基于单片机的低碳节能环保控制系统的研制

吴立群　陆善婷

【摘要】随着科技的飞速发展和普及，高性能设备越来越多，环境保护和监测的一系列应急系统也越来越受到人们的关注。随着环境污染和生态破坏程度的不断加重，环境污染已经对人们的生存和发展造成了非常严重的影响。环境的稳定性越来越差，这样下去将会直接影响到人类的生存环境。所以说做好环境的治理和保护刻不容缓。在做好环境保护工作的过程中环保监测是一个非常必要且重要的环节，环保监测是一个能够对环境进行检测和和分析，对突然发生的一些和环境有关的事件和问题进行警告和预报的监测应急系统。环保监测能够给环境管理和处理提供一定的依据并且，能够根据实际的情况提出一些决策和处理的措施。

【关键词】DHT11传感器 STC89C52单片机

【基金项目】项目名称：低碳节能型环保检测系统的研制，项目编号：CS1524003。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）01-0250-01

1.系统总体设计概述

低碳节能型环保检测系统由电源模块、温湿度采集电路、湿度采集电路、A/D转换电路、蜂鸣器报警模块、按键模块、MQ-2烟雾检测模块及处理器单片机组成，基于单片机对数字信号的高敏感和可控性、温湿度传感器可以产生模拟信号，和A/D模拟数字转换芯片的性能，设计了以单片机基本系统为核心的一套检测系统。

本项目开发的监测系统能进行多参数监测，多点覆盖、实时监测，能够更好地反映环境的整体情况。它涵盖了嵌入式技术、微电子技术、数字信息处理技术、现代通信技术、等当代应用开发技术，是对提高工作效率和节省环保监测的人力、物力资源具有深远影响。系统的应用具有重要的经济意义和社会发展的战略意义，未来将会产生重大的社会影响。

2.主控模块电路原理图

单片机主程序模块通过对DHT11传感器的温湿度数据采集到信号的读取，将得到的数据信号进行分析和处理，再将处理后的信号发送给LCD1602液晶显示模块。完成信息的接收与发送。当温湿度实际测量值大于设置值时，控制蜂鸣器和发光二极管发出报警信号。具体电路如图所示。

3. DHT11传感器

DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。DHT11传感器连接STC89C52系列单片机相对比较简单。单片机的P2.0口用来发收串行数据，即数据口。连接传感器的Pin2（单总线，串行数据）。由于测量范围电路小于20米，建议加一个5K的上拉电阻，因此在传感器的Pin2口与电源之间连接一个5K电阻。而传感器的电源端口Pin1和Pin4分别接单片机的VDD和GND端。传感器的第三脚悬浮放置。DHT11传感器原件的电路原理图如下所示：

4.系统软件设计

需要先建立程序框架的流程图，对整个设计划分模块，逐个模块实现其功能，最终把各个子模块合理的连接起来，构成总的程序。主程序首先要对整个系统进行初始化，然后将采集到的温湿度指令传给系统，1602液晶显示其数据，单片机判断测量的温湿度。

当温湿度超出限制范围，蜂鸣报警器会报警，并且开始自动调节温湿度，如果湿度低于下限值启动加湿继电器，如果温度高于上限值就启动降温继电器，用C语言对这些流程编写程序，包括LCD1602液晶显示，DHT11温湿度传感器，温湿度上下限度的限制。编写完后可以用Keil编译器软件进行调试。

5.总结

本系统以STC89C52单片机为核心，温湿度传感器，LCD1602液晶显示等为部件设计成控制系统，用C语言对各部件及主程序进行编程，完成了此系统的设计，基本实现了预期的各项要求。

但是系统的精确度还有待提高，主要是湿度温度的测量，存在一定的误差。我们小组尝试过很多种途径，还是难以解决，但大体上满足设计要求，达到了如期目标。

参考文献：

[1]李华.MCS？鄄51系列单片机实用接口技术.北京航空航天大学出版社.

[2]陈伟.MCS？鄄51系列单片机实用子程序集锦.清华大学出版社.1993.

[3]谭浩强著.C程序设计.北京：清华大学出版社，2007.

[4]冯博琴.微型计算机原理与接口技术[M]. 清华大学出版社，2004.

[5]赵亮，侯国锐.单片机C语言编程与实例[M].北京：人民邮电出版社，2003.