论文总字数：19495字

摘 要

目前，对于室内环境变量检测的仪表已经有很多。但是大部分产品只是用来监测，而不具备自动调节室内空气质量的能力。我的课题是“室内环境信息智能监测系统设计”，本设计主要研究了环境变量的检测与控制方法的设计。本系统采用的是以STC89C52RC单片机为主控器，采用DHT11温湿度传感器、MQ-2烟雾气敏传感器、MQ-135空气质量传感器构成测量系统，结合驱动电路、电风扇、加热陶瓷、液晶屏、蜂鸣器构成显示与输出控制单元。本系统可以实现节能、智能、动态控制的要求。测试表明稳定性好，系统响应快，控制效果明显，连续工作时间长。

关键词：智能监测；单片机；节能；动态控制

Indoor Environmental Information Intelligent Monitoring System

Abstract

Currently,There are many indoor environment variable detecting instrument.But most products are only used to monitor,rather than have the ability to automatically adjust the indoor air quality.My topic is "Indoor Environmental Information Intelligent Monitoring System",the design studies the design method for the detection and control of environmental variables.The system uses a microcontroller based STC89C52RC main controller,using DHT11 temperature and humidity sensors,MQ-2 smoke gas sensors,MQ-135 air quality sensor measuring system constitutes,with the driving circuit,fans,heating ceramic,LCD screen, buzzer constitute a display and output control unit.This system can achieve energy saving, intelligent, dynamic control.Tests show good stability,fast system response,control effect is obvious, continuous long working hours.

Keywords: intelligent monitoring; SCM; energy; dynamic control

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1 课题研究的背景及意义 1

1.1.1 课题背景 1

1.1.2 课题意义 2

1.2 环境检测产品发展现状分析 2

1.3 本课题主要研究任务及内容 2

第二章 系统需求分析与方案论证 3

2.1 室内环境信息智能监测系统原理 3

2.2 可行性分析 3

2.3 系统整体方案设计 3

2.4 本章小结 4

第三章 室内环境信息智能监测系统硬件设计 5

3.1 硬件设计原理 5

3.2 电源模块设计 5

3.3 51单片机及其最小工作系统的设计 7

3.4 传感器节点硬件设计 7

3.4.1 基于DHT11的温湿度感测模块设计 7

3.4.2 基于MQ-2烟雾传感器模块设计 8

3.4.3 基于MQ-135空气质量传感器模块设计 9

3.4.4 基于传感器的多路采集模块设计 9

3.5 输出响应硬件设计 9

3.5.1 基于1602液晶屏的显示模块 9

3.5.2 环境控制部分硬件选择 10

3.5.3 空气质量报警电路设计 12

3.5.4 驱动电路部分电路设计 13

3.6 本章小结 14

第四章 室内环境信息智能监测系统软件设计 15

4.1 软件开发语言及工具 15

4.2 系统软件框架 15

4.3 主程序及各模块程序 16

4.3.1 主程序设计 16

4.3.2 温湿度测量模块 17

4.3.3 MQ-2烟雾检测模块 18

4.3.4 MQ-135有害气体检测模块 18

4.4 本章小结 19

第五章 调试及运行结果分析 20

5.1 控制系统的组成 20

5.2 实验结果及分析 20

5.2.1 温湿度测量显示实验结果分析 20

5.2.2 空气质量的多路采集实验结果分析 21

5.2.3 人机交互与系统调节控制实验结果分析 21

5.3 本章小结 22

第六章 总结与展望 23

6.1 课题总结 23

6.2 课题展望 23

致 谢 24

参考文献（References） 25

附 录 26

第一章 绪 论

1.1 课题研究的背景及意义

1.1.1 课题背景

现代人在室内环境中的时间已经占了人们生活的大部分时间。不少上班族在一个相对封闭的环境里工作，因此室内环境的空气质量将直接影响人们的身体健康。大多数人轻则头疼，大脑反应速度降低。研究表明，内部是不是一个安全的地方，有时甚至是室内污染很严重。所以我们应该关注室内空气质量的重要性。一个人每天的生活离不开食物和水，而所需空气的质量则为他们总和的3倍多，室内的空气质量对人的健康、舒适感受和工作学习效率都显得十分重要。

在经历了第一污染时期的“煤烟型污染”和第二污染时期的“光化学烟雾污染”之后，现代人进入了第三污染时期即“室内环境污染”。室内污染是我们看不见的，但到处都是。室内污染物可能几千种。

最近几年工业经济发展迅速，各个城市忙着建设高楼大厦以及便捷的交通。却同时产生了巨大的污染。当前我国环境污染已经岌岌可危，尤其是空气、水、烟雾和有毒物质会时刻侵害着我们的健康。室内环境的污染更为严重。我们接触的家居所使用的油漆含有甲醛等有害成分，这将长时间的影响室内的空气质量。目前中国消费者协会的质量投诉重点也已经转向了室内环境污染投诉。

全球室内环境的污染严重危害孕妇、老人和孩子的身体健康。如果有一能够检测出有害气体的产品，那么将引起人们的重视，及时开窗换气或控制。因此可以预见，既能够检测环境有害气体又能进行预警和一定控制能力的产品具有相当的市场前景。因为健康是人类不变的追求。

室内的可燃性气体的泄露及不明原因产生的烟雾，都具有极强的危害性。会诱发一系列的自然或人为的灾害，给人们带来巨大的损失。因此对危害来临前的预警尤为重要。目前市面上对烟雾，可燃性气体进行检测的传感器不少，使用效果稳定。但是很少作为单一功能在普通家庭使用。由此可见多功能的检测产品更容易被人们接受。我的设计是在满足人们对系统的要求后，加上报警系统来作为产品的辅助功能。

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