基于單片機(jī)的低碳節(jié)能環(huán)保控制系統(tǒng)的研制

吳立群　陸善婷

【摘要】隨著科技的飛速發(fā)展和普及，高性能設(shè)備越來越多，環(huán)境保護(hù)和監(jiān)測的一系列應(yīng)急系統(tǒng)也越來越受到人們的關(guān)注。隨著環(huán)境污染和生態(tài)破壞程度的不斷加重，環(huán)境污染已經(jīng)對人們的生存和發(fā)展造成了非常嚴(yán)重的影響。環(huán)境的穩(wěn)定性越來越差，這樣下去將會直接影響到人類的生存環(huán)境。所以說做好環(huán)境的治理和保護(hù)刻不容緩。在做好環(huán)境保護(hù)工作的過程中環(huán)保監(jiān)測是一個非常必要且重要的環(huán)節(jié)，環(huán)保監(jiān)測是一個能夠?qū)Νh(huán)境進(jìn)行檢測和和分析，對突然發(fā)生的一些和環(huán)境有關(guān)的事件和問題進(jìn)行警告和預(yù)報的監(jiān)測應(yīng)急系統(tǒng)。環(huán)保監(jiān)測能夠給環(huán)境管理和處理提供一定的依據(jù)并且，能夠根據(jù)實際的情況提出一些決策和處理的措施。

【關(guān)鍵詞】DHT11傳感器 STC89C52單片機(jī)

【基金項目】項目名稱：低碳節(jié)能型環(huán)保檢測系統(tǒng)的研制，項目編號：CS1524003。

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）01-0250-01

1.系統(tǒng)總體設(shè)計概述

低碳節(jié)能型環(huán)保檢測系統(tǒng)由電源模塊、溫濕度采集電路、濕度采集電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、蜂鳴器報警模塊、按鍵模塊、MQ-2煙霧檢測模塊及處理器單片機(jī)組成，基于單片機(jī)對數(shù)字信號的高敏感和可控性、溫濕度傳感器可以產(chǎn)生模擬信號，和A/D模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片的性能，設(shè)計了以單片機(jī)基本系統(tǒng)為核心的一套檢測系統(tǒng)。

本項目開發(fā)的監(jiān)測系統(tǒng)能進(jìn)行多參數(shù)監(jiān)測，多點覆蓋、實時監(jiān)測，能夠更好地反映環(huán)境的整體情況。它涵蓋了嵌入式技術(shù)、微電子技術(shù)、數(shù)字信息處理技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、等當(dāng)代應(yīng)用開發(fā)技術(shù)，是對提高工作效率和節(jié)省環(huán)保監(jiān)測的人力、物力資源具有深遠(yuǎn)影響。系統(tǒng)的應(yīng)用具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會發(fā)展的戰(zhàn)略意義，未來將會產(chǎn)生重大的社會影響。

2.主控模塊電路原理圖

單片機(jī)主程序模塊通過對DHT11傳感器的溫濕度數(shù)據(jù)采集到信號的讀取，將得到的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行分析和處理，再將處理后的信號發(fā)送給LCD1602液晶顯示模塊。完成信息的接收與發(fā)送。當(dāng)溫濕度實際測量值大于設(shè)置值時，控制蜂鳴器和發(fā)光二極管發(fā)出報警信號。具體電路如圖所示。

3. DHT11傳感器

DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。DHT11傳感器連接STC89C52系列單片機(jī)相對比較簡單。單片機(jī)的P2.0口用來發(fā)收串行數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)口。連接傳感器的Pin2（單總線，串行數(shù)據(jù)）。由于測量范圍電路小于20米，建議加一個5K的上拉電阻，因此在傳感器的Pin2口與電源之間連接一個5K電阻。而傳感器的電源端口Pin1和Pin4分別接單片機(jī)的VDD和GND端。傳感器的第三腳懸浮放置。DHT11傳感器原件的電路原理圖如下所示：

4.系統(tǒng)軟件設(shè)計

需要先建立程序框架的流程圖，對整個設(shè)計劃分模塊，逐個模塊實現(xiàn)其功能，最終把各個子模塊合理的連接起來，構(gòu)成總的程序。主程序首先要對整個系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后將采集到的溫濕度指令傳給系統(tǒng)，1602液晶顯示其數(shù)據(jù)，單片機(jī)判斷測量的溫濕度。

當(dāng)溫濕度超出限制范圍，蜂鳴報警器會報警，并且開始自動調(diào)節(jié)溫濕度，如果濕度低于下限值啟動加濕繼電器，如果溫度高于上限值就啟動降溫繼電器，用C語言對這些流程編寫程序，包括LCD1602液晶顯示，DHT11溫濕度傳感器，溫濕度上下限度的限制。編寫完后可以用Keil編譯器軟件進(jìn)行調(diào)試。

5.總結(jié)

本系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為核心，溫濕度傳感器，LCD1602液晶顯示等為部件設(shè)計成控制系統(tǒng)，用C語言對各部件及主程序進(jìn)行編程，完成了此系統(tǒng)的設(shè)計，基本實現(xiàn)了預(yù)期的各項要求。

但是系統(tǒng)的精確度還有待提高，主要是濕度溫度的測量，存在一定的誤差。我們小組嘗試過很多種途徑，還是難以解決，但大體上滿足設(shè)計要求，達(dá)到了如期目標(biāo)。

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