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基于单片机的智能环境监测系统.pdf
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本设计主要山温湿度检测、烟雾检测电路、报警电路、显示电路和人体检测等模块组 成。
温湿度检测部分使用的是
DHT11
这种型号的温湿度传感器。
DHT11
是一种单总线型数 字式温
湿度传感器,它具有误差小、分辨率高、抗干扰能力强等特点。在烟雾检测电路模块当中,利
用气体传感器曲-
2
与
ADC0832
模数转换器实现基本功能。通过这些传感器和 芯片,当环境中
可燃气体浓度或有毒气体等发生变化时系统会发出相应的灯光报警信号和 声音报警信号,以
此来实现火灾报警,智能化提示。人体检测部分,是通过
HC-SR501
模 块实现,其主要工作原
理就是将感应到的红外热辐射信号转换成电信号,再将其放大输出。 如果检测到危险信号,就
会将信号传送给单片机,再经单片机处理,然后控制蜂鸣器和
LED
点亮发出警告。
本设计还可以在各种防盗场合下得到应用,比如家居防盗、仓库防盗等。温湿度、烟 雾和
人体防盗检测是三种最基本的环境参数,其测量方法和装置对现在的生活、生产具有 重要的意
义。
关键词:温湿度检测;
MQ-2
传感器;烟雾报警;热释电红外传感器;防盗报警器
1
ABSTRACT
he design is mainly composed of temperature and hunudity detection, smoke detection circuit, alarm circuit,
display circuit and human detection module. Tlie temperanire and humidity test section uses die DHT11 temperature
and hiumdity sensor. DHT11 is a single bus digital temperature and humidity sensor. It has the advantages of small
error, high resolution, strong anti interfbi:ence ability and so on. In tlie smoke detection circuit module, the gas
sensor MQ-2 and die ADC0832 analog to digital converter are used to realize the basic fimctions. Through these
sensors and chips
、
when the combustible gas concentration in die environment or toxic gas changes the system sends
out die correspondmg light alarm signal and sound alarm signal, m order to realize the mtelligeiit fire alarm prompt.
Tlie human detection part is realized by the HC-SR501 module. The mam principle is to convert the mfrared radiation
signals into electrical signals, tlieii amplify and output them. If a dangerous signal is detected, the signal is transmitted
to the microcontroller, processed by a microcontroller, and then controlled by a biizzer and LED to light a warning.
The design can also be applied in a variety of anti-theft occasions, such as home security, warehouse anti-
tlieft, etc.. Temperature, humidity, smoke and human burglar detection are the tliree basic environmental parameters,
and their measurement methods and devices are unportant to the present life and production.
Keywords: Temperature and humidity detection; MQ-2 sensor; Smoke alarm; Pyroelectric infrared sensor;
Burglar alarm
2
1
绪论..............................................................
5
1.1
课题背景 ........................................................
5
1.2
概述及功能介绍 ..................................................
5
1.2. 1
功能概述 .....................................................
5
1.2.2
主要功能介绍...................................................
6
1.3
本课题的研究思路 ................................................
6
1.3. 1
研究意义 .....................................................
6
1.3.2
研究思路.......................................................
7
1.3.3
研究难点.......................................................
7
1.4
主要工作 ........................................................
7
2
系统方案设计......................................................
8
2. 1
系统构成 .......................................................
8
2.2
方案设计 ........................................................
8
2.2. 1
单片机的选择 .................................................
8
2.2.2
传感器的选择..................................................
10
2.2.3
显示器选择方案................................................
10
2.2.4
防盗检测选择方案..............................................
11
3
系统硬件设计 ....................................................
12
4
3. 1
主控电路 ......................................................
12
3.
2
温:显度检测 ...................................................
14
3. 3
烟雾检测电路 ..................................................
16
3. 4
人体检测模块 ..................................................
16
3.5
报警电路 .......................................................
3.5. 1
灯光报警电路 .................................................
3.5.2
声音报警电路..................................................
3.6 LCD 1602
显示电路...............................................
4
系统软件设计.....................................................
4. 1
软件介绍 ......................................................
4.2
系统程序流程图 .................................................
4. 3
子程序流程图 ..................................................
5
测试结果及结论...................................................
5. 1
调试 ..........................................................
5.2
结论 ...........................................................
参考文献 ..........................................................
附录 ..............................................................
致谢 ..............................................................
4
18
18
18
19
22
22
23
24
27
27
29
30
31
32
1
绪论
1.1
课题背景
智能家居的概念在很早之前就已经被提岀来了,但是一直以来也没有具体的 设计实例
出现。在现在这个时代,伴随着科技的不断发展和进步,越来越多的高 科技产品开始出现在
市面上,它们不仅体现了人类在科技上的创新,也为我们的 日常生产和生活提供了很大的便
利,在众多的智能产品中,智能家居作为一个新 生代的产品开始在市场上崭露头角,智能家
居环境监测这类的产品开始越来越多 的吸引着人们的视线。在智能家居产品出现的同时,也
伴随着物联网技术在其中 的应用,主要是将家中的各种设备通过物联网技术(如火灾检测系
统、门窗控制 系统、安全防护系统、报警控制系统等)连接到一起,是一种可以用来对室内
外 遥控、防盗报警、照明、家电、智能温湿度调节以及对居住环境条件检测等多种 多样的
设备作用进行控制的手段。与普通家居进行比较,智能家居不单单具备普 通家居的全套性
能,而且在普通家居的基础上乂做出了一些改进。它增加了全方 位的信息交互功能,主要体
现在保障家庭与外部的交流有一个通畅的信息交流渠 道,对人们的生活方式进行优化。改善
人们的生活方式,提高人们的生活质量, 能够更加有效快捷的安排人们的时间,对家居生活
的安全性有了很显著的提高, 其至可以在很大程度上节省各种能源上耗费的资金,为我们更
加优质便捷的生活 提供了保障。
1.2
概述及功能介绍
1.2. 1
功能概述
在设计之前要先要对设计出来的产品性能有儿个简单的要求,如实用性、便 利性、可
靠性等方面。通过这些性能要求再去做出最符合需求的设讣。所以本次 设计主要分为五个功
能模块,分别为测温湿度模块、烟雾及红外感应模块、报警电路模块、显示信息模块和人体
检测模块。将这儿个模块的功能巧妙的与智能家 居环境监测相结合,在此之前我们已经通过
所学习的知识知道五个单独的功能应 该如何去实现,那么现在所要进行的是将五个单独的
功能模块通过单片机系统化 反馈,可以将它们组合到一起,形成一个能够实现综合这五种功
能的智能家居环 境监测系统。
1.2.2
主要功能介绍
5
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