家庭环境监测系统的设计与 制作.doc

PAGE 1  传感器设计实验论文 题 目： 题 目：家庭环境检测系统的设计与制作 专业名称： 电子信息工程 姓 名： 学 号： 班 级： 13级电信二班 指导教师： 陆清茹 2016年10月 25日 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 一、绪论 3 1.1前言 3 1.2 选题背景 3 1.3 国内外发展状态 4 1.3.1 粉尘测量方法 4 1.3.2 粉尘检测仪的性能与优点 5 1.3.3 研究的意义 5 1.4 本文主要工作 5 二、 PM2.5粉尘浓度测试仪系统设计方案 6 2.1 系统的功能和技术指标 6 2.2 工作原理 7 2.2.1 粉尘检测原理 7 2.2.2 系统工作原理 8 2.3程序框图和流程图 8 2.3.1 程序框图设计 8 2.3.2 粉尘检测仪程序主流程图设计 9 三 PM2.5粉尘测试仪系统硬件设计 11 3.1单片机部分 11 3.1.1 系统CPU 器件选择 11 3.2 信号采集电路 13 3.3 LED1602液晶显示设计电路 14 3.4 声光报警提示电路及LED灯电路 15 3.5换风系统电路 17 3.6按键电路 17 四 PM2.5粉尘测试仪系统软件设计 18 4.1系统程序流程 19 4.2 浓度参考值的键盘设定程序设计 19 4.2.1 键盘扫描的设计 20 4.3 信号采集部分的程序设计 21 4.3.1 数据采集流程图设计 21 4.4 蜂鸣器报警部分程序设计 22 4.5 LED1602液晶显示部分的程序设计 23 4.5.1显示流程图设计 23 五 DHT11产品概述 24 六 HC-SR501人体感应模块功能特点 25 七 PM2.5粉尘检测仪的测试结果及结论 25 7.1 调试 25 参 考 文 献 27 结论 28 附录一：系统程序 28 致 谢 34 一 绪论 1.1前言 随着社会的进步，工业化水平的提高，人们的生活和工作有了很多便利。然而人们在享有方便生活和工作的同时，不得不面对生活环境越来越差的现实。进入21 世纪以来，生活环境问题越来越严重，而这与人们对生活质量要求的提高形成了矛盾，因此注重生活环境的监测已经慢慢步入了产业化。 粉尘是空气质量的重要指标，所以粉尘的检测就很重要。温度和湿度则能影响人类的生活舒适度。 本文所设计的家庭环境监测系统具有监测粉尘浓度，室内温度和湿度的功能，并具有人体感应功能，可在人接近时点亮屏幕显示数值，人离开后进入待机状态。本设计还具有报警功能，可设计粉尘浓度报警值，当高于报警值则会灯光和声音报警。 1.2 选题背景 粉尘又称可吸入颗粒物(inhalable particular matter），它是指能进入呼吸道的，直径为10μm的颗粒物，对人的眼睛、鼻腔、上呼吸道都十分有害。同时这种可吸入粉尘能长驱进入肺泡且沉积时间长，可导致心肺病、心血管疾病。粉尘作为病菌的载体，一同散入空气中，极易传播疾病。因此，粉尘浓度测试意义重大。 当前各行业越来越重视产品生产、物品管理和仓库存储环节，很多仓库存储非常重要的物质，如:烟叶、纺丝、药材、食品等。为了维护仓储商品的质量完好，创造适宜于商品储存的环境，当库内温湿度适宜商品储存时，就要设法防止库外气候对库内的不利影响；当监控到库内温湿度不适宜商品储存时，就要及时采取有效措施调节库内的温湿度。因此，建立实时的温湿度监控系统，保存完整的历史温度数据都已经进入了行业规范。 1.3 测量方法 1.3.1 粉尘测量方法 按照粉尘测量方法的不同，粉尘测量方法主要有光学法、采样称重法和静电法三种。 (1) 采样称重法不适合于在线测量。 (2) 静电法易受干扰,国内技术并不成熟。 (3) 光学法又进一步分为浊度法和散射法, 而浊度法是目前国外普遍采用的用来测量烟尘( 粉尘) 浓度的方法, 这种国外仪器在国内许多单位也都得到了成功应用。光学法测量的缺点是需要保持光学镜头的相对清洁。对于烟道中烟尘的测量,实践证明, 通过微正压的清洁保护风, 就可实现对光学镜头的可靠保护。 1.3.2温湿度测量方法 DATA 用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小