家庭环境参数数据采集系统的设计(附件)【字数：7067】
随着当前社会在飞速的发展，时代在不断的变化，大家的经济水平也得到了巨大的挺高，当然污染也越来越严重，所以大家不但只注意生活物质的提高而且还注重提高生活环境的质量，因为良好的生活环境才能给家庭带来一个更安全更舒适的休息场所。本课题从单片机、传感器和物联网设计出一款可以检测家庭环境的设计-家庭环境参数数据采集的设计并通过WIFI传输LED显示，这样才能够让人们能更加直观的了解自己居住的家庭环境的情况，从而做出有效改善措施。
目录
一、 绪论 6
（一）课题研究背景 6
（二）课题研究内容 6
二、 系统设计 8
（一）系统框图 8
（二）系统硬件选型 8
1、 显示电路选型 8
2、 单片机选型 9
三、 硬件电路设计 12
（一）单片机电路设计 12
（二）传感器的选用 13
（三）其他电路的设计 15
四、 软件设计 16
（一） 主程序设计 16
（二） WIFI传输的设计 17
五、 系统调试 18
（一）实物组装 18
（二） 调试结果 20
六、 总结与展望 24
致谢 24
参考文献 25
附录一：电路原理图 26
附录二：电路实物图 27
附录三：程序图 29
附录四：元器件清单表 35
一、绪论
（一）课题研究背景
随着现代科技的快速发展人们生活水平的飞速提高环境也成为21世纪讨论的最常见的话题之一了，因为发展飞速造成了许多破坏地球环境的行为，比如汽车排出的尾气就含有一氧化碳、二氧化硫等等气体，这些气体对环境和人们的生活造成了很大的影响还有许许多多的科技对人们的生活环境都造成的极大的影响。所以人们越来越能意识到环境对人类生活的重要性，我们应该更加珍惜爱护自己周围的环境。
这两年国家倡导的低碳出行其实也是对保护环境的一个倡导因为人们生活周围的环境不但对地球是一个不小的负担而且对人们的生活健康影响也非常的大，所以我这次的设计就是为了能够实时的检测 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
家庭的实时参数并通过LED显示还可以通过WIFI传送带手机上的网络调试助手软件上面，这样能够随时的知道数据并能够有效的对周围的环境做出改善。
（二）课题研究内容
本课题是为了测量实时家庭的环境参数所设计的一项装置，该装置采用单片机为主控器，通过数码管可设置参数的上限和下限范围还可以通过WIFI传输至手机APP网络调试助手软件上进行实时监测。系统启动后可以设置电压、温度、湿度等参数的上下限（即参数的最大值最小值），接着可通过WIFI连接至手机APP网络调试助手上每过几秒就会通过WIFI发送一遍实时数据给网络调试助手上面进行实时监控，当元器件检测到的数值低于或者高于你自己设定的数值，那么蜂鸣器和LED就会报警闪烁。比如温度设置上限为32度下限为18度那么当室内温度高于32或者低于18那么蜂鸣器就会报警。
根据论文课题的研究过程，我将论文的章节做了如下的安排。
绪论。绪论说白了就是简单地介绍一下自己选择课题的背景以及你对课题设计方案。
系统设计。系统设计就是根据自己设计的课题所需要的功能对设计的组成部分作出一个大概的、全面的概括，就是比如采用的哪些硬件、哪些软件等等。系统设计就是相当于一个整体，下面各个章节都是根据系统设计部分进行拆分而成。
硬件电路设计。硬件电路其实就是各种元器件组成的电路，所以它是基础，只有有一个良好的基础才能保证所有的功能能够安全完整的实现，所以我们一定要保证硬件电路，打好基础，保证所以功能安全的，完整的实现。
软件编程。硬件平台他只是硬件，所以完成后什么功能都实现不了，同样软件编程它不运行在硬件平台上它还是没有任何功能的，所以只有软件编程编写好了以后并放在硬件平台上面这样才能够实现功能，当然相同的硬件平台上面运行着不一样的软件编程也会实现不同的功能效果，所以软件功能是实现设计功能的最主要的部分，只有充分了解到需要实现什么功能才能确定软件编程的准确性。
系统调试。系统调试就是当硬件平台做好而且软件编程编写好了以后，对当初设计的各个功能进行检测、调试，因为只有这样才可以检测出所有设计的功能都有没有实现。
第六章，总结。通过这个设计，在这个过程中遇到了哪些困难，在做这些设计是有哪些是不足的地方，还有哪些因素没有考虑到，是不是某些方面还可以做一些改良，通过这个总结把这这些不足的方面进行改良改良。
二、系统设计
（一）系统框图
根据课题的设计功能，可以将系统的硬件框图做如下设计。
/
图2.1.1 系统框图
传输电路：该电路主要用于将测量好的数据传输到手机APP网络调试助手上，当数据测量好后，通过WIFI传输至APP用于实时监控。
显示电路：该电路主要是为了显示调节各个参数上限和下限时的数值方便设置。
调节参数电路：该电路主要是为了设置标准参数作为参考即上下限，这样当家庭环境参数高于或者低于这个参考值时，方便报警提醒。
电源电路：电源电路主要是为了整个硬件部分的供电基础，根据各个硬件组成部分需要不同的电压进行稳压及转换。
（二）系统硬件选型
1 显示电路选型
显示电路主要实现的功能是显示作为参考的最大值和最小值，还有显示当前测量的数值，所以主要是数字和字母，而满足这两个条件的显示装置有许多种，最常用的显示装置有液晶显示和数码管显示这两种。
数码管显示是最普遍最常见的显示器件，经常被用于工业场合，特别是被用于在交通一些倒计时上，这都是因为数码管具有很多的优点，比如抗干扰能力强、对环境的适应能力强，它还可以被改成各种规格满足各种条件，所以可以应用在各种场合。
液晶显示兴起才几年的显示装置，但是液晶显示也有它的优点，比如它的显示界面很好可以显示很多的色彩，有不错的人机交互界面，由于刚开始发展液晶成本很高现在也逐渐下降了，可以被人们接受，也经常用于人机交互的场合。
目录
一、 绪论 6
（一）课题研究背景 6
（二）课题研究内容 6
二、 系统设计 8
（一）系统框图 8
（二）系统硬件选型 8
1、 显示电路选型 8
2、 单片机选型 9
三、 硬件电路设计 12
（一）单片机电路设计 12
（二）传感器的选用 13
（三）其他电路的设计 15
四、 软件设计 16
（一） 主程序设计 16
（二） WIFI传输的设计 17
五、 系统调试 18
（一）实物组装 18
（二） 调试结果 20
六、 总结与展望 24
致谢 24
参考文献 25
附录一：电路原理图 26
附录二：电路实物图 27
附录三：程序图 29
附录四：元器件清单表 35
一、绪论
（一）课题研究背景
随着现代科技的快速发展人们生活水平的飞速提高环境也成为21世纪讨论的最常见的话题之一了，因为发展飞速造成了许多破坏地球环境的行为，比如汽车排出的尾气就含有一氧化碳、二氧化硫等等气体，这些气体对环境和人们的生活造成了很大的影响还有许许多多的科技对人们的生活环境都造成的极大的影响。所以人们越来越能意识到环境对人类生活的重要性，我们应该更加珍惜爱护自己周围的环境。
这两年国家倡导的低碳出行其实也是对保护环境的一个倡导因为人们生活周围的环境不但对地球是一个不小的负担而且对人们的生活健康影响也非常的大，所以我这次的设计就是为了能够实时的检测 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
家庭的实时参数并通过LED显示还可以通过WIFI传送带手机上的网络调试助手软件上面，这样能够随时的知道数据并能够有效的对周围的环境做出改善。
（二）课题研究内容
本课题是为了测量实时家庭的环境参数所设计的一项装置，该装置采用单片机为主控器，通过数码管可设置参数的上限和下限范围还可以通过WIFI传输至手机APP网络调试助手软件上进行实时监测。系统启动后可以设置电压、温度、湿度等参数的上下限（即参数的最大值最小值），接着可通过WIFI连接至手机APP网络调试助手上每过几秒就会通过WIFI发送一遍实时数据给网络调试助手上面进行实时监控，当元器件检测到的数值低于或者高于你自己设定的数值，那么蜂鸣器和LED就会报警闪烁。比如温度设置上限为32度下限为18度那么当室内温度高于32或者低于18那么蜂鸣器就会报警。
根据论文课题的研究过程，我将论文的章节做了如下的安排。
绪论。绪论说白了就是简单地介绍一下自己选择课题的背景以及你对课题设计方案。
系统设计。系统设计就是根据自己设计的课题所需要的功能对设计的组成部分作出一个大概的、全面的概括，就是比如采用的哪些硬件、哪些软件等等。系统设计就是相当于一个整体，下面各个章节都是根据系统设计部分进行拆分而成。
硬件电路设计。硬件电路其实就是各种元器件组成的电路，所以它是基础，只有有一个良好的基础才能保证所有的功能能够安全完整的实现，所以我们一定要保证硬件电路，打好基础，保证所以功能安全的，完整的实现。
软件编程。硬件平台他只是硬件，所以完成后什么功能都实现不了，同样软件编程它不运行在硬件平台上它还是没有任何功能的，所以只有软件编程编写好了以后并放在硬件平台上面这样才能够实现功能，当然相同的硬件平台上面运行着不一样的软件编程也会实现不同的功能效果，所以软件功能是实现设计功能的最主要的部分，只有充分了解到需要实现什么功能才能确定软件编程的准确性。
系统调试。系统调试就是当硬件平台做好而且软件编程编写好了以后，对当初设计的各个功能进行检测、调试，因为只有这样才可以检测出所有设计的功能都有没有实现。
第六章，总结。通过这个设计，在这个过程中遇到了哪些困难，在做这些设计是有哪些是不足的地方，还有哪些因素没有考虑到，是不是某些方面还可以做一些改良，通过这个总结把这这些不足的方面进行改良改良。
二、系统设计
（一）系统框图
根据课题的设计功能，可以将系统的硬件框图做如下设计。
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图2.1.1 系统框图
传输电路：该电路主要用于将测量好的数据传输到手机APP网络调试助手上，当数据测量好后，通过WIFI传输至APP用于实时监控。
显示电路：该电路主要是为了显示调节各个参数上限和下限时的数值方便设置。
调节参数电路：该电路主要是为了设置标准参数作为参考即上下限，这样当家庭环境参数高于或者低于这个参考值时，方便报警提醒。
电源电路：电源电路主要是为了整个硬件部分的供电基础，根据各个硬件组成部分需要不同的电压进行稳压及转换。
（二）系统硬件选型
1 显示电路选型
显示电路主要实现的功能是显示作为参考的最大值和最小值，还有显示当前测量的数值，所以主要是数字和字母，而满足这两个条件的显示装置有许多种，最常用的显示装置有液晶显示和数码管显示这两种。
数码管显示是最普遍最常见的显示器件，经常被用于工业场合，特别是被用于在交通一些倒计时上，这都是因为数码管具有很多的优点，比如抗干扰能力强、对环境的适应能力强，它还可以被改成各种规格满足各种条件，所以可以应用在各种场合。
液晶显示兴起才几年的显示装置，但是液晶显示也有它的优点，比如它的显示界面很好可以显示很多的色彩，有不错的人机交互界面，由于刚开始发展液晶成本很高现在也逐渐下降了，可以被人们接受，也经常用于人机交互的场合。
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