基于單片機的智能家用空氣質量檢測系統

張改蓮

摘要：隨著生活水平的提高，人們對室內環(huán)境的空氣質量提出了更高的要求。為了能夠實時檢測室內環(huán)境中的空氣質量，提高家庭居住環(huán)境，需要對室內空氣中有害氣體進行有效的監(jiān)測，以便采取有效的預防。室內環(huán)境監(jiān)測與控制需要研究的因素很多，如溫度、濕度、氧氣濃度、光照強度、有害氣體濃度等。本次設計就室內環(huán)境中最重要的溫度和濕度兩個因素來進行研究。使用DHT11數字溫濕度傳感器采集數據輸送到單片機系統，經過處理實現室內環(huán)境監(jiān)測與控制的功能。

關鍵詞：溫濕度傳感器DHT11 單片機STC89C52 監(jiān)測

中圖分類號：TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）12-0003-01

隨著中國經濟發(fā)展的越來越好，人們生活水平質量也快速提高。而人們對自己生活的環(huán)境以及對于自身健康生活的意識也在逐年提升，特別是建筑物的居住環(huán)境，人們希望生活工作的建筑物特別是自己的家居能夠受自己的生活需求而自如控制。于是智能家用空氣質量檢測系統應運而生，相比于一般建筑物環(huán)境，智能家用空氣質量檢測系統最大的特點就是整個建筑物受智能化的控制，能自動調整住戶所需的各種環(huán)境因素如建筑物內的溫度、濕度、光線、氧氣濃度等各種與人體健康相關的因素。

1 系統的總體設計

本設計中選擇DHT11數字溫濕度傳感器作為傳感元件來檢測溫度和濕度的數據。在任何時間，顯示當前環(huán)境的溫度和濕度值，也可以讓用戶預設自己需要的溫度和濕度值。室內溫度和濕度超過用戶設定值，則系統將發(fā)出警告音。根據需求，該系統選擇STC89C52單片機作為數據處理元件，可處理傳感器監(jiān)測到的數據。按鍵、顯示器、和報警器構成了用戶操作模塊。溫濕度預設值通過按鍵來控制，顯示部分采用LCD1602顯示屏，能夠循環(huán)顯示溫濕度的值及報警值的上、下限。當超出安全范圍時，聲光報警單元發(fā)出報警信號。按鍵操作可進行報警值范圍的調整，及自動、手動測量的轉換。根據本設計所要求完成的功能，系統基本框圖如圖1所示。

2 硬件設計

本設計分為硬件和軟件兩部分，中央處理單元采用STC89C52微處理器，進行數據采集、計算、處理后生成結果數據，并將數據結果實施超限對比。當值大于設定的閾值時，系統會自動報警，并通過顯示單元顯示此刻的濃度值，最終完成對數據的存儲。STC89C52單片機的功耗低、性能高、片內擁有通用的8位CPU，在嵌入式控制系統中應用非常廣泛。應用溫濕度傳感器DHT11檢測溫度和濕度，DHT11數字溫濕度傳感器是一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專用的數字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，它具有接口方便、不用額外校準的優(yōu)點，適合室內環(huán)境溫濕度檢測的要求。溫濕度傳感器所傳送來的數據用單片機作為主控制器處理，然后顯示器模塊顯示數據。復位操作通過按鍵來設定單片機系統的溫度和濕度值。蜂鳴器電路用晶體管三極管來實現其功能，用于識別室內的溫度或濕度有沒有超過預定值，顯示部分采用LCD1602顯示所測量的溫度和濕度的數值。

3 軟件設計

系統的軟件部分采用C語言編寫。先將系統按功能作用劃分為若干子模塊，然后根據子模塊要實現的功能完成各個子程序的編寫。根據溫濕度監(jiān)控系統的功能，能夠顯示當前的實時的溫度和濕度，并且可以在高于或低于預先設定的值時發(fā)出警報。接通電源后按下開關，LCD初始化，調節(jié)預設溫度和濕度的最高值和最低值。在編程中，溫度和濕度的參數被定義，根據以上值的數據轉換，以確定是否超過了預先設定的值，超過預設值時，蜂鳴器將發(fā)出嘟嘟聲。1602顯示實時溫度和濕度值，再次循環(huán)的判斷，如果在預設值范圍內，蜂鳴器不發(fā)出報警，同時循環(huán)。系統軟件流程圖如圖2所示。

4 結語

本文所研究的智能家用空氣質量檢測系統，采用STC89C52作為系統控制單元，它通過同時對現場溫度和濕度信號的實時采集，判斷是否有超過設定值，提高了系統預報的準確性。操作方便，成本較低。當然系統還存在很多不足之處，有待進一步的完善發(fā)展。系統還可以開發(fā)成多機監(jiān)控模式，同時監(jiān)測多個環(huán)境空氣品質，通過串行通信傳到上位機進行綜合處理。

參考文獻

[1]庫志強，張錫兵，楊揚.基于單片機的溫濕度控制系統[J].現代制造，2006，（12）.

[2]于永會，唐軍.基于單片機的溫濕度采集系統[J].現代機械，2013，（3）.

[3]王迎旭.單片機原理及應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

[4]鄭峰.51單片機應用系統典型模塊開發(fā)大全[M].北京：中國鐵道出版社，2010.