摘 要：本文研究的是基于MSP430單片機(jī)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，它是一種能通過(guò)手動(dòng)和GSM手機(jī)短信控制的溫室環(huán)境系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)以MSP430單片機(jī)為主控芯片，GSM模塊為主要部分，包括溫度、濕度等各種傳感器，還有液晶顯示模塊、電機(jī)模塊等。最終實(shí)現(xiàn)的功能是能把需要的溫室環(huán)境中的一些參數(shù)顯示在液晶顯示屏上，并可以通過(guò)手動(dòng)和GSM手機(jī)短信控制，并且還模擬照明燈、電器等用電設(shè)備。

關(guān)鍵詞：MSP430單片機(jī)；環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)；GSM

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.118

1 引言

近年來(lái)，智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越多被企業(yè)或家庭所應(yīng)用。它可以使住戶(hù)的控制更便捷、更高效、更能為家庭的日常活動(dòng)節(jié)約不必要的能耗。還使得人們可以通過(guò)手機(jī)在任何時(shí)候、任意地點(diǎn)對(duì)家中的任意電器（空調(diào)、熱水器、電飯煲、燈光）進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。此外，該系統(tǒng)還可使家庭具有途徑報(bào)警、遠(yuǎn)程監(jiān)控等種功能，同時(shí)，智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)住戶(hù)的要求調(diào)整方案，加強(qiáng)緊急處理，危機(jī)救護(hù)等急救控制，使人們盡享高科技帶來(lái)的簡(jiǎn)便而時(shí)尚的現(xiàn)代生活。

2 智能環(huán)境控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案

（1）項(xiàng)目是由MSP430單片機(jī)最小系統(tǒng)板做主控板，包括電源模塊、傳感模塊、GSM模塊、模擬的家用電器等組成。傳感器有溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器等各種環(huán)境監(jiān)測(cè)類(lèi)傳感器。

（2）通過(guò)精密的電子傳感器來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控室內(nèi)的環(huán)境，如溫度、濕度、煙霧、光照強(qiáng)度等，會(huì)將室內(nèi)的溫濕度、有無(wú)煙霧顯示在一塊家用顯示屏上。當(dāng)你出門(mén)在外時(shí)，你想知道家里的安全情況，可以通過(guò)手機(jī)發(fā)送相應(yīng)指令，家中的系統(tǒng)會(huì)返回一條信息給你。

（3）GSM是本項(xiàng)目的核心，主要包括手機(jī)發(fā)送指令獲取溫濕度、煙霧等信息，還可以直接通過(guò)手機(jī)對(duì)家用電器進(jìn)行操作，出門(mén)忘關(guān)燈、空調(diào)等家用電器了，依然可以用手機(jī)來(lái)對(duì)它們進(jìn)行關(guān)閉。當(dāng)家里的溫度過(guò)高，可能會(huì)出現(xiàn)安全隱患時(shí)，系統(tǒng)會(huì)馬上發(fā)信息到你的手機(jī)，讓你實(shí)時(shí)知道家中的安全狀況。

（4）模擬家用電器部分，我們會(huì)模擬照明燈，空調(diào)等常用家用電器。通過(guò)傳感器和GSM模塊來(lái)控制家用電器。當(dāng)各路傳感器采集到不同的信息，可發(fā)送到手機(jī)或在顯示屏上顯示，當(dāng)某一項(xiàng)出現(xiàn)異常情況，可以通過(guò)手機(jī)對(duì)其進(jìn)行操作。

3 硬件電路設(shè)計(jì)

硬件電路分為電源模塊、單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、按鍵模塊。下面分別介紹下電源模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。

3.1 電源模塊電路

整個(gè)系統(tǒng)是通過(guò)2節(jié)18650電池來(lái)供電，然而單片機(jī)系統(tǒng)需要的是5V電源，傳感器模塊需要的是3.3V電源。所以我們需要對(duì)電源進(jìn)行降壓設(shè)計(jì)。通過(guò)LM7805電源芯片穩(wěn)成系統(tǒng)需要的5V電源，前后均有濾波電路，傳感器需要的3.3V通過(guò)AMS117來(lái)進(jìn)行穩(wěn)壓。圖1為設(shè)計(jì)的硬件圖。

3.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路

電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的主要功能是驅(qū)動(dòng)帶年紀(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有高轉(zhuǎn)矩重量比、寬調(diào)速范圍、高可靠性等要求。采用LM298，通過(guò)單片機(jī)的I/O口輸入改變芯片控制端的電平，即可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)、停止操作的控制。

4 軟件代碼調(diào)試及圖示（見(jiàn)圖3）

首先對(duì)GSM進(jìn)行初始化，當(dāng)GSM網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)成功后單片機(jī)開(kāi)始處理其他數(shù)據(jù)，單片機(jī)會(huì)將傳感器讀出的數(shù)據(jù)顯示12864液晶顯示屏上，系統(tǒng)還設(shè)置了若干按鍵多參數(shù)進(jìn)行手動(dòng)控制，可以通過(guò)按鍵調(diào)節(jié)溫度、濕度的上下限等。同時(shí)，手機(jī)可以通過(guò)GSM模塊來(lái)獲取溫室環(huán)境信息并進(jìn)行控制。

5 結(jié)論

此系統(tǒng)采用GSM技術(shù)來(lái)對(duì)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，用戶(hù)可以通過(guò)手機(jī)信息了解當(dāng)前的環(huán)境狀況，可以運(yùn)用在很多領(lǐng)域，比如可以安裝在溫室大棚，讓農(nóng)場(chǎng)主了解到大棚環(huán)境狀況。也可以安裝在紅綠燈旁提醒民眾愛(ài)護(hù)環(huán)境，提供最新資料給氣象局的人。如果本項(xiàng)目結(jié)項(xiàng)，可以先在全省高校進(jìn)行示范推廣，在各高校路口安裝此系統(tǒng)，對(duì)環(huán)境的溫度，濃度進(jìn)行監(jiān)控，廣大高校學(xué)生可以隨時(shí)去觀察，以便檢查此系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和持久性。另外，讓大學(xué)生們能夠親身的了解到發(fā)明創(chuàng)造給人們的生活帶來(lái)的巨大的改變，能夠帶動(dòng)大學(xué)生的興趣，讓他們參與進(jìn)來(lái)感受到發(fā)明創(chuàng)造對(duì)于改善人們生活的重要意義。

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作者簡(jiǎn)介：胡景（1994-），女，安徽六安人，本科，學(xué)生，研究方向：通訊工程。