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《室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計_徐見煒.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、ELECTRONICSWORLD?技術(shù)交流室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院徐見煒【摘要】本文針對溫度、濕度、光照強度和天然氣濃度等影響室內(nèi)環(huán)境舒適度的主要因素，設(shè)計了室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，本系統(tǒng)主要以AT89C52為核心，控制信號的數(shù)據(jù)采集，并實現(xiàn)與計算機串行通信功能，利用LabVIEW軟件，實現(xiàn)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信和后臺數(shù)據(jù)處理功能模塊。該系統(tǒng)具有監(jiān)測方便、實時數(shù)據(jù)采集傳輸、費用低廉等特點?！娟P(guān)鍵詞】LabVIEW；單片機；傳感器；室內(nèi)環(huán)境所以使用該傳感器可以使開發(fā)時間大幅度縮短，大大提0引言高了效率。電路
2、如圖2所示。隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們的生活水平也在不斷提高。家庭住宅居室是人們生活的最主要場所，室內(nèi)居住環(huán)境的舒適度、便利性以及安全性直接關(guān)系著人們的生活質(zhì)量，影響著人們的身心健康，因此室內(nèi)環(huán)境污染對人體健康的影響己越來越被人們所關(guān)注，人們對室內(nèi)環(huán)境的要求也越來越高。但是如今由于室內(nèi)裝修污染物以及人們各種不良生活習慣等原因，導致室內(nèi)環(huán)境隱患眾多，嚴重危害人們的身心健康，所以對室內(nèi)環(huán)境的實時監(jiān)測是非常必要的。目前雖然市場上的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀種類繁多，但是監(jiān)測的主要是有害氣體，相對功能比較單一化，同時價格也
3、較貴，所以對功能多元化的多參數(shù)綜合環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計勢在必行。1系統(tǒng)的原理與組成系統(tǒng)的組成主要包括單片機下位機系統(tǒng)和LabVIEW上圖1系統(tǒng)組成位機系統(tǒng)兩部分。系統(tǒng)組成如圖1所示。下位機單片機系統(tǒng)由傳感器檢測模塊、報警模塊、無線傳輸模塊等部分組成。上位機系統(tǒng)分為顯示程序模塊、聲光報警程序模塊和數(shù)據(jù)記錄程序模塊。傳感器檢測模塊又分為溫濕度傳感器模塊、光強度傳感器模塊、天然氣傳感器模塊。它們的功能是準確無誤地檢測室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)：溫濕度、光照強度、天然氣濃度，然后單片機將檢測到的數(shù)據(jù)通過串口無線傳輸給PC機，通過P
4、C機上LabVIEW編寫的上位機圖2DHT90與單片機連接圖程序?qū)?shù)據(jù)進行實時顯示并且記錄。報警模塊功能是當檢測模塊檢測到的數(shù)據(jù)超出設(shè)定值時實現(xiàn)報警功能。2系統(tǒng)硬件設(shè)計2.1溫濕度檢測電路的設(shè)計溫濕度檢測電路主要元件為DHT90數(shù)字溫濕度傳感器，其測濕范圍：0—100%RH，測溫范圍:-40°C一123.8°C?？梢耘c單片機引腳直接連接，不需要其他電子元件輔助，圖3BH1750FVI與單片機連接圖??ELECTRONICSWORLD?技術(shù)交流2.2光強度檢測電路的設(shè)計示。UTC模塊與單片機連接圖如圖6所
5、示。光強度檢測電路采用BH1750FVI16位數(shù)字輸出型環(huán)境光強度傳感器，是一種用于兩線式的串行總線接口的集成電路，有著使用方便、功率低、分辨率高、檢測范圍大、誤差小、穩(wěn)定性高等優(yōu)點。電路如圖3所示。2.3天然氣檢測電路的設(shè)計天然氣檢測電路采用MQ-5傳感器，是一種典型的半導體氣敏電阻傳感器，其在工作時可以把氣體的種類及其與濃度有關(guān)的信息轉(zhuǎn)換成電信號，然后根據(jù)電信號的圖6UTC模塊與單片機連接圖強弱程度獲得待測氣體在環(huán)境中的濃度值，從而達到檢2.5串口通信電路的設(shè)計測環(huán)境中某種氣體濃度的目的。由于MQ-5傳感
6、器測量的計算機與外部的基本通訊方式有兩種:并行通訊和為模擬量，需要通過模數(shù)轉(zhuǎn)換將測得的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)串行通訊。串行通訊較并行通訊傳送速度慢，但連接簡字值發(fā)送給單片機，本系統(tǒng)采用的是ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換單，而且AT89C52單片機內(nèi)部有一個功能很強的全雙工串器。電路圖如圖4所示。行口，該串行口有4種工作方式，波特率可用軟件設(shè)置，由片內(nèi)的定時器、計數(shù)器產(chǎn)生，接收發(fā)送均可觸發(fā)中斷系統(tǒng)，使用十分方便。對本設(shè)計而言，串行通訊速度完全能滿足要求，因此本系統(tǒng)選用RS-232串口進行雙機通訊。電路如圖7所示。圖4MQ5工作
7、電路圖圖7串口電路圖圖5AMS1117電路圖2.4無線通信電路的設(shè)計無線通信電路采用UTC-1212無線通信模塊，該模塊具有功耗低、集成度高、微功率、半雙工等特點，集成了高性能的MCU和超低功耗射頻芯片。由于UTC-1212模塊的供電電壓范圍為2.1V—3.6V，但系統(tǒng)的供電電壓為5V，所以需要對單片機的輸出電壓進行降壓處理才能給圖8蜂鳴器報警電路圖無線模塊供電，否則會很容易燒毀無線傳輸模塊。本系2.6報警電路的設(shè)計統(tǒng)使用AMS1117正向壓降穩(wěn)壓器實現(xiàn)降壓功能，如圖5所本系統(tǒng)使用的壓電式蜂鳴器的驅(qū)動屬于自激
8、驅(qū)動，?0?ELECTRONICSWORLD?技術(shù)交流自激驅(qū)動非常簡單。自激蜂鳴器是由直流電壓驅(qū)動的，不需要利用交流信號進行驅(qū)動，不過需要對驅(qū)動口輸出4結(jié)論的驅(qū)動電平通過三極管放大，然后放大輸出驅(qū)動電流就能使蜂鳴器發(fā)出聲音。電路如圖8所示。本文介紹的基于虛擬儀器的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，通過對傳感器檢測到的信號進行處理，實現(xiàn)了室內(nèi)溫度、3系統(tǒng)軟件設(shè)計濕度、光強及天然氣的監(jiān)測。由于此設(shè)計由各個單元模塊化
