基于单片机的文献综述

一、国内外现状：

(1)国外温湿度及气体测控系统研究

国外对温湿度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。国外气体传感器发展也很快，一方面是由于人们安全意识增强，对环境对环境安全性和舒适性要求提高；另一方面是由于传感器市场增长受到政府安全法规的推动。因此在国外得到快速发展。(2)国内温湿度及气体测控系统研究

我国对于温湿度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温湿度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温湿度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。对于气体报警器我国从70年代初开始发展，目前已达到型号多样、品种较齐全，应用范围也由单一的炼油系统扩展到几乎所有环境中，同时产品数量也在不断增加。今年来，在气体选择性和产品稳定性上也有很大提高。

二、发展趋势：

实时数据检测系统（尤其在温湿度和气体浓度方面）应用前景宽广，工农业生产、科学研究、国防通信等领域离不开数据监测系统。比如农业上要求能够实现智能化农业生产管理得利用温湿度检测系统；家居生活需要可燃性气体检测系统；粮食的储藏也需要对温湿度进行严格的控制，以防止粮食的变质；在科学研究方面，温湿度检测系统能够保证温度、湿度的恒定或者变化，适应与科学的研究，排除或者考察温湿度对某项研究起到的作用。

目前温湿度传感器和气体传感器正从分立组件向集成化、智能化、系统化的方向迅速发展，为开发新一代数据监测系统创造了有利条件。同时，提高灵敏度和工作性能，降低功耗和成本，缩小尺寸，简化电路，与应用整机相结合，增强可靠性，实现元件和电路的多功能化，成为现行追求的目标。

三、存在问题：

1、对于传感器的选择：选择专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术集成的温湿度传感器，要考虑它的测量范围和精度，要求抗干扰能力强和性价比高。气体传感器具有灵敏度高，长期稳定性好，寿命长，价格低，功耗小，可方便使用电池等特点。它需要约3 min左右预热达到稳态值，在加电的初始阶段，传感器的电导率随气体浓度存在一定的变化规律。

2、对单片机的选择：AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS型8位单片机，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，功能强大。STC89C51系列单片机的指令系统和AT89C51系列的完全兼容，但实际操作起来却不同。STC单片机执行指令的速度很快，大约是AT的3-30倍，AT89C51不带ISP下载，要用下载器才行，STC89C52可以用你的USB转串口下载。

3、电源部分：通常生活中接触的电压是220V交流电，但是本次试验所需的单片机和传感器模块都工作在5V直流电压环境中，所以通过变压器的变压，转成5V 交流电，然后接入整流桥，通过整流二极管转换成单向脉动性的直流电压。或者是使用5V电源适配器，直接得到5V直流电压。

四、研究主要成果：

对于温湿度数据监测系统：

1、通过数字温湿度传感器DHT11采集温湿度数据，即时传输给单片机；

2、单片机将收到的信号进行分析和处理，将采集到时温湿度实时数据送给1602液晶显示屏；

3、通过1602LCD液晶屏完成温湿度的数据显示；

4、给定温度湿度上下限数值，设置不同的温湿度，接入蜂鸣器，实现越限报警。对于气体数据监测系统：

1、利用气体传感器MQ-5对环境中气体浓度进行检测；

2、通过A/D转换芯片将浓度值转换为单片机识别的数字信号；

3、单片机对收到的信号进行处理和判断，当浓度超过预设值时，蜂鸣器发出警报。