基于单片机的室内环境监测仪的设计

基于单片机的室内环境监测仪的设计

摘要

本系统满足室内环境变量实行全面、实时、长期监测的要求, 实现室内环境温湿度、可燃气体浓度检测的自动化和智能化。系统以单片机为核心，以温度、湿度传感器，气敏传感器作为测量元件，通过单片机与智能传感器相连，采集并存储智能传感器的测量数据，经过分析处理将结果显示于LCD液晶屏。在单片机系统中，还要实现超限报警和数据辅助存储功能。

本设计主要做了如下几方面的工作:一是确定系统的总体设计方案：包括系统应具备的功能、达到的技术指标、系统的设计原则；二是整个系统和各个模块的硬件和软件的设计：传感器的静动态特征分析使用、使用单总线技术的SHT11数字温湿度传感器的测温湿电路以及程序设计、使用气敏传感器MQ211进行数据采集的电路以及程序设计；三是报警、按键的电路和程序设计。

该设计对室内温湿度实现了检测与显示,而对CO和甲烷等有害气体完成超标报警，为人们的生活、娱乐及公共场所的环境提供了一种有效的防护系统。

关键词：单片机，STC89C52，SHT11，温湿度监测，MQ211，室内环境

MCU-BASED INDOOR EVENVIRONMENTAI

MONITORING SYSTEM

ABSTRACT

The system meets the implementation of a comprehensive indoor environmental variable, real-time, long-term monitoring requirements. System microcontroller core, temperature, humidity sensors, gas sensors as measuring devices, smart sensors through the MCU and connect smart sensors collect and store measurement data, through analyzing and processing the results shown in the LCD liquid crystal screen. In the SCM system, but also assisted to achieve over-limit alarm and data storage capabilities.

This design made the following main aspects of work:First, determine the system's design program: including system should have functions to the technical specifications, system design principles;Second, the whole system and each module of the hardware and software design: static and dynamic characteristics of the sensor to use, single-bus technology SHT11 digital temperature and humidity sensors measuring temperature and humidity circuit and program design, use of gas sensor data acquisition MQ211 circuit and program design;Third alarm, circuit and button programming.

The design of the indoor temperature and humidity to achieve the detection and display, while CO and methane, and other harmful gases to complete excessive alarm, as the people's life, entertainment and public places to provide an effective environmental protection system.

KEY WORDS：Single-chip microcomputer, STC89C52, SHT11, monitoring of temperature and humidity, MQ211, indoor environment

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目录

前言 (1)

第1章室内环境的监控系统 (2)

1.1课题涵义 (2)

1.2 方案设计 (2)

1.2.1 硬件设计 (3)

1.2.2 软件设计 (4)

第2章硬件电路设计 (6)

2.1 CPU模块 (6)

2.1.1 芯片管脚连接 (6)

2.1.2 芯片管脚说明 (6)

2.1.3 晶振和复位电路 (8)

2.2 气体传感器与模数转换模块 (9)

2.2.1 气敏传感器的特点和使用 (10)

2.2.2 气敏传感器的连接 (11)

2.3 温度湿度传感器模块设计 (12)

2.3.1 SHT11温湿度简介 (12)

2.3.2 SHT11的引脚功能 (13)

2.3.3 SHT11的内部结构和工作原理 (13)

2.3.4 SHT11应用与连接电路 (14)

2.3.5 温度和湿度值的计算 (15)

2.4 LCD显示模块设计 (16)

2.4.1 LCD特点 (17)

2.4.2 LCD的管脚 (18)

2.4.3 LCD的连接电路 (18)

2.5 按键电路块 (19)

2.6 报警电路模块设计 (20)

第3章软件设计 (21)

3.1软件系统设计 (21)