李佳怡

摘要：本設(shè)計是基于單片機的室內(nèi)環(huán)境多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)。采用DHT11傳感器實現(xiàn)對溫度、濕度的檢測。采用MQ-2傳感器進行CO、CO2、甲醛、火災(zāi)煙霧等有害氣體的泄漏檢測，將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量由單片機AT89C51進行數(shù)據(jù)的分析處理并顯示，當檢測的信號超限時進行報警提示。

關(guān)鍵詞：室內(nèi)環(huán)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(jīng)濟和社會的不斷發(fā)展，關(guān)于生活的質(zhì)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(xiàn)出來。在這種情況下，多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)快速的發(fā)展起來，讓居住環(huán)境更加的安全。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計

本設(shè)計采用5V直流電為整個系統(tǒng)供電，DHT11溫濕度傳感器負責檢測室內(nèi)溫濕度，MQ-2煙霧傳感器負責對室內(nèi)的有害氣體檢測，AT89C51單片機會通過采集到的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)的分析和處理，并驅(qū)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(shè)置環(huán)境監(jiān)測的安全閾值，系統(tǒng)的總框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 供電電源電路

在本設(shè)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(wěn)壓電源為整個系統(tǒng)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(zāi)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(shè)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(chǎn)設(shè)計中經(jīng)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(shè)計需采用LCD12864作為顯示漢字、數(shù)字、字符的顯示器。

2.5 按鍵電路

本設(shè)計采用獨立按鍵，一共需要五個按鈕：功能設(shè)置按鈕、功能切換按鈕、數(shù)值加按鈕、數(shù)值減按鈕、確定按鈕。

2.6 報警電路

本設(shè)計的報警電路選擇聲音報警和發(fā)光提示這兩種方式，考慮到室內(nèi)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(gòu)成，當室內(nèi)空氣中的CO、CO2、甲醛、煙霧濃度過高，這四者有其一便會觸發(fā)聲音報警電路，蜂鳴器就會發(fā)出警報聲。

3 結(jié)語

在本設(shè)計中，以AT89C51單片機為核心，實現(xiàn)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(xiàn)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(zāi)煙霧濃度等有害氣體進行檢測。將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，由AT89C51單片機進行數(shù)據(jù)的分析和處理。報警電路根據(jù)按鍵設(shè)置的安全閾值實現(xiàn)報警功能，顯示部分采用LCD12864液晶實時顯示溫濕度。此設(shè)計達到了預(yù)測效果，達到了對居住環(huán)境多參數(shù)監(jiān)測的目的。

參考文獻

[1] 張亮.基于ZigBee技術(shù)的智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)[D].武漢科技大學，2009.

[2] 甘艷芳.智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D].杭州電子科技大學，2017.

[3] 楊海川.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居安防系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].上海交通大學，2013.

[4] 呂紅海.基于Android的智能家居無線控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].電子科技大學，2012.

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