【单片机控制的智能家居环境监测系统整体方案设计案例概述综述2300字】

单片机控制的智能家居环境监测系统整体方案设计案例概述目录TOC\o"1-3"\h\u31412单片机控制的智能家居环境监测系统整体方案设计案例概述 1217361.1系统构成 1227881.2方案设计 2245011.1.1单片机的选择 2289311.1.2传感器的选择 2290931.1.3显示器选择方案 31.1系统构成设计涉及主硬件为：STC89C52RC单片机，DHT11温湿度传感器，GSM模块，CO传感器，PM1.5传感器，按键设置与LCD1602液晶显示模块，蜂鸣器报警电路，以及超标指示显示模块组成。本研究设计框图如图1所示。PMPM1.5检测蜂鸣器报警电路CO检测AD转换模块蜂鸣器报警电路CO检测AD转换模块Lcd1602液晶显示Lcd1602液晶显示DHT11温湿度STC89C52单片机DHT11温湿度STC89C52单片机GSM发送信息GSM发送信息LED指示电路最小系统电路按键系统LED指示电路最小系统电路按键系统图1系统方框图1.2方案设计1.1.1单片机的选择方案一：AT89C52是美国ATMEL公司生产的单片机。它的优点有低电压，高性能CMOS型8位单片机，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元，功能强大。AT89C52可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，增加系统的可靠性，降低系统的成本。只要程序长度小于8K，四个I/O口全部提供给用户。可用5V电压编程，而且擦写时间仅需lOms。AT89C51芯片提供三级程序存储器加密，提供了方便灵活而可靠的硬加密手段，能完全保证程序或系统不被仿制。PO口是三态双向口，通称数据总线口，因为只有该口能直接用于对外部存储器的读/写操作。方案二：STC89C52系列单片机STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但是做了很多的改进使得芯片具有传统的51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8

位CPU

和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。两个方案的对比：（1）AT89C52不带ISP下载需要用下载器而STC89C52可以直接使用USB转串口下载下载软件可以到STC厂家网上了解。（2）STC单片机最为有利的优点就是执行指令的速度很快，大约是AT89C52的3-30倍。但这样一来，在AT上编好的程序在STC上不一定能用，比如对时序有严格要求的模块，用STC时注意得加长延时，大约是AT的10—30倍就差不多。（3）STC单片机对环境适应能力特别强不管电压低于5伏又或是3伏到4伏之间都还可以工作，然而这样的环境AT89C52是无法正常工作的。所以有时候区别这两种单片机看单片机的供电是否正常。比较这两种方案，由于在学校期间学过C语言程序设计，综合考虑我选择用STC系列芯片完成。因为它下载程序方便，而且价格便宜，对环境适应性较好。故STC单片机更适合新手。故本系统选择STC89C52单片机作为主控芯片。足够本设计运行，且价格便宜，下载程序方便。1.1.2传感器的选择方案一：选用DS18B20温度传感器作为温度检测模块。DS18B20是一线式数字温度传感器。具有独特的单线式接口方式。测量范围在-55℃—125℃，误差范围在-\+0.5℃。最高精度可达0.0625℃。其抗干扰能力强、灵敏度高、应用范围广、镀镍引脚，耐腐蚀抗氧化，长久使用不生锈性能稳定传输，而且是环保材质。HS1101是电容式湿度传感器。可测量相对湿度范围在0%~100%RH。误差为-\+2%RH。方案二：选用DHT11作为设计的温湿度检测模块。DHT11是一款集成型的数字温湿度一体传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。测量范围20%~90%RH，0℃~50℃。测温精度为-\+2℃，测湿精度为-\+5%RH。完全符合本次毕业设计的要求。方案三：MLX90614是一款由迈来芯公司提供的低成本，无接触温度计。输出数据和物体温度呈线性比例，具有高精度和高分辨率。TO-39金属封装里同时集成了红外感应热电堆探测器芯片MLX81101（温度是通过PTC或是PTAT元件测量）和信号处理专用集成芯片MLX90302，专门用于处理红外传感器输出信号。用以阻碍可见光和近红外光辐射的光学滤波器（可传播长波）集成在封装内提供对环境和日光的免疫。滤波器的波长通带为5.5到14μm。由于集成了低噪声放大器、17位模数转换器和强大的数字信号处理芯片

MLX90302，使得高精度和高分辨度的温度计得以实现。一个附加的片上温度传感器用来测量芯片的温度。测量完两个传感器的输出后，对应的环境温度和物体温度被计算出。计算所得物体温度和环境温度存储在MLX90302的RAM单元，温度分辨率为0.01℃，并可通过两线

SMBus（系统管理总线）兼容协议接口（IIC与之兼容）(0.02℃分辨率)或是10位PWM(脉宽调制)输出模式输出。MLX90614出厂温度范围都进行过校准，传感器测量的温度为视场里所有物体温度的平均值。

经上述分析，方案一虽然精度更精确。却稍显复杂。方案二即便不能实现方案一的高精度测量。却也能满足设计要求。且简便易行。可靠稳定。具有超高的性价比。方案三由于MLX90614是非接触测温，加了透镜之后容易测温不准。故综合考虑选择方案二。1.1.3显示器选择方案方案一：采用12864液晶显示屏。LCD12864是一款具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠模式等。液晶电压为5.0V。内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64,内置8192个16×16点汉字，可显示汉字及图形。和128个16×8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字也可完成图形显示。工作温度宽:-20℃～70℃;本液晶电压为5.0V。综合市场价格40元上下。方案二：采用LCD1602液晶显示屏。LCD1602A是一种用于显示字母、数字元、符号的点阵型液晶显示模块。分4位和8位数据传输方式。提供5X7点阵十游标的显示模式。提供显示数据缓冲区DDRAM、字符发生器CGROM和字符发生器CGRAM，可以使用CGRAM来存储自己定义的限多8个5X8点阵的图形字符的字模数据。逻辑工作电压4.8V-5.2V，LCD驱动电压3.0V-5.0V,工作温度-20℃-70℃（宽温），储存