基于單片機的室內環境多參數監測系統設計

李佳怡

摘要：本設計是基于單片機的室內環境多參數監測系統。采用DHT11傳感器實現對溫度、濕度的檢測。采用MQ-2傳感器進行CO、CO2、甲醛、火災煙霧等有害氣體的泄漏檢測，將模擬量轉換成數字量由單片機AT89C51進行數據的分析處理并顯示，當檢測的信號超限時進行報警提示。

關鍵詞：室內環境;溫濕度;有害氣體;報警

中圖分類號：TP368.12;TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）12-0159-02

隨著經濟和社會的不斷發展，關于生活的質量人們的要求逐漸提高，家居生活中的各種安全隱患問題也逐漸顯現出來。在這種情況下，多參數監測系統快速的發展起來，讓居住環境更加的安全。

1 系統整體設計

本設計采用5V直流電為整個系統供電，DHT11溫濕度傳感器負責檢測室內溫濕度，MQ-2煙霧傳感器負責對室內的有害氣體檢測，AT89C51單片機會通過采集到的數據進行數據的分析和處理，并驅動顯示電路和報警電路，按鍵電路是向單片機輸入信號，用于設置環境監測的安全閾值，系統的總框圖如圖1所示。

2 系統硬件設計

2.1 供電電源電路

在本設計中，由于采用的單片機和所選模塊供電為5V，所以采用5V直流穩壓電源為整個系統供電。

2.2 溫濕度檢測電路

DHT11傳感器采用單線制串行接口，通常會接一個約5.1K的上拉電阻，防止誤操作。DHT11傳感器連接圖如圖2所示。

2.3 有害氣體檢測電路

對于CO、CO2、甲醛、火災煙霧等有害氣體濃度的檢測，選MQ-2型煙霧傳感器。MQ-2是由氣敏材料SnO2設計而成的，不但可用于檢測液化氣、苯和烷烴，還可以用于檢測空氣中的酒精、氫氣以及煙霧等，檢測范圍特別廣泛，因此，MQ-2可準確地成為多種氣體檢測儀，在家庭生活中以及工廠的生產設計中經常被用作檢測氣體泄漏的裝置，具有良好的抗干擾能力，有害氣體檢測電路如圖3所示。

2.4 顯示電路

本次設計需采用LCD12864作為顯示漢字、數字、字符的顯示器。

2.5 按鍵電路

本設計采用獨立按鍵，一共需要五個按鈕：功能設置按鈕、功能切換按鈕、數值加按鈕、數值減按鈕、確定按鈕。

2.6 報警電路

本設計的報警電路選擇聲音報警和發光提示這兩種方式，考慮到室內的溫度、濕度并不會對人體造成不可挽回的傷害，所以采用光報警。聲音報警電路由蜂鳴和三極管構成，當室內空氣中的CO、CO2、甲醛、煙霧濃度過高，這四者有其一便會觸發聲音報警電路，蜂鳴器就會發出警報聲。

3 結語

在本設計中，以AT89C51單片機為核心，實現溫度范圍0℃～30℃;誤差±1℃;濕度范圍45%～75%RH;誤差±1%RH。采用溫濕度傳感器DHT11實現對溫度、濕度的檢測，采用用MQ-2煙霧傳感器檢測CO、CO2、甲醛、火災煙霧濃度等有害氣體進行檢測。將模擬量轉換成數字量后，由AT89C51單片機進行數據的分析和處理。報警電路根據按鍵設置的安全閾值實現報警功能，顯示部分采用LCD12864液晶實時顯示溫濕度。此設計達到了預測效果，達到了對居住環境多參數監測的目的。

參考文獻

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Design of? Multi-parameter Monitoring System for Living Environment based on MCU

LI Jia-yi

（College of? Information and Control Engineering， Jilin Institute of? Chemical Technology， Jilin? Jilin? 132000）

Abstract：This design is a multi-parameter monitoring system for living environment based on the single-chip. The temperature and humidity can be measured by DHT11 sensor. Mq-2 sensor is used to detect the leakage of CO， CO2， Formaldehyde， fire smoke and other harmful gases. The analog quantity is converted into digital quantity and the data is analyzed and displayed by AT89C51. When the detected signal exceeds the safety threshold， the alarm is prompted.

Key words：living environment;temperature and humidity;harmful gas;alarm