 2.3 小结 (5) 第三章上位机与WEB服务器设计 (6) 3.1上位机软件设计 (6) 3.1.1功能模块 (7) 3.2 小结 (12) 第四章网关数据收发软件设计 (12) 4.1硬件系统 (13) 4.1.1 SIM900A 开发板 (13) 4.1.2 协调器 (14) 4.2 软件系统 (15) 4.2.1 GPRS模块程序设计 (15)
4.2.3 ZigBee协调器程序设计 (17) 4.3小结 (18) 第五章底层ZigBee节点软硬件设计 (19) 5.1硬件系统 (19) 5.1.1 ZigBee节点底板电路设计 (19) 5.1.2 甲醛检测传感器MS1100-P111 (20) 5.2软件设计 (21) 5.3小结 (22) 第六章测试和结果分析 (23) 6.1测试目的与方案 (23) 6.2 上位机软件测试 (24) 6.3 网关测试 (25) 6.4 底层ZigBee网络测试 (26) 参考文献 (27) 附件 (28)
第一章绪论 1.1 选题背景 甲醛具有比较高的毒性并且被我国列入在有毒化学品优先控制名单上。甲醛己经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。它是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物质之一。甲醛问题己成为全球公共卫生关注的焦点。 近年来，家庭装修成为人们时尚的追求，但在美化了居室环境的同时，也因很多装饰材料中含有毒物质，造成室内空气污染，特别是室内甲醛污染更为严重，对人体的健康造成了极大的危害。 因此加强对甲醛污染的监测和控制，对于保护人类日常生活的健康具有要的理论意义和实践意义。除采用常规方法将其去除外，对存在甲醛的环境及时通风是关键。本项目针对甲醛检测、开风扇或其他排气装置进行通风、报警展开设计，稀释甲醛浓度，使其达到允许浓度，同时报警，提醒人们注意健康。当然，本系统不仅仅只是适用于家庭室内，也适用于生产装演材料、家具厂等场合。 1.2小结 结合以上所述，研究一套低成本，高效率的甲醛监控系统，对于解决家庭室内环境甲醛浓度监测难、不好控制、保障人们日常生活安全具有重要意义，同时也具有很大的市场前景和现实意义。
126环境与设备监控系统（BAS BASS控制中心、车站两级管理，实现控制中心、车站、就地三级控制。中央级和车站级监控功能由综合监控系统实现。BAS乍为综合监控系统中的一个子 系统，通过各级的有机配合，最终实现BAS勺整体功能。 BA隘控对象主要以通风系统设备为重点，监控对象主要包括：通风系统；给排水系统；照明系统；乘客导向系统；自动扶梯与电梯等。 14.6 BAS系统质量控制要点 14.6.1质量控制的重点、内容和方法 14.6.2环控主机安装 1?设备安装前应进行检验，要符合下列要求： ⑴设备外形完好无损，内外表面漆层完好。 ⑵设备外形尺寸、设备内主板及接线端口的型号、规格符合设计要求，备品备件齐全。 ⑶按图纸连接主机、不间断电源、打印机、网络控制器等设备。 ⑷设备底座位与设备相符，其上表面应保持水平。 2?中央控制及网络控制器等设备的安装要符合下列规定： ⑴控制室、网络控制器应按设计要求进行排列，根据柜的固定孔在基础槽钢上钻孔，安装时从一端开始逐台就位，用螺栓固定，用小线找平找直后再将各螺栓紧固。 ⑵对引入的电缆或导线进行校线，按图纸要求编号。 ⑶标志编号与图纸一致，字迹清晰，不易褪色；配线应整齐，避免交叉，固 定牢固。
⑷交流供电设备的外壳及基础应可靠接地。 ⑸中央控制室一般应根据设计要求设置接地装置。当采用联合接地时，接地 电阻不应大于1欧姆。 14.6.3现场控制器DDC勺安装 ⑴DDC可安装在被控设备机房中(如冷冻站、水泵房、空调机房等) 。可在 设备附近墙上用膨胀螺栓安装。 ⑵DDC与被监控设备就近安装。 (3)DDC距地1500mn安装。 ⑷DDC安装应远离强电磁干扰。 ⑸DDC勺数字输出宜采用继电器隔离，不允许用DDC数字输出的无源触点直接控制强回电路。 ⑹DDC的输入、输出接线应有易于辨别的标记。 ⑺DDC安装应有良好接地。 ⑻DDC电源容量应满足传感器、驱动器的用电需要。 14.6.4监控系统的设备安装 1 ?温度传感器安装 ⑴室内/室外温度传感器的安装。 ①室内温度传感器不应安装在阳光直射的地方，应远离室内冷源，如暖气片、空调机出风口。远离窗、门直接通风的位置。如无法避开则与之距离不应小于 2m。 ②室内温度传感器安装要求美观，多个传感器安装距的高度应一致，高度差不应大于1mm同一区域内高度差不应大于5mm ③室外温度传感器应有遮阳罩，避免阳光直射，应有防风雨防护罩，远离风口、过道。避免过高的风速对室外温度检测的影响。 ⑵水管温度传感器的安装。 ①水管型温度传感器不宜在焊缝及其边缘上开孔和焊接安装。水管温度传感器的开孔与焊接应在工艺管道安装时同时进行。必须在工艺管道的防腐和试压前进行。 ②水管型温度传感器的感温段宜大于管道口径的二分之一，应安装在管道的 顶部。安装在便于调试、维修的地方。
XX市电信局环境集中监控系统 方 案 （一）总体概述 本系统通过“97网”构成监控网络，利用视频、数据、控制连接实现集中监控、集中管理。在需要的情况下，可实现与110报警台联网。可以和动力集中监控系统、交换网管系统、传输监控系统、OMC系统及九七网络系统组成XX 本地网网管集中维护系统。 网络总体结构如附页1 （二）系统主要功能 1．系统控制机功能简介： 本系统的监控控制机采用南方通信器材有限公司研制的“天目”网络多媒体视频监控系统，具有以下特点： ☉系统为分布式计算机结构，有网络系统的一切优点 ☉NT、Windows 95环境下调试通过，可以利用Windows提供的各种系统工具☉采用小矩阵级联的方式，以部分连通矩阵满足应用需求，减少了设备的浪费，提高了系统投资效率。 ☉互为主、分控方式 ☉多画面（16）显示、多文档方式
☉多级用户权限设置： ☉有特点的视频源名称命名方式 ☉具有层次关系的监视布防图调用。 ☉丰富灵活的报警联动 ☉动/静态图象效果设置 ☉操作方便直观 ☉报警参数设置方式灵活 2．系统网络互控结构： 本系统按TCP/IP协议组网，通过“97网”构成监控网络。监控单元主控机作为网络的主控节点，完成系统视频和报警的功能。分控机作为分控节点，通过所连主控机完成操作。任意两台主控机可以设置成互为分控模式，从而实现网络互控。从网络角度而言，每个监控单元主控机的级别都是相同的。 3．数字硬盘录像系统： 本系统采用新型的数字硬盘录像系统，代替传统的长延时录像机。数字硬盘录像系统通过数字压缩处理技术，可以对16路视频图象进行处理，并存储在计算机硬盘上。16路视频的存储速率为4帧/秒/路（65帧/秒均匀分布于16路视频输入），标准配置（20Gb硬盘）可以存储1个月图象。图象的检索可以自动进行，只需用鼠标在屏幕上输入起止时间。可以通过WAN远程调出已存储的录像数据异地回放。 （三）系统的构成 1．监控总控中心的构成： 1）视频的显示： 总控中心对系统所有SU的视频进行监视。监视的方式采用电视墙集中监视方式：监控中心建立电视墙监视器，每一个监视器通过一个远程分控机对应一组SU主控机，远程分控机作为远程视频传输模块，从对应的SU 主控机接收远程视频，将其显示在监视器上，并完成对该SU主控机的视频控制。
2016届毕业生毕业设计说明书 (原创保证能用) 题目: 基于单片机的室环境智能监测系统设计 院系名称：专业班级： 学生：学号： 指导教师：教师职称：
2016 年05月25日
摘要 随着社会的发展，科学技术的提升，生产生活的不断优化，人们的生活水平也在随之不断提高，因此人们也开始越来越重视室环境发舒适程度。住宅不仅是家庭团聚和生活的场所，而且还是人们生活的重要物质保障，但随着装修材料的肆意使用和生活用品的日益广泛，居住环境的隐患大幅度提高，室环境污染已成为严重影响现代人类健康的杀手之一，严重影响着人们的生产生活。因此尤为重要的便是室环境的监测，不仅要灵敏的检测出各种有害气体的浓度大小，也要具有报警功能，可以时刻提醒危险。当下市面上也有很多监测室环境的装置仪器，但其大部分价格偏高而且功能相对单一局限，因此非常需要能够综合监测室温湿度和有害气体的智能系统。 本设计主要运用了如下几方面的功能： 1．将单片机和温湿度、气体传感器相连接，实现实时采集和读取室温湿度值以及监测气体浓度，达到预期效果。 2．利用LCD完成了显示电路的设计。 3．利用蜂鸣器报警功能，当气体浓度值和温湿度值超过设定的标准值时，实现自动报警功能。 4．当温湿度超限时，LCD显示器可以立即提示并结合发光二极管报警，当气体浓度超限时采用发光二极管报警。
关键词：单片机；声光报警；LCD显示电路；室环境监测 Title The design of indoor environmental intelligent monitoring system based on the Single Chip Microcomputer Abstract With the development of society, the improvement of science and technology, the continuous optimization of production and life, people's living standards have been improved, so people have begun to pay more attention to the indoor environment. Residence is not only the place of family party and life, but also an important material guarantee of people's lives. But with the wanton use of decoration materials and daily necessities, the hidden danger of the living environment is greatly improved. Indoor environment pollution has become one of the serious killer on the modern
婴儿房间室内环境智能监控系统 作品材料 室内环境是人的一生中接触时间最长、关系最为密切的环境。室内环境的质量关系到每一个人的生活质量及健康。尤其是婴儿房间环境尤为重要，良好的婴儿房间环境为婴幼儿的健康成长提供保障；目前大多数家庭还是主要依托家人看守着孩子时观察房间环境变化，做及时相应的处置措施，这就形成了父母正常工作、休息等的不便。为此本文以微处理器为中心，分离外围电路检测婴儿房间实时环境状态，并且按照设定的状态做响应的控制处理。 本次设计的是一个婴儿房间室内环境智能监控系统，该系统可以让人们能够在室内生活更舒适，更放心。设计主要由硬件和软件两部分组成。硬件部分采用高性能51系列单片机STC15F2K60S2，外加键盘电路，液晶显示电路，环境中的温度、湿度、光照、有害气体检测电路，数据A/D转换电路以及系统的控制输出电路。通过系统的程序，软件部分主要完成以下几种功能：系统实时检测房间进入人数，并统计保存、实时键盘扫描子程序，检测通过键盘设定和修改系统状态初始值；系统定时采集房间环境中的温度、湿度、光照、有害气体含量的数据，实时显示在液晶屏上，通过软件中的数据比较程序，将采集回来的数据与设定数据相比较并能判断出数据是否正常，从而系统会采取相应的措施和报警；通过显示子程序，系统可以将数据、时间以及报警等信息显示出来。该系统的设计具有控制装置简单，成本低，易于实现等特点。 1.系统总体设计思路：
2.软件主流程图： 3.电路模块： 1、电源电路模块：LM2596系列是德州仪器（TI ）生产的3A 电流输出降压开关型集成稳压芯片，它内含固定频率振荡器（150KHZ ）和基准稳压器（1.23v ）， 器件便可构成高效稳压电路。提供的有：3.3V 、5V 、12V 及可调（-ADJ ）等多个
视频监控系统设计规范 一、设计原则 目前工程中基本都设计图像监控系统，比较能直观的反应现场设备运行状况，同时兼顾重要场合的安全防备，根据现场用户需求及使用情况，结合以往工程施工经验，视频监控系统设计的原则以保证图像的清晰性、流畅性、功能实用性为主，同时兼顾价格因素。 二、系统总体功能设计 室内环境包括：中控室、泵房、配电室 2、室外环境主要包括：水厂、泵站、水源地的厂区监控。 河道、闸门、水库的环境监控。 三、现场使用条件需求分析 1、中控室：光照强度较高，监控面积小（约20-50平方米），要求安装布 线规范美观，24小时不间断监控。 2、配电室：光照强度较低，监控面积小（约20-30平方米），既要监控整 体又要看到局部，24小时不间断监控。 3、泵房：光线较暗，监控面积小（约50-80平方米），既要监控整体又要 看到局部，24小时不间断监控。 4、水厂、泵站的厂区：因室外环境，光照较强，监控距离100-150米，24小时不间断监控，对重点部位有特殊监控要求（人员入侵时报警提醒，同时进行图像跟踪）。 5、水源地环境监控：因室外环境，光照较强，监控距离50-100米，24小时不间断监控，有特殊监控要求（人员入侵时报警提醒，同时进行图像跟踪），
同时需音频采集及高音喊话功能。 6、河道、闸门环境监控：因室外环境，光照较强，监控距离200-300米，24小时不间断监控，既要监控整体又要看到局部，夜视功能要求较高，清晰度要求较高，要求透雾功能。 7、水库环境监控：因室外环境，光照较强，监控距离300-1000米，24小时不间断监控，既要监控整体又要看到局部，夜视功能要求较高，清晰度要求较高，同时需音频采集及高音喊话功能，要求透雾功能。 四、主要设备说明 主要指标如下： 4.1.1机芯： 常用CCD和CMOS两种类型的感光芯片。 CMOS产品低能耗、高像素、低成本、噪点控制好、宽动态性能优越。 CCD产品高能耗、低像素、高成本、噪点控制一般、宽动态性能差。4.1.2镜头、光圈、焦距、尺寸 4.1.2.1.镜头 广角镜头：视角在90度以上，一般用于电梯轿厢内、大厅等小视距大视角场所；2.8mm，2.5mm 标准镜头：视角在30度左右，一般用于走道和小区周界等场所，1/2”CCD 摄像机，标准镜头焦距定为12mm；1/3”CCD摄像机，标准镜头焦距定为 8mm；1/4”CCD摄像机，标准镜头焦距定为6mm； 视角在60度以上用于5*5米左右场所3.6mm4mm 视角在50度以上用于8-10米左右场所6mm
毕业设计（论文）任务书 城南学院自动化（工业自动化）专业班题目室内环境参数监测系统设计 任务起止日期： 2013年 3 月 17 日～ 2013年 6 月 20 日 学生姓名奎文俊学号 201097250207 指导教师王玉凤 教研室主任年月日审查 院长年月日批准
一、毕业设计（论文）任务
注：1. 此任务书由指导教师填写。如不够填写，可另加页。 2. 此任务书最迟必须在毕业设计（论文）开始前一周下达给学生。 3. 此任务书可从教务处网页表格下载区下载
二、毕业设计（论文）工作进度计划表 注：1. 此表由指导教师填写； 2. 此表每个学生人手一份，作为毕业设计（论文）检查工作进度之依据； 3. 进度安排请用“一”在相应位置画出。
三、学生完成毕业设计（论文）阶段任务情况检查表 注：1. 此表应由指导教师认真填写。阶段分布由各学院自行决定。 2. “组织纪律”一档应按《长沙理工大学学生学籍管理实施办法》精神，根据学生具体执行情况，如实填写。 3. “完成任务情况”一档应按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写。包括优点，存在的问题与建议 4. 对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出忠告并督促其完成。
四、学生毕业设计（论文）装袋要求： 1. 毕业设计（论文）按以下排列顺序印刷与装订成一本（撰写规范见教务处网页）。 (1) 封面 (2) 扉页 (3) 毕业设计（论文）任务书 (4) 中文摘要 (5) 英文摘要 (6) 目录 (7) 正文 (8) 参考文献 (9) 致谢 (10) 附录（公式的推演、图表、程序等）(11) 附件1：开题报告（文献综述） (12) 附件2：译文及原文影印件 2. 需单独装订的图纸（设计类）按顺序装订成一本。 3. 修改稿（经、管、文法类专业）按顺序装订成一本。 4.《毕业设计(论文)成绩评定册》一份。 5．论文电子文档[由各学院收集保存]。 学生送交全部文件日期 学生（签名） 指导教师验收（签名）
基于单片机的室内环境监测系统设计 发表时间：2018-08-10T16:04:40.997Z 来源：《科技中国》2018年6期作者：张策闫永纯于水闫兵张秀君[导读] 摘要：随着科学技术与信息技术的飞速发展与不断完善，超远程的实时监控越来越受到关注，尤其在工业生产以及国防建设中起着至关重要的作用。文章介绍了利用单机片、GSM网来实现对室内环境的远程监控，进一步提升人们的生活质量。 摘要：随着科学技术与信息技术的飞速发展与不断完善，超远程的实时监控越来越受到关注，尤其在工业生产以及国防建设中起着至关重要的作用。文章介绍了利用单机片、GSM网来实现对室内环境的远程监控，进一步提升人们的生活质量。 关键词：单片机室内环境监测系统设计引言：随着人们生活水平的不断提高，人们对生活质量的要求也越来越高，在使用煤取暖的过程中经常发生煤气中毒事件，给国家以及人们造成巨大的损失。因此需要进一步完善监控系统，通过GSM网络为远距离传输数据提供必要的媒介，最大程度地保证人们的生命财产安全。 一、系统工程过程与总体结构 现阶段，我们已经进入到信息化时代，在科学科学技术与信息技术迅猛发展的时代背景下，超远程的实时监控系统悄无声息的出现在人们的视野中，以其较大优势与新颖性为当前家庭起居、生活以及出门带来极大的方便与全新的理念，极大了方便了人们日常生活、工作与学习，进一步优化了生活品质。目前，我国已经建立了相对完善的GSM网络，其主要的业务就是进行语音通信，该网络以其独立的优势被广泛应用。通过GSM网络建立一个环境监测网络，每个家庭都需要一个发射机与一个传感器，并将监测到信息及时反馈到监控中心。系统是以住宅为平台，通过计算机网络技术与无线传感器网络技术等，将家电、娱乐设施以及安防系统等各个方面进行远程控制，从而形成现代智能化环境，既可以消除安全隐患，又有利于环境的改善【1】。 本系统的工作过程就是监测到现场的空气污染情况，并根据环境污染程度将这个情况传输到环境监控中心，通过计算机作出相应的分析与评估，并采取针对性措施进行有效防范。这样就建立了一个以监控室为中心和以若干个基本监测点的监测系统。从本质上将，就是将采集到的数据信息，利用现有的GSM网络，将数据信息以短消息的方式发送出去，接受模块将接收到的信息传输到PC机上，从而完成一系列的监控过程。现阶段，由于受到人们理念、生活方式以及经济发展水平等多方面的限制，本系统还无法在全国家庭中应用。从某种意义上将，GSM网络他代表着一种引领未来的趋势，以全新的理念与生活方式冲击着传统生活方式。其具备的所有功能主要是依赖于智能家居控制系统中的家庭网络控制器，将居住地与外部环境相连接，人们不需要出门就可以知外面的世界，突破了地域与实时间的限制【2】。 二、数据采集部分 GSM网络的段消息业务应用十分广泛，利用GSM手机短信模块，将现场采集到的新信息发送到监控室。本系统总共划分为数据采集模块、单机片控制模块与发射、接受以及监控模块。该部分有传感器、模数转换、单片机系统构成的，其中无线传感器主要依赖与无线传感器网络技术，无线传感器网络技术一门综合性比较强的学科，也就是说在具体应用中，无线传感器网络技术会涉及到多方面专业知识与专业技能，对技术人员与操作人员的专业能力与综合素养具有极高要求。无线传感器网络利用互联网技术，设置多个无线传感器网络实现应用功能的底层核心，无线传感器网络设计在系统集成之前需要经过准确验证，也就是说网络系统在投入使用前需要经过严格的认证与试验，以保证无线传感器网络设计符合相关功能要求与性能要求。从本质上讲传感器的主要作用就是感知CO的存在，根据CO浓度的不同输出不同的信号。此外，验证方法包括形式化验证与协调模拟，无线传感器网络设计过程包括很多环节，通过无线方式来准确采集环境中所需要的参数，接受监控中心发出的命令，从而将这些数据信息传输到处理器，这就是模数转换器的作用，将传感器输送来的模拟信号转换成数字信号，再转换成相应信号发送到单片机进行处理【3】。 三、传输部分 传输部分主要是将已经采集到的数据信息通过无线发射模块发送出去，这个过程需要解决单片机与发射模块之间的电平转换问题，还包括二者的通信问题。 单片机与发射模块之间的电平转换是GSM网络设计的关键环节，在一定程度上直接影响着远程控制模块的安全性与稳定性。不像传统设计，一旦任何系统模块出现问题都不会导致整个设计重新进行，节省了设计成本，提高设计的准确度与科学性。在远程控制设计过程中，在目标系统投入生产之前，对整个系统设计进行模拟分析，以此保证单片机与发射模块之间的电平转换设计的准确性，一旦发现任何错误可以及时修正。实现与监测系统无线联络的对接，比如升温、降温、制冷以及开机等功能。此外，对整个远程监测控制系统设计过程进行实时跟踪与监督，对串口的控制要通过对串行口控制寄存器SCON与功率控制寄存器PCON设置来实现，及时发现潜在错误，并采取相应的防范措施，从而保证远程控制系统整体运行的稳定性与安全性。 四、计算机监控 WA VEOM是我们所采用的发射装置，它内部有个GSM MODEM部件，这个发射模块可以准确地发送和接受所有短信息，主要应用在远程监控领域中。在本系统中主要是利用GSM网络资源，结合单片机控制与PC机控制，实现对室内环境的远程监控。以GSM网络为基础，可以进行全方位与多层次的信息交互操作，进而保持家庭外部信息交流通常，即使不出家门也知道外面发生的事件，并通过获取外部信息来满足自己的多样化需求。我们采用合理的编写程序来与监控界面有效衔接，主要作用就是将接受模块接受到的数据信息通过COM1或者COM2端口接入到计算机中，然后，通过相关程度的运算，将数据信息转换成我们在PC屏幕上所显示出来的画面。这里所说的接受模块数据输出接口与计算机的COM1或者COM2端口都必须要符合云通信的相应协议，也就是说在很大程度上它们不需要接口转换电路就可以实现物力连接【5】。 最后，本系统只需要整个系统输入发生变化的元件，根据元件信息进行精准计算、模拟，可以最大程度地保证结果的准确性与真实性，不像传统的设计程序，需要经过复杂的计算流程。TPS-333感稳传感器可以检测出燃烧程度以及放热造成周围环境的变化，通过简单、快捷的计算与模拟方式，大大提高系统运行效率，节省大量人力与物力，在处理速度上具有绝对优势。而且通过改造的事件，本系统可以对模块之外的信息进行适当的接收与处理，扩展处理范围与对象。这个系统会接受新的事件，并根据事件发生的先后顺序将其插入到相应的位置中。事件队列会不断的被替换、更新以及删除，整个过程是的不断发展变化的，是一个动态模拟过程。同时，门上可以安装门磁传感器，用户不在家外出时，一旦门的开关发生异常现象或者其他变化时，远程控制系统就会发出相应信号，最大程度的保护用户的生命财产安全。
数据中心机房动力设备及环境集中监控系统解决方案
第一章项目概述 一、工程概述 本次数据中心机房改造项目主要建设内容有：机房装修、机房供配电系统（包括机房内的主设备用电、辅助设备用电）、机房UPS电源及蓄电池系统、机房综合布线及机柜系统、机房监控系统（视频监控、场地环境监控系统和机房消防报警及灭火系统等几部分）。 二、设计依据 本设计依据： 1、以下规范和标准。 GB /T2887-2000《计算站场地技术要求》 GB 9361-88《计算站场地安全要求》 GB 50174-93《电子计算机机房设计规范》 GB6650-86《计算机机房活动地板技术条件》 ST/T30003-93《电子计算机机房工程施工及验收规范》 GB 1838-93《室内装饰工程质量规定》 ITU.TS.K20：1990《电信交换设备耐过电压和过电流能力》 ITU.TS.K21：1998《用户终端耐过电压和过电流能力》 GB 50150-91《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 GB 50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》 JGJ 73-91《建筑装饰工程施工及验收规范》 GB 50243-97《通风与空调工程施工及验收规范》
GB 50054-95《低压配电设计规范》 三、设计原则 根据数据中心的现状，此次所做的设计必须满足当前单位的各项业务应用需求，尤其是作为行业专业应用，同时又面向未来快速增长的发展需求，因此应是高质量的、灵活的、开放的。设计时考虑避免下列外界因素：电磁场、易燃物、易燃性气体、磁场、爆炸物品、电力杂波、潮气、灰尘等影响。 ?实用性和先进性 采用先进成熟的技术和设备，尽可能采用先进的技术、设备和材料，以适应高速的数据与需要，使整个系统在一段时期内保证技术的先进性，并具有良好的发展潜力，以适应未来业务的发展和技术升级的需要。 ?安全可靠性 为保证各项业务应用，网络必须具有高可靠性，决不能出现单点故障。要对机房布局、结构设计、设备选型、日常维护等各个方面进行高可靠性的设计和建设。在关键设备采用硬件备份、冗余等可靠性技术的基础上，采用相关的软件技术提供较强的管理机制控制手段和事故监控与安全保密等技术措施提高电脑机房的安全可靠性。 ?灵活性与可扩展性 数据中心机房必须具有良好的灵活性与可扩展性，能够根据机房业务不断深入发展的需要，扩大设备容量和提高用户数量和质量的功能。应具备支持多种网络传输，多种物理接口的能力，提供技术升级设备更新的灵活性。 ?标准化 数据中心机房系统整体设计，要基于国际标准和国家颁布的有关标准，包括各种建筑、机房设计标准，电力电气保障标准以及计算机局域网、广域网标准，坚持统一
基于单片机的室内空气质量检测的设计开题报告 1研究课题的目的和意义，以及国内外现状 经济持续快速的发展，人们生活水平不断改善，但空气质量却急剧下降。人们对各种室内环境的要求也越来越高0。传统的室内环境监测设施实时性差、精度低、体积大、功能不齐全等，难以适应人们的要求。基于以上背景，本文设计了基于单片机的室内环境监控系统，它能实时自动地采集室内的所需数据，并分析数据传输到我们需要的界面。减轻室外空气污染最早为14世纪，以英国伦敦的烟雾法 为代表。随着社会的进步，经济不断发展，我们对环境也造成了很大的危害。最近随着空气质量的不断恶化，人们最多提及的就是保护环境，为我们创造一片蓝天。生活环境的PM2.5值的上升，让近几年涌现出一大批的空气净化系统，可见空气质量现在对人们的重要性。随着不断的研究，人们对空气质量污染的成因和影响因素有了深刻的认识，解决空气污染的措施也不断完善。人们对不同环境下，不同污染物在室内和室外的相互关系有了一定的认识，也有了检测系统。国外对环境改善处理技术研究较早，正向自动化方向发展。我国对于环境监控技术的起步较晚，目前仍有局限性。国内市场室内环境的监测仪器主要是有害气体检测，功能单一且价格较贵，所以非常必要设计一种多功能且经济的室内环境监测系统。 2系统设计方案 2.1.主要设计内容 本系统是实现一个具备温湿度、烟雾、甲醛、一氧化碳为一体的多功能监测系统，要求其精度合适，适用于家庭、综合办公楼等室内环境监测，与硬件设计部分配合完成室内环境监测系统的总体方案设计。完成系统软件设计部分包括：各个模块软件设计、系统总体软件设计，以及对应的软件代码调试。各个模块包括：传感器数据采集与处理模块、报警、显示、输出驱动模块、与上位机监控中心的RS-485 通讯模块及上位机的人机交互模块等。主要完成的内容如下:
智能家居环境监测系统设计与实现 智能家居是指在智能化、自动化、信息化的基础上利用传感器网络等进行数据传输，实现家居电器的智能控制，随着4G网络的快速发展，智能家居的及时出现为人们享受生活提供了一个更好的选择。 一、智能家居环境监测系统总体设计 基于ZigBee无线通信技术构建的室内环境监测系统主要实现室内温度、氧气、一氧化碳、二氧化硫、湿度、甲烷和二氧化碳含量等家居环境的检测，其次是监测生活用水、用电和用气的安全性和用量，三是监测室内各种生活家电的状态等。系统设计中，基于ZigBee的传感器节点将室内环境信息发送到无线传感器网络的汇聚节点，通过ARM微处理器实现嵌入式编程，然手通过ARM微处理器和ZigBee汇聚节点实现有效的网络串行通信。通过该系统，采集室内环境信息、输入操作命令、输出操作结果、集中控制室内环境、远程控制家用电器、联动控制室内安防系统等功能。 二、智能家居环境监测系统详细设计 2.1室内环境信息采集功能 通过部署在室内的传感器节点，实现无线传感器网络的室内环境信息采集，以便能够将室内温度、湿度、氧气、二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、甲烷及生活用水和生活电气等相关信息传递到系统中。信息采集和感知是室内环境系统最基本的功能，需要将传感器节点进行良好的部署和优化，以便在最小能量耗费下实现节点的全方位覆盖。 2.2 室内环境信息传输功能 传感器节点采集相关的网络信息后，通过4G网络传输到ZigBee汇聚节点，汇聚节点将多个传感器节点信息传输到室内监测系统的服务器，以便服务器进行处理。信息传输过程中，为了实现高效数据传输和分发，需要将数据进行压缩和存储，实现传感器网络的聚簇作用，同时为了降低传感器网络的通信开销、平衡节点间负载，需要对传感器网络节点和传输节点进行设计。 2.3 室内环境信息处理功能 数据传输到服务器后，环境监测装置负责处理采集到的数据信息，发现相关的信息超过用户设置的预警值，则传感器检测装置通过4G通信网络以短信或数据通信的方式通知用户，同时将收集的信息存储到服务器数据库中。逻辑业务处理将数据统计分析和预测结果发送到相关界面，以便用户查看和分析。 三、Zigbee无线传感网络系统硬件设计
综合维护员通信电力专业培训教材 九、动力环境集中监控系统
前言 第一章监控系统建设的目标 第二章动力环境设备的基本知识第三章监控系统网络与硬件 第四章监控系统软件功能 第五章相关网络简介
前言 监控系统是采用数据采集技术、计算机技术和网络技术,以有效提高通信电源、机房空调维护质量的先进手段。本课程仅讲授系统的基本原理，要求学员了解动力设备、空调设备，会计算机应用操作。通过本课程学习，要求基本了解监控系统的工作原理，知道监控内容与现场设备的映射关系，为系统操作和使用打下基础。
第一章监控系统建设的目标 对通信电源、机房空调实施集中监控管理是对分布的各个独立的电源系统和系统内的各个设备进行遥测、遥信、遥调、遥控，实时监视系统和设备的运行状态，记录和处理相关数据，及时侦测故障，通知人员处理，从而实现通信局（站）的少人或无人值守，以及电源、空调的集中监控维护管理，提高供电系统的可靠性和通信设备的安全性。 第二章动力环境设备的基本知识 第一节动力环境设备的分类 根据监控需要，将动力环境设备分为三类： 电源设备：高压配电设备、低压配电设备、柴油发电机组、UPS、逆变器、整流配电设备、DC-DC变换器、蓄电池组等； 空调设备：局部空调设备、集中空调设备； 环境：烟雾/火警、门禁、水浸、温度、湿度、雷击等； （3）监控内容 高压配电设备 （3）进线柜 遥测：三相电压、三相电流、有功电度、无功电度 遥信：开关状态，过流跳闸告警，速断跳闸告警，接地跳闸告警 （2）出线柜 遥信：开关状态，过流跳闸告警，速断跳闸告警，接地跳闸告警，失压跳闸告警 （3）母联柜 遥信：开关状态，过流跳闸告警，速断跳闸告警 （4）直流操作电源柜 遥测：贮能电压，控制电压 遥信：开关状态，贮能电压高／低，控制电压高／低，操作柜充电机故障告警
目录 概述 (1) 1本课题的主要研究内容、方法及总体设计 (3) 1.1 课题设计的内容 (3) 1.2课题设计的方法 (3) 1.3总体方案设计 (3) 1.3.1系统框图 (3) 1.3.2功能设定 (3) 2 空气质量检测仪的硬件设计 (5) 2.1 空气质量检测仪系统简介 (5) 2.1.1 系统硬件结构及原理 (5) 2.2 STC89C52单片机简介 (5) 2.2.1STC89C52主要性能参数： (6) 2.2.2时钟电路模块 (7) 2.2.3复位电路模块 (8) 2.3传感器的选用 (8) 2.3.1气体传感器 (8) 2.3.2温度传感器 (11) 2.4模数转换电路设计 (14) 2.5声光报警电路设计 (16) 2.6液晶显示电路设计 (16) 2.6.1LCD1602的基本参数及引脚功能 (16) 2.6.2LCD1602的指令说明及时序 (18) 2.6.31602LCD的RAM地址映射及标准字库表 (19) 2.6.4LCD1602的一般初始化过程 (19) 2.7按键电路设计 (20) 2.8电路电源设计 (20) 2.9本章小结 (20) 3空气质量检测仪的软件设计 (22) 3.1 系统软件设计思路 (22)
3.1.1 编程语言的选择 (22) 3.1.2 软件功能需求 (23) 3.2软件模块设计 (24) 3.2.1主程序模块 (24) 3.2.2AD转换模块 (25) 3.2.3液晶显示模块 (26) 3.2.4声光报警模块 (26) 3.2.5按键模块 (26) 3.3本章小结 (26) 4系统调试 (27) 4.1系统硬件调试 (27) 4.1.1 常见的硬件故障 (27) 4.1.2硬件调试方法 (27) 4.2 系统软件调试 (27) 4.3本章小结 (28) 结论 (29) 1主要结论 (29) 2展望 (29) 参考文献 (30) 致谢 (31) 附录 (32) 附录一 (32) 附录二 (33)
核心机房设备及环境集中监控部分 A 供配电监测系统（检测市电参数与开关是否跳闸等状态） 1 智能电量监测仪通讯规约:Modbus RTU/Modbus ASCⅡRS485/RS232C 可测量任何制式的全部相电压/线电压、电流、功率、 电能、功率因数、频率等34个参数 台 1 2 供配电通信 软件模块 与主软件配套套 1 B UPS系统（UPS厂家提供通信卡和协议） 1 通信转换模块输入：RS232协议，输出：RS485协议，速率：自动 转换波特率，300~115200BPS内置“自适应”芯片， 隔离电压：3000VDC隔离在RS232边要求使用中继器： 大于4000英尺距离或多于256个模块 台 1 2 UPS通信协议 解析模块 与主软件配套套 1 C 电池组监测子系统 1 UPS智能电池 在线监测仪 1、采用先进内阻测试技术，实时在线分析电池电压 变化趋势，测量误差<2% 2、实时在线预测电池组中的落后电池，预测精度达 99.9% 3、具备完善的数据存储功能，提供电压、电流等数 据管理功能 4、具备RS485通讯接口 5、电路端口具有emc设计 套 4 2 电池夹安装便捷，具备强流保护装置个140 3 霍尔传感器卡口安装；监测范围：0-200a 个 4 4 表面温度传感器监测范围：0-50摄氏度个 4 5 电池组监测驱动模 块 1、在线实时监测电池内阻、电压、电流、温度参数 2、报警延时<0.1s 3、监测系统支持实时短信查询电池运行参数 4、系统支持短信查询、互动。 套 1 D 精密空调系统（空调厂家提供通信卡和协议）精密空调品牌前三位：1、 艾默生 2、海洛斯3、卡洛斯
基于STC12C5A60S2单片机互联感知的室内环境监测 贱人 摘要：如今人们在室内花费了大量的时间，而室内环境质量与人体健康息息相关，因此室内环境气体质量检测至关重要。针对目前市场上室内气体检测仪成本高、精度低、检测种类单一等缺点，本文基于物联网传感平台，以单片机为控制核心，设计出一种室内环境气体实时检测系统。本系统立足于解决室内污染超标而不被人所知继而危害人体健康的问题，实现对室内环境气体质量的实时动态检测，根据传感器反馈的数据，结合最高危害上限指标要求，及时给出室内环境污染对人体健康危害的报警基点。利用CO传感器、CO2传感器、甲醛传感器、温湿度传感器等实时检测室内环境气体质量，将检测数据交给单片机分析处理，单片机可根据检测值自动做出是否报警的决定。 关键词：室内环境检测；物联网；单片机；声光报警；传感器The indoor environment testing system based on IOT sensor design Li Cheng (North University of China branch in Shuo Zhou Shang Xi，036000) Abstract: Nowadays people spend much of their time indoors, and indoor environmental quality is closely related to human health, so the indoor environment gas detection is very important. Aiming at the defects of the market at present high cost of indoor gas detector, low precision, detection of single species, this paper based on the Internet of things, with single chip microcomputer as the control core design an indoor
基于OneNET云平台的室内环境监测系统设计概述 摘要鉴于传统的室内环境监测系统，一般采用布置有线电缆的方式，存在布线麻烦、抗干扰能力差等缺点，设计了一种基于物联网云平台的室内环境监测系统；该系统利用STM32F103C8T6芯片控制相应传感器对室内温湿度、烟雾浓度、空气质量等环境参数进行实時采集；用户可通过物联网OneNET云平台完成对室内环境的监测，当室内发生异常时，用户也可及时收到报警短信。实验证明：该系统具有安全可靠、操作简单的优点，具有较高的实用性与广泛的应用前景。 关键词物联网；室内环境监测；OneNET；STM32F103C8T6 前言 现今室内环境的问题给人们的生活带来了诸多的困扰，如：室内装修材料挥发出来的有害气体浓度超标以及室内空气质量不佳等问题；它与人们的生活质量息息相关，甚至威胁到人们的生命与财产安全。目前我国的室内环境监测主要运用无线监测网络，如：ZigBee无线监测网络；王铭明[1]等通过组建ZigBee网络，利用终端节点对室内温湿度、甲醛浓度等环境参数进行实时采集与监测，并将各个参数上传至Web网页，以此方便用户查看。然而国外则研究环境监测仪，如：美国ESC公司研制的Z/ZDL系列手持式气体检测仪等。综上所述，从国内外的室内环境监测发展来看，国内主要运用ZigBee技术，但通过ZigBee技术进行无线传感网络的组建比较复杂、成本较高，而国外研制的监测仪价格都比较昂贵，适用于专业测试机构。针对上述现状，提出了设计本系统，旨在提供更方便、更安全、更经济的环境监测方案给用户。 1 系统硬件设计 本系统的硬件结构框主要由各个传感器模块、STM32主控芯片、物联网联网模块、短信报警模块4个部分组成。本系统的传感器模块选用了DHT11温湿度、MQ-2烟雾和MQ-135空气质量传感器；主控芯片选用了STM32F103C8T6，STM32F103C8T6是一款基于ARM内核的32位MCU，属于Cortex-M3内核，供电电压仅需2V～3.6V，功耗只有0.19mv/MHZ，因此该内核具有高性能、低成本、低功耗的特点。物联网联网模块由W5500以太网控制器模块及无线路由器组成，其中W5500集成了TCP/IP协议栈，支持高速标准4线SPI接口与主机通信，内嵌8个独立硬件Socket可以进行8路独立通信，工程师只需进行简单的Socket编程和少量的寄存器操作即可方便地进行嵌入式以太网上层应用开发。短信报警模块为UNV-SIM800模块；模块板载了SIMCOM公司的工业级四频/双频GSM/GPRS模块，可以低功耗实现语音、SMS（短信）、彩信、数据传输等功能；支持移动、联通2/3/4G卡，具有性能稳定、外观精巧、性价比高的特点[2]。 2 系统软件设计