【基于单片机的室内环境监测仪的设计8700字（论文）】

PAGE5软件与硬件调试5.1原理图的绘制通过AltiumDesigner软件将-原理图制作完成。具体原理图如图5-1所示。图5-1原理图5.2仿真与调试1.通过keil软件将主程序和其他子程序编译好之后，将keil编译好的hex文件导入proteus事先画好芯片中打开，运行该软件。仿真图如下图5-2（a）所示。KI按键的作用就是设定湿度最低值和PM2.5最高值，K2、K3可以对这两项值进行加减操作。仿真数据设置图如下图5-2（b）所示。图5-2（a）图5-2（b）2.通过按下第一个和第二个按键来加减模拟室内的湿度度值，通过按下第三个和第四个按键来加减模拟室内的温度值，当模拟的室内温湿度值超过或低于事先设置好的阈值，LED灯便会发亮，蜂鸣器便会自动报警。温湿度报警仿真图下图5-2（c）所示。图5-2（c）3.通过调节滑动电位器的大小来模拟室内的PM2.5的浓度变化，当PM2.5的浓度超过上限值时，LED会发亮，蜂鸣器会报警。如PM2.5报警仿真图如下图5-2（d）所示。图5-2（d)5.3实物制作和测试根据制作完成的原理图在网上订购元器件，通过仿真电路的原理图将采集到的元器件进行组装与焊接，实物制作完成后。在焊接之前，首先要对元器件进行检测，以防买到损坏的产品，从而导致实物的制作失败，在焊接的过程中，要多注意观察一些有极性区分的器件的位置摆放的有没有问题，确认正确无误后，再开始进行焊接，焊接结束后便让洞洞板通过USB转DC插口电路线与计算机相接一起，然后通过烧录软件将程序录入板子中，最终点击下载按钮即可下载，具体实物开机操作如下图5-3（a）所示。图5-3（a）实物开机操作图开机正常运行后，准备对PM2.5进行测试，首先将PM2.5报警值设置为0.013mg/m³，设定完成后，使用笔芯穿入粉尘传感器，查看液晶显示器上德PM2.5浓度的大小，测试结果如下图5-3（b）所示。图5-3（b）PM2.5测试图从以上的测试结果不难看出，当传感器检测到粉尘时，若超过设置限制时，则会立刻报警。通过按键将报警温度的上限设置为25℃，使用吹风机枪对DHT11元件进行外部加热，此时液晶显示器显示为28℃，并且此时的蜂鸣器也发出声音，具体的操作结果如下图5-4（c）所示，从图中能够看出，系统能够第一时间进行温度报警，并且准确显示，可以看出温度测试的结果达到所要设计的要求。图5-3（c）温度测试图5.4本章小结此部分首先通过使用相关软件完成原理图的制作，并且通过仿真软件进行仿真处理，最后从网上购买元器件在板子进行焊接与相关的处理，最后实物制作完成后通过USB转DC接口的方式将程序烧录进板子之中，并给出了具体操作图。分别测试当前室内的pm2.5检测以及温湿度检测功能，从测试结果可以看出，该设计能够满足对于室内环境的监测。总结针对现在室内环境的监测现状，本次设计的基于单片机的室内环境监测仪的核心元件为STC89C52单片机，该元件性能稳定。温湿度采集电路更是采用了DHT11传感器，该传感器不仅功能多而且本身就有AD转换模块，能够直接将温湿度值的数据送进单片机中，再通过单片机将数据传输给LCD1602A液晶屏。在PM2.5采集电路的选择上，性价比高的夏普光学灰尘传感器成了首选，运用它得到PM2.5模拟信号，再AD转换器转换成数字信号输入单片机，最后，单片机会分析这些数字信号，并将分析结果显示于液晶屏。在对室内温湿度和PM2.5浓度的把控上，通过设定最高值，当以上两项数据超出设定值，LED灯会以发亮的方式进行提示，并且还有蜂鸣器报警提示，最高值的设定通过按键电路完成。此次的设计可以实时的监测室内环境的温湿度值和PM2.5的浓度值，并且可以及时的将信息显示给用户观看，这样用户便可及时的了解当前的室内的温湿度以及PM2.5参数，完美的的实现了监测及预警功能，从而避免了用户的财产和健康受到危害，给人们提供一个健康舒适的生活环境。此次的设计还存在许多的不足之处，由于本人设计的设计能力有限，所以该设计只能实现预测与报警的功能，无法对室内的环境进行调控。参考文献李天山.基于单片机的室内环境监测仪设计与实现[J].滨州学院报,2012,28(03):92-95.沈晋明等.室内空气品质的新定义与新风直接入室的实验测试[J].暖通空调,1995(9):18.徐妙婧,祖一康.基于单片机的PM2.5检测报警系统设计[J].电脑知识与技术,2016,12(35):276-277.马永红,陈雷,曲家沂.基于单片机的家居环境检测系统设计[J].电子世界,2019(22)165-166.王君岩.基于单片机的室内环境监测系统设计[J].硅谷,2014,5(1):29-30.马斌,刘志辉.基于单片机的温湿度监测系统的设计[J].新疆农业科学,2013.47(3):587-592.马东基于单片机农业温室温湿度监控系统的设计[J].电子技术与软件工程,2017,24(6):102-103.仝晓梅.基于单片机的温室环境监测系统的设计与实现[J].电脑知识与技术,2017,13:171-172.[9]陈小青.室内温度湿度照度测量的实现[J].科技经济导刊,2016,14(6):115.[10]叶钢.基于SHT11温湿度测量仪的设计[J].国外电子测量技术,2011,30(12):66-68.[11]白慧芳,高强,陆辉山.基于单片机的温湿度测量系统设计[J].电子制作,2015,8(1):10-11.[12]吴孝慧,鹿业勃,陈丽娟.单片机应用技能与实训[J].北京:清华大学出版社,2014.[13]张洪润,张亚凡.单片机原理及应用[J].清华大学出版社,2005,(4).[14]张淑俭.PC机与单片机之间的串行通信[J].电脑知识与技术,2005,4(14):34-36.[15]昝杰.温度和PM2.5监测及远程报警系统的设计与实现[D].电子科技大学,2015.[16]R.Raya,A.Frizera,R.Ceres,etal.Designandevaluationofafastmodel-basedalgorithmforultrasonicrangemeasurements[J].SensorsandActuatorsA:Physical,2008,148(1):335～341.[1