室内环境监测预警系统(附件)
室内环境污染已严重危害人们的健康。本设计利用MQ-2气敏传感器、DHT11温湿度传感器、光敏电阻、STC89C52单片机控制模块以及上位机设计室内环境监测预警系统。如果系统监测到的数据超过了预先设定范围时，提示预警信号，即蜂鸣器预警同时LED发光。尤其重要的是烟雾浓度信号，当烟雾浓度测量值超过限定值时，蜂鸣器立即预警同时LED发光，使人最快意识到危险。系统实时监测到的光强、温度、湿度和烟雾浓度，在LCD1602显示屏上显示数值，并储存相应参数。上位机上可查看历史数据、调节监测数据等。关键词 STC89C52单片机，室内环境监测，传感器
目 录
1 引言 1
1.1 课题研究意义 1
1.2 课题研究现状 2
1.3 课题主要内容 3
2 系统总体方案设计 4
2.1 硬件总体方案设计 4
2.2 软件总体设计方案 6
3 系统各单元模块设计 7
3.1 系统主控模块设计 7
3.2 温湿度模块设计 12
3.3 光强模块设计 14
3.4 烟雾模块设计 15
3.5 无线通信模块 16
3.6 显示模块设计 18
3.7 预警电路设计 20
3.8 人体感应模块设计 22
3.9 电源模块设计 22
3.10 A/D 转换模块设计 22
3.11 上位机LabVIEW程序设计 24
4 系统仿真与调试 30
4.1 电路原理图设计 30
4.2 PCB图制作 30
4.3 硬件电路板制作与调试 31
4.4 软件仿真工具 32
4.5 Keil C51与Proteus联调 34
4.6 软件仿真调试 35
结 论 36
致 谢 37
参 考 文 献 38
附录A 电路原理图 40
附录B 硬件实物图 41
附录B 源程序 42
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
1 引言
现代经济飞速发展，而随着人们生活条件的改善，国民GDP的不断提高、国民正越来越多的关注身体健康，室内环境的安全健康及相关问题正吸引着越来越多的人们的注意力。现如今，人们大部分的时间都滞留在室内，在家中生活休息、在办公室工作、在教室学习，大量使用现代化学装修材料的各种场所包括住宅正在越来越多的被人们使用，而装修中使用的材料难免含有各种或多或少的有害物质，长期难以挥发干净，甲醛等物质的半衰期甚至达到了五十年之久，对人们造成长期的伤害。现如今我国正在进入“室内空气污染”这一具有时代特征的新时期。好在现在人们已经认识到这类问题的严重性，开始对此类问题的治理研究。所以，对室内环境相关问题的整治及一些主要影响健康因素的监测的要求不断促使着室内环境监测行业的快速发展，人们对监测系统的不断升级换代、不断优化的要求也越来越高。同时，随着人们对住房及一些室内场所的要求不断提高、装潢或多样式修改造的普及，室内有害气体或装修残余物质的挥发物都可能直接或间接的使得环境中的有害物质浓度过高，对人体造成伤害。改善室内环境质量，提升室内环境变得非常重要。
1.1 课题研究意义
在人们大部分时间普遍生活在室内空间的现在，众多原因都严重影响着生活空间内的环境，我国的室内空气治理问题尤为严重。在人们追求享受生活高品质的同时，对健康的要求也越来越高，但是室内生活环境质量不达标，对人们的身心健康都会造成极大的伤害和影响。其产生的问题已严重影响世界人民的身心健康甚至造成了很多死亡事件。成为新世纪，影响人们健康的一大具有时代特征的原因。所以对于一个权威的室内环境监测系统的需求声越来越高。
国外一些发达国家的室内环境监测系统已经相当普遍，反观国内，不仅缺乏大量权威的室内环境检测机构，而且专业的室内环境检测设备也几乎没有。我国室内环境监测方面使用较多的还是借助市面上的监测机构，采用人工监测方法对特定的室内空间进行付费检测，且检测内容也相当有限，检测是否具有权威性也不得而知。而随着传感器技术、无线传输技术、单片机技术的快速发展，现在已可利用现有成熟的技术对室内检测系统进行设计、制作，以打造一款智能室内环境监测预警产品，服务国民。
本课题硬件主要为MCS51系列单片机和相关检测项的传感器：光敏电阻、DHT11温湿度传感器、 MQ2气敏传感器，采集室内环境中的光照强度、温湿度、烟雾浓度信号并判断是否超标。首先，依照硬件设计画系统软件设计流程图，其次，根据每个模块实现的功能编写相应的程序，最后利用软硬件结合将各个监测模块与主控单片机相连，数据在显示屏上显示出来，如果监测到的数据超过预先设定的范围即判断为有害人体状态随即发生预警动作。本系统采用的各方面硬件都是经过多年市场检验的优良产品，性能以及产品稳定性方面都很优秀，值得信赖。利用这些优良产品制作出来的本系统将会更加优秀，更加能适应新时期人们对于各种要求下的室内环境预警监测系统的需求。对于推动室内环境监测行业向着智能化、自动化的发展具有深远意义。
1.2 课题研究现状
从我国的室内环境监测行业的发展历程来看室内环境预警监测系统的发展，可追溯到上世纪80年代。最先在我国东部沿海地区的一些大城市，出现了个别公司业务涉及室内环境有害物浓度测量、治理及净化产品的研究生产的高新技术企业。1987年，国内第一家以室内环境有害物质监测及净化为主营业务的高新技术企业正式挂牌成立。2003年，我国遭受了新中国成立以来最严重的传染病——“非典”的袭击，国民普遍开始意识到室内环境治理这一史无前例的重大安全问题。致使室内环境有害物质的治理、监测行业进入了飞速发展的黄金时期[9]。据不完全统计，国内从事室内环境净化治理产品研制、生产的公司，已从二十年前的十几家发展到了现在的200余家。然而室内环境治理、监测需求远未达到饱和状态。
至今，我国的室内环境治理监测行业已经历了前十年左右的导入期，现已进入快速成长期，随着科学技术的不断发展，之前难以解决的相关技术难题已逐渐攻克，市场上全面解决室内环境监测预警及解决方案的产品开始出现。调查研究表明，有超过65%的白领及高薪工作者认为室内环境监测行业在未来将被广泛需求，在以后的生活中将发挥着不可替代的关键作用，有着非常良好的发展前景。截至2017年，我国的国民人均生产总值已达到579863.4264元，伴随着生活水平的不断提高，国民也越来越关注自己的身体健康，这些外部经济环境的改善对于室内环境治理及监测行业来说是极大的机遇同时也是前所未有的挑战，这将决定着我国自主研发的室内环境监测产品能否占领国内市场。随着关键技术的不断突破，室内环境监测行业即将进入飞速发展的黄金阶段[10]。
目 录
1 引言 1
1.1 课题研究意义 1
1.2 课题研究现状 2
1.3 课题主要内容 3
2 系统总体方案设计 4
2.1 硬件总体方案设计 4
2.2 软件总体设计方案 6
3 系统各单元模块设计 7
3.1 系统主控模块设计 7
3.2 温湿度模块设计 12
3.3 光强模块设计 14
3.4 烟雾模块设计 15
3.5 无线通信模块 16
3.6 显示模块设计 18
3.7 预警电路设计 20
3.8 人体感应模块设计 22
3.9 电源模块设计 22
3.10 A/D 转换模块设计 22
3.11 上位机LabVIEW程序设计 24
4 系统仿真与调试 30
4.1 电路原理图设计 30
4.2 PCB图制作 30
4.3 硬件电路板制作与调试 31
4.4 软件仿真工具 32
4.5 Keil C51与Proteus联调 34
4.6 软件仿真调试 35
结 论 36
致 谢 37
参 考 文 献 38
附录A 电路原理图 40
附录B 硬件实物图 41
附录B 源程序 42
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
1 引言
现代经济飞速发展，而随着人们生活条件的改善，国民GDP的不断提高、国民正越来越多的关注身体健康，室内环境的安全健康及相关问题正吸引着越来越多的人们的注意力。现如今，人们大部分的时间都滞留在室内，在家中生活休息、在办公室工作、在教室学习，大量使用现代化学装修材料的各种场所包括住宅正在越来越多的被人们使用，而装修中使用的材料难免含有各种或多或少的有害物质，长期难以挥发干净，甲醛等物质的半衰期甚至达到了五十年之久，对人们造成长期的伤害。现如今我国正在进入“室内空气污染”这一具有时代特征的新时期。好在现在人们已经认识到这类问题的严重性，开始对此类问题的治理研究。所以，对室内环境相关问题的整治及一些主要影响健康因素的监测的要求不断促使着室内环境监测行业的快速发展，人们对监测系统的不断升级换代、不断优化的要求也越来越高。同时，随着人们对住房及一些室内场所的要求不断提高、装潢或多样式修改造的普及，室内有害气体或装修残余物质的挥发物都可能直接或间接的使得环境中的有害物质浓度过高，对人体造成伤害。改善室内环境质量，提升室内环境变得非常重要。
1.1 课题研究意义
在人们大部分时间普遍生活在室内空间的现在，众多原因都严重影响着生活空间内的环境，我国的室内空气治理问题尤为严重。在人们追求享受生活高品质的同时，对健康的要求也越来越高，但是室内生活环境质量不达标，对人们的身心健康都会造成极大的伤害和影响。其产生的问题已严重影响世界人民的身心健康甚至造成了很多死亡事件。成为新世纪，影响人们健康的一大具有时代特征的原因。所以对于一个权威的室内环境监测系统的需求声越来越高。
国外一些发达国家的室内环境监测系统已经相当普遍，反观国内，不仅缺乏大量权威的室内环境检测机构，而且专业的室内环境检测设备也几乎没有。我国室内环境监测方面使用较多的还是借助市面上的监测机构，采用人工监测方法对特定的室内空间进行付费检测，且检测内容也相当有限，检测是否具有权威性也不得而知。而随着传感器技术、无线传输技术、单片机技术的快速发展，现在已可利用现有成熟的技术对室内检测系统进行设计、制作，以打造一款智能室内环境监测预警产品，服务国民。
本课题硬件主要为MCS51系列单片机和相关检测项的传感器：光敏电阻、DHT11温湿度传感器、 MQ2气敏传感器，采集室内环境中的光照强度、温湿度、烟雾浓度信号并判断是否超标。首先，依照硬件设计画系统软件设计流程图，其次，根据每个模块实现的功能编写相应的程序，最后利用软硬件结合将各个监测模块与主控单片机相连，数据在显示屏上显示出来，如果监测到的数据超过预先设定的范围即判断为有害人体状态随即发生预警动作。本系统采用的各方面硬件都是经过多年市场检验的优良产品，性能以及产品稳定性方面都很优秀，值得信赖。利用这些优良产品制作出来的本系统将会更加优秀，更加能适应新时期人们对于各种要求下的室内环境预警监测系统的需求。对于推动室内环境监测行业向着智能化、自动化的发展具有深远意义。
1.2 课题研究现状
从我国的室内环境监测行业的发展历程来看室内环境预警监测系统的发展，可追溯到上世纪80年代。最先在我国东部沿海地区的一些大城市，出现了个别公司业务涉及室内环境有害物浓度测量、治理及净化产品的研究生产的高新技术企业。1987年，国内第一家以室内环境有害物质监测及净化为主营业务的高新技术企业正式挂牌成立。2003年，我国遭受了新中国成立以来最严重的传染病——“非典”的袭击，国民普遍开始意识到室内环境治理这一史无前例的重大安全问题。致使室内环境有害物质的治理、监测行业进入了飞速发展的黄金时期[9]。据不完全统计，国内从事室内环境净化治理产品研制、生产的公司，已从二十年前的十几家发展到了现在的200余家。然而室内环境治理、监测需求远未达到饱和状态。
至今，我国的室内环境治理监测行业已经历了前十年左右的导入期，现已进入快速成长期，随着科学技术的不断发展，之前难以解决的相关技术难题已逐渐攻克，市场上全面解决室内环境监测预警及解决方案的产品开始出现。调查研究表明，有超过65%的白领及高薪工作者认为室内环境监测行业在未来将被广泛需求，在以后的生活中将发挥着不可替代的关键作用，有着非常良好的发展前景。截至2017年，我国的国民人均生产总值已达到579863.4264元，伴随着生活水平的不断提高，国民也越来越关注自己的身体健康，这些外部经济环境的改善对于室内环境治理及监测行业来说是极大的机遇同时也是前所未有的挑战，这将决定着我国自主研发的室内环境监测产品能否占领国内市场。随着关键技术的不断突破，室内环境监测行业即将进入飞速发展的黄金阶段[10]。
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