基于单片机的环境监测系统PPT演讲

基于单片机的室内环境监测系统设计一、本文概述随着科技的快速发展和人们生活水平的提高，室内环境质量日益受到人们的关注。

室内环境监测作为保障居住环境和办公环境健康的重要手段，其重要性不言而喻。

本文旨在探讨基于单片机的室内环境监测系统的设计，旨在通过技术手段实现对室内环境参数的实时监测和数据分析，从而为用户提供舒适、安全的室内环境。

文章首先将对室内环境监测系统的背景和意义进行简要介绍，阐述其在实际应用中的价值和作用。

随后，将详细介绍基于单片机的室内环境监测系统的整体设计思路，包括系统的硬件组成、软件设计以及数据传输与处理等方面。

在硬件设计部分，将重点介绍单片机的选型、传感器的选择以及外围电路的设计。

在软件设计部分，将详细介绍系统的程序流程、数据处理算法以及用户界面设计。

将展示系统的实际运行效果，并对其性能进行评估。

本文的目的是为相关领域的研究人员和工程师提供一个基于单片机的室内环境监测系统设计的参考方案，同时也为普通用户提供一个了解室内环境监测技术途径的窗口。

通过本文的阐述，希望能够推动室内环境监测技术的发展，为改善人们的居住环境和生活质量做出贡献。

二、系统总体设计在基于单片机的室内环境监测系统设计中，总体设计是整个项目的核心部分，它决定了系统的基本架构和功能实现。

总体设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。

硬件设计方面，系统的核心是单片机，负责数据的采集、处理和控制。

我们选择了具有高性能、低功耗和易于编程的STC89C52单片机作为核心控制器。

为了监测室内的温度、湿度和空气质量，我们分别采用了DHT11温湿度传感器和MQ-135空气质量传感器。

DHT11具有响应速度快、抗干扰能力强等特点，而MQ-135则对有害气体具有较高的灵敏度。

系统还包括LCD1602液晶显示屏，用于实时显示监测数据；蜂鸣器，用于在空气质量超标时发出警报；以及按键模块，用于设置阈值和进行系统校准。

软件设计方面，我们采用了模块化编程思想，将系统划分为数据采集模块、数据处理模块、控制模块和显示模块等。

目录摘要 (I)Abstract......................................................................................................................... I I 1 绪论 . (1)1.1 本课题的研究背景 (1)1.2 温湿度检测的发展状况以及存在的问题 (1)1.3 本课题的主要内容 (2)2 系统总体方案设计 (5)2.1 温度模块设计 (5)2.1.1 温度传感器的选择 (6)2.1.2 温度传感器DS18B20简介 (6)2.1.3 温度检测电路设计 (7)2.2 湿度模块设计 (8)2.1.1 湿度传感器的选择 (8)2.2.2 湿度传感器HS1101简介 (8)2.2.3 湿度检测电路设计 (9)2.3 氧气浓度模块设计 (11)2.3.1 氧气浓度传感器的选择 (11)2.3.2 氧气浓度传感器KE-25/50简介 (12)2.3.3 氧气浓度检测电路设计 (14)2.4A/D转换模块 (14)2.4.1 主要特性 (15)2.4.2 TLC549工作原理 (15)2.5 单片机模块 (15)2.5.1 单片机的选择 (15)2.5.2 AT89S52简介 (16)2.6LCD显示模块 (19)2.6.1 液晶概述 (19)2.6.2 1602与单片机的连接 (20)2.7 声光报警模块 (21)2.8 时钟电路模块 (22)2.9 复位模块 (23)2.10 电源模块 (24)3 系统软件设计 (26)3.1系统软件设计功能简介 (26)3.2软件设计方案 (26)3.3 系统程序流程图 (26)3.3.1 主程序流程图 (27)3.3.2 子程序流程图 (28)4 系统调试与抗干扰 (30)4.1 系统调试 (30)4.1.1 硬件调试问题分析 (30)4.1.2 软件调试问题分析 (31)4.2 抗干扰设计 (31)5 总结与展望 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录1 工厂环境智能监测系统原理总图 (36)附录2 工厂环境智能监测系统设计源程序 (37)摘要工厂环境智能监测系统(以下简称“监测系统”)是对工厂环境中的温度、湿度及氧气浓度进行采集、处理与超限报警装置。

基于单片机的室内环境监测系统设计随着科技的进步和人们生活水平的提高，对室内环境的要求也越来越高。

良好的室内环境不仅能提高人们的居住舒适度，还直接关系到人们的健康。

因此，室内环境监测系统的设计和应用成为了一个热门话题。

本文将介绍一种基于单片机的室内环境监测系统的设计方案，该系统旨在实时监测室内的温度、湿度、光照强度和二氧化碳浓度，并通过显示器和报警装置提供相应的环境信息，为用户创造一个舒适和健康的生活环境。

首先，我们选用了一款功能强大的单片机作为系统的核心控制器。

该单片机具有较高的性能和较低的功耗，能够满足室内环境监测系统的需求。

通过引入传感器模块，单片机可以实时地采集室内环境信息。

温度传感器是整个系统的重要组成部分之一。

我们选用了DS18B20温度传感器，该传感器精度较高，具有较好的稳定性和抗干扰性。

温度传感器将实时监测室内的温度变化，并传输给单片机进行处理。

单片机根据预设的温度范围，当温度超出范围时，报警装置将发出声音警示用户。

湿度传感器是另一个重要的模块。

我们选用了DHT11湿度传感器，该传感器具有较高的湿度测量精度和较低的功耗。

湿度传感器可以实时地监测室内的湿度变化，并将数据传输给单片机进行处理。

当湿度超出预设范围时，系统会通过显示器显示相应的警告信息，提醒用户进行调节。

光照强度传感器用于监测室内的光照情况。

我们选用了BH1750光照强度传感器，该传感器具有较高的测量精度和较宽的测量范围。

光照强度传感器将实时地监测室内的光照强度，并将数据传输给单片机进行处理。

当光照强度过强或过弱时，系统会自动调节窗帘或灯光，以保持适宜的光照条件。

二氧化碳传感器用于监测室内的空气质量情况。

我们选用了MG811二氧化碳传感器，该传感器具有较高的灵敏度和较低的功耗。

二氧化碳传感器将实时地监测室内的二氧化碳浓度，并将数据传输给单片机进行处理。

当二氧化碳浓度超过预设阈值时，系统会及时发出警报，提醒用户进行通风处理。

基于单片机的远程环境监测系统远程环境监测系统是一种可以监测和控制远程环境参数的系统。

它使用单片机作为核心，通过传感器采集环境数据，并通过网络传输将数据上传到远程服务器。

这个系统可以广泛应用于农业、工业和家庭等领域，具有重要的实际意义。

首先，我们需要设计一个硬件平台，以便构建远程环境监测系统。

一个基本的硬件平台包括单片机、传感器、通信模块和显示器。

单片机作为处理器，将负责数据的处理和控制命令的执行。

传感器用于感知环境参数，例如温度、湿度、光照强度等。

通信模块可以是以太网模块、WiFi模块或者蓝牙模块，用于与服务器进行数据通信。

显示器可以是液晶显示屏，用于显示环境参数和系统状态。

其次，我们需要编写相应的软件程序来实现系统功能。

软件程序主要包括数据采集、数据处理和数据通信三个模块。

数据采集模块负责读取传感器的数据，并进行初步处理，例如滤波和校准。

数据处理模块负责将处理后的数据进行进一步的计算和分析，例如求平均值、最大值、最小值等。

数据通信模块负责将处理后的数据通过网络上传到远程服务器，并接收服务器返回的数据，例如控制命令。

在远程环境监测系统中，数据的准确性和实时性非常重要。

因此，我们需要确保传感器的准确性和稳定性，以及通信模块的高可靠性和快速响应。

对于数据的处理和分析，我们可以采用不同的算法和方法，根据不同的需求来选择合适的处理方式。

同时，我们还可以通过增加存储器的容量来存储更多的数据，以便进行历史数据分析和趋势预测。

远程环境监测系统的应用领域非常广泛。

在农业领域，可以监测土壤湿度、光照强度和气温等参数，以优化农作物的生长环境，提高农作物的产量和质量。

在工业领域，可以监测温度、湿度和气体浓度等参数，以确保工作环境的安全和稳定。

在家庭领域，可以监测室内温度、湿度和空气质量等参数，以提供一个舒适和健康的居住环境。

总结起来，基于单片机的远程环境监测系统是一种实用的技术，可以帮助我们实时监测和控制远程环境参数。

基于单片机的室内环境智能监测系统设计2016届毕业生毕业设计说明书(原创保证能用)题目: 基于单片机的室内环境智能监测系统设计院系名称：专业班级：学生姓名：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内环境发舒适程度。

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，室内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内环境的监测，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内环境的装置仪器，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内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内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；室内环境监测Title The design of indoor environmental intelligent monitoring system based on the Single Chip MicrocomputerAbstractWith 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 human health, impacting on people's production and life. Therefore, it is particularly important to monitor the indoor environment, not only to be sensitive to detect the concentration of harmful gases, but also with alarm function, it can always remind the danger. At present on the market also has a lot of indoor environmental monitoring instrumentation, but most of its high price and function relative to a single limited. Therefore there is a great need for comprehensive monitoring of indoor temperature and humidity and harmful gas intelligent system.This design mainly uses the following several aspects of the function:1 The single chip microcomputer and the temperature and humidity, gas sensorare connected to achieve real-time collection and reading room temperature and humidity values as well as monitoring the gas concentration, to achieve the desired results.2 The design of display circuit is completed by using LCD.3 Using buzzer alarm function, when the gas concentration and temperature and humidity value exceeds the set standard value, realize the automatic alarm function.4 When the temperature and humidity are out of limit, the LCD monitor can prompt and combined with the light emitting diode warning, when the gas concentration exceeds the limit, the light emitting diode is used to alarm.Key words: MCU; Sound and light alarm; LCD; Indoor environment monitoring目次1 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 室内环境智能监测系统现状 (1)1.3 设计目的及内容 (2)2 系统设计方案论证以及总体框架设计 (3)2.1 设计方案论证 (3)2.1.1 单片机模块的选择及论证 (3)2.1.2 温湿度监测模块选择与论证 (3)2.1.3 煤气监测选择与论证 (4)2.2 总体硬件电路框架 (4)3 硬件系统设计与连接 (6)3.1 温湿度检测模块设计 (6)3.2 A/D 转换器 (7)3.3 燃气监测模块设计 (8)3.3.1 MQ-5 传感器 (8)3.3.2 燃气监测模块设计 (9)3.4 AT89S52 单片机时钟电路 (10)3.5 AT89S52单片机复位电路 (10)3.6 显示电路设计 (11)3.7 报警模块设计 (11)4 系统软件设计 (13)4.1 编程语言选择 (13)4.2 程序设计流程 (13)4.2.1 温湿度测量模块 (13)4.2.2 燃气监测模块 (14)5 系统调试 (16)总结 (18)致谢 (19)参考文献 (20)附录一 (21)附录二 (22)1 绪论1.1 研究背景随着社会的发展，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内环境发舒适程度。

图1系统整体设计框图本文设计的环境监测与净化系统主要由环境监测模块(温湿度检测、室内气体污染物浓度检测)、单片机控制模块、显示模块、空气净化功能模块、WIFI远程监控模块、报警模块组成。

环境监测模块中利用相应传感器对当前室内的温湿度、CO等多种气体浓度等环境参数进行采集,数据经单片机处理后在显示模块中进行显示,并通过WIFI模块传送到用户手机APP中,为:0-510ug/m。

图2环境监测模块电路原理图3.2WIFI模块WIFI模块硬件电路原理图如图3所示,该模块使用ESP8266串口,TXD引脚接入单片机的PA0-WKUP18Science&Technology Vision 科技视界现APP的远程控制功能。

图3WIFI模块电路原理图3.3净化模块该模块使用负离子空气净化装置,如图4(a)所示,通过双电极片之间的电弧将空气中的污染物颗粒击穿并吸附在电极片上,实现空气的净化,其额定工作电压为220V,额定频率为50~60HZ,额定工作电流≤10mA,额定工作电压≤1W,负离子浓度为5.5*106pcs/cm3。

净化模块的控制电路原理图如图4(b)所示,由于负离子空气净化装置的额定工作电压为DC12V,单片机无法直接通过IO口对其进行驱动,因此需要额外的电压隔离或继电器对净化装置进行驱动,本设计采用继电器驱动电路实现驱动电压的转换,将单片机IO口输出的5V电压转换成净化装置所需要的12V控制电压,以保证设备的正常运行。

单片机引脚输出高点平时,光耦导通,则继电器线圈得电,产生磁性,将触点吸合以驱动净化装置,实现单片机控制净化器装置的工作运行。

图4净化模块4系统软件设计本文设计的监控系统软件主要由初始化模块、WIFI模块、环境参数采集模块、AD转换及数据处理模块、负离子空气净化模块组成。

在上电后对各个模块进行初始化,对GPIO接口进行分配。

首先进行WIFI配置,配置成功后,由监测模块中的各个传感器对环境参数进行采集,由于系统需要多个传感器同时工作,在单片机系统的软件设计中引进多任务机制,借用单片机的内部定时器中断服务程序作为调度主程序,以产生精确的单位时间片,在定时器中断服务程序中设置一个软件计数器,由计数器的现行值作为各个模块是否执行的依据。

基于单片机的室内环境监测设计在现代生活中，人们越来越关注室内环境的质量，因为它直接影响着我们的健康和舒适度。

一个良好的室内环境需要对温度、湿度、空气质量等多个参数进行准确监测，以便及时采取措施进行调整。

基于单片机的室内环境监测系统能够实现对这些参数的实时监测和数据处理，为我们创造更加舒适和健康的生活环境。

一、系统总体设计本室内环境监测系统主要由传感器模块、单片机控制模块、显示模块和报警模块等组成。

传感器模块负责采集室内环境的各种参数，如温度、湿度、二氧化碳浓度、甲醛浓度等。

这些传感器将采集到的模拟信号转换为数字信号，并传输给单片机控制模块。

单片机控制模块是整个系统的核心，它负责接收传感器传来的数据，并进行处理和分析。

通过预先编写的程序，单片机能够判断环境参数是否在正常范围内，如果超出范围，则触发报警模块。

显示模块用于实时显示当前的环境参数，方便用户直观地了解室内环境状况。

报警模块则在环境参数异常时发出声光报警，提醒用户采取相应措施。

二、传感器选型1、温度传感器选用数字式温度传感器 DS18B20，它具有体积小、精度高、抗干扰能力强等优点，能够在－55℃至＋125℃的范围内提供准确的温度测量。

2、湿度传感器选择电容式湿度传感器 HIH6130，其具有良好的线性度和稳定性，能够测量 0%至 100%相对湿度范围内的湿度值。

3、二氧化碳传感器采用 TGS4160 二氧化碳传感器，它对二氧化碳浓度的变化响应迅速，能够检测 350ppm 至 10000ppm 范围内的二氧化碳浓度。

4、甲醛传感器使用 ZE08-CH2O 甲醛传感器，能够准确检测室内空气中的甲醛浓度，为用户提供甲醛污染的预警。

三、单片机控制模块单片机选用 STM32F103 系列，它具有丰富的外设资源和较高的处理性能，能够满足本系统的需求。

在程序设计方面，使用 C 语言进行编写，通过初始化各个外设，实现对传感器数据的采集、处理和传输。

单片机不断轮询各个传感器，获取最新的环境参数数据，并进行数据转换和计算。

单片机在环境监测中的作用近年来，环境保护已经成为全球范围内的重要议题。

人们越来越关注环境质量，并致力于寻找可行的解决方案来保护我们的地球。

在环境监测中，单片机技术的应用日益广泛，起着重要的作用。

本文将探讨单片机在环境监测中的作用，并介绍其中几个典型的应用案例。

一、什么是单片机？单片机是一种集成电路，内部集成了处理器、存储器和外设接口等功能模块。

它具有结构简单、体积小、功耗低和可编程性强等特点。

通过编程，单片机可以实现各种功能。

二、1. 数据采集与处理单片机可以连接各种传感器，通过传感器采集环境中的数据，例如温度、湿度、气压、光照等。

采集到的数据可以经过单片机内部的处理，通过计算、滤波、校正等算法进行分析和处理，得到更精确的结果。

2. 实时监测单片机可以实时监测环境参数的变化，并及时做出响应。

当环境参数超过设定的阈值时，单片机可以通过触发器或报警装置等外设，发送警报信号，以便及时采取行动。

3. 远程监测与控制利用通信接口，单片机可以与上位机或云平台进行数据传输和远程操作。

环境监测设备可以通过单片机将数据上传到云平台，进行实时监测和远程控制。

这样，监测人员可以随时随地通过云平台获取环境数据，并采取适当的措施来改善环境。

4. 节能减排单片机在环境监测中还可以根据环境参数的变化，进行自动的节能调控。

例如，通过控制空调、照明等设备的开关和调节，使其在适宜的时间和条件下工作，从而最大限度地节约能源和减少二氧化碳排放。

三、单片机在环境监测中的应用案例1. 室内空气质量监测单片机可以与各种传感器配合使用，监测室内的温度、湿度、二氧化碳浓度等参数。

当室内空气质量达到一定标准时，单片机可以控制通风设备进行换气，以提供更好的室内环境。

2. 大气污染监测通过连接气体传感器，单片机可以实时检测空气中的有害气体浓度，例如臭氧、二氧化硫等。

根据监测结果，单片机可以发出警报信号，提醒人们注意空气质量，并采取相应的防护措施。

3. 水质监测单片机可以与水质传感器结合使用，对水源、水库、河流等进行监测。

单片机在环境监测中的应用随着社会和科技的不断发展，环境保护成为了一个全球关注的焦点。

环境监测作为环境保护的重要手段之一，迅速发展并得到广泛应用。

而单片机作为一种微型计算机系统，其具有小巧灵活、低功耗、高性能等特点，被广泛运用于环境监测领域。

本文将系统地介绍单片机在环境监测中的应用。

一. 简介单片机是一种集成电路芯片，具有CPU、内存、输入输出接口、时钟等功能模块，适合用于控制和监测系统。

环境监测是通过各种传感器和检测设备对环境质量进行实时监测和数据采集的过程。

单片机可以通过与传感器和检测设备的连接，实现环境数据的采集、处理和控制。

二. 温度监测温度是环境质量的一个重要指标，可以影响人体的舒适度和健康状况。

通过单片机与温度传感器的连接，可以实时监测环境的温度变化，并将数据传输给单片机进行处理。

单片机可以通过温度数据的比较和分析，控制空调、加热器等设备，以维持环境温度在一个较为适宜的范围内。

三. 湿度监测湿度是环境的另一个重要指标，直接影响人体的舒适度和健康。

通过与湿度传感器的连接，单片机可以实时监测环境的湿度，并进行数据的采集和处理。

通过湿度数据的分析，单片机可以控制加湿器、除湿器等设备，以维持环境湿度在一个合适的范围内。

四. 光照监测光照是环境质量的一个重要指标，对于植物生长、人体活动以及室内照明等都有重要影响。

通过单片机与光照传感器的连接，可以实时监测环境的光照强度，并进行数据的采集和处理。

单片机可以根据光照数据的变化，控制灯光的亮度和开关，以实现节能和舒适的照明。

五. 气体监测气体的浓度与环境质量和人体健康息息相关。

通过单片机与气体传感器的连接，可以对环境中的气体浓度进行实时监测和数据采集。

单片机可以通过气体浓度数据的分析，发出报警信号或控制排风装置等设备，以保障室内空气质量和人员安全。

六. 噪音监测噪音对人体的健康和安全有着重要的影响。

通过单片机与噪音传感器的连接，可以实时监测环境的噪音水平，并进行数据的采集和处理。