基于单片机的室内环境多参数监测系统设计

李佳怡

摘要：本设计是基于单片机的室内环境多参数监测系统。采用DHT11传感器实现对温度、湿度的检测。采用MQ-2传感器进行CO、CO2、甲醛、火灾烟雾等有害气体的泄漏检测，将模拟量转换成数字量由单片机AT89C51进行数据的分析处理并显示，当检测的信号超限时进行报警提示。

关键词：室内环境;温湿度;有害气体;报警

中图分类号：TP368.12;TP274 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）12-0159-02

随着经济和社会的不断发展，关于生活的质量人们的要求逐渐提高，家居生活中的各种安全隐患问题也逐渐显现出来。在这种情况下，多参数监测系统快速的发展起来，让居住环境更加的安全。

1 系统整体设计

本设计采用5V直流电为整个系统供电，DHT11温湿度传感器负责检测室内温湿度，MQ-2烟雾传感器负责对室内的有害气体检测，AT89C51单片机会通过采集到的数据进行数据的分析和处理，并驱动显示电路和报警电路，按键电路是向单片机输入信号，用于设置环境监测的安全阈值，系统的总框图如图1所示。

2 系统硬件设计

2.1 供电电源电路

在本设计中，由于采用的单片机和所选模块供电为5V，所以采用5V直流稳压电源为整个系统供电。

2.2 温湿度检测电路

DHT11传感器采用单线制串行接口，通常会接一个约5.1K的上拉电阻，防止误操作。DHT11传感器连接图如图2所示。

2.3 有害气体检测电路

对于CO、CO2、甲醛、火灾烟雾等有害气体浓度的检测，选MQ-2型烟雾传感器。MQ-2是由气敏材料SnO2设计而成的，不但可用于检测液化气、苯和烷烃，还可以用于检测空气中的酒精、氢气以及烟雾等，检测范围特别广泛，因此，MQ-2可准确地成为多种气体检测仪，在家庭生活中以及工厂的生产设计中经常被用作检测气体泄漏的装置，具有良好的抗干扰能力，有害气体检测电路如图3所示。

2.4 显示电路

本次设计需采用LCD12864作为显示汉字、数字、字符的显示器。

2.5 按键电路

本设计采用独立按键，一共需要五个按钮：功能设置按钮、功能切换按钮、数值加按钮、数值减按钮、确定按钮。

2.6 报警电路

本设计的报警电路选择声音报警和发光提示这两种方式，考虑到室内的温度、湿度并不会对人体造成不可挽回的伤害，所以采用光报警。声音报警电路由蜂鸣和三极管构成，当室内空气中的CO、CO2、甲醛、烟雾浓度过高，这四者有其一便会触发声音报警电路，蜂鳴器就会发出警报声。

3 结语

在本设计中，以AT89C51单片机为核心，实现温度范围0℃～30℃;误差±1℃;湿度范围45%～75%RH;误差±1%RH。采用温湿度传感器DHT11实现对温度、湿度的检测，采用用MQ-2烟雾传感器检测CO、CO2、甲醛、火灾烟雾浓度等有害气体进行检测。将模拟量转换成数字量后，由AT89C51单片机进行数据的分析和处理。报警电路根据按键设置的安全阈值实现报警功能，显示部分采用LCD12864液晶实时显示温湿度。此设计达到了预测效果，达到了对居住环境多参数监测的目的。

参考文献

[1] 张亮.基于ZigBee技术的智能家居环境监测系统[D].武汉科技大学，2009.

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[3] 杨海川.基于物联网的智能家居安防系统设计与实现[D].上海交通大学，2013.

[4] 吕红海.基于Android的智能家居无线控制系统的设计与实现[D].电子科技大学，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