论文总字数：14470字

摘 要

现在，人们生活过的越来越好，环境条件的好坏与人们的健康具有紧密的联系，居住环境的好坏直接影响人们的身心健康。居住环境的好坏不仅在于温湿度方面的影响，更与室内气体成分有很大的关系。在我们的生活条件也更加人性化和便捷化的同时，随之带来的伤害也越来越多，比如室内装修材料释放出的有害气体，煤气泄漏释放出的有害气体等等。全面了解居民家庭生活中甲醛等有害气体的污染情况，提高消费者的环保意识，倡导新生态生活理念，营造健康的室内环境。据统计，每年都会有一部分人因为室内环境的污染患上各式各样大大小小的疾病，严重者更有会死亡的情况出现。生活环境的好坏已经严重对我们的日常生活有很大的影响。现在也有许多各式各样针对室内环境的监测系统的售卖，但是大多都是比较昂贵且功能很少，本设计是将有害气体监测和温度和湿度的测量总和在一起的一个系统。

1、利用传感器和单片机的功能总合在一起，对温度、湿度、燃气浓度实现监测。

2、报警器模块用蜂鸣器，当测得数据超过预置值的时候，进行报警。

3、利用液晶显示完成了对温湿度进行显示的设计。

关键词：STC89C52RC单片机；室内环境监测；DHT11

Design of Indoor Environment Monitoring System Based on MCU

Abstract

In today's society, with the improvement of people's living standards, people's requirements for various aspects of the indoor living environment have also increased. Internal environment is closely related to human health, and the quality of living environment directly affects people's physical and mental health. The quality of the living environment is not only the influence of temperature and humidity, but also has a great relationship with the indoor gas composition. While our lives have become more humane and convenient, more and more injuries have been brought about, such as harmful gases released by indoor decoration materials, harmful gases released by gas leaks, and so on. According to statistics, every year, some people suffer from various diseases, large and small, due to indoor environmental pollution, and even die. It can be seen that the quality of the indoor environment has become one of the important conditions for whether we can live in peace. In the current market, there are many various devices for indoor environment detection, but many of them are single-function or expensive. So the design is an indoor environment monitoring system that integrates indoor temperature and humidity detection and harmful gas detection.

1. The sensor and the single-chip microcomputer are organically combined to realize the monitoring of the temperature, humidity and gas concentration of the indoor environment.

2. The buzzer is used to complete the design of the alarm module, and the function of alarming when the predetermined value is exceeded is realized.

3. Completed the design of displaying temperature and humidity by using liquid crystal display.

Keywords: STC89C52RC MCU; Indoor Environmental Monitoring; DHT11

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1设计背景及意义 1

1.2室内环境监测系统现状 1

1.3设计的目的及内容 2

第二章 系统设计方案论证和总体框架 3

2.1设计方案论证 3

2.1.1单片机模块选择与论证 3

2.1.2温湿度检测模块选择与论证 3

2.1.3煤气监测模块选择与论证 3

2.2 总体硬件电路结构框架 4

第三章 系统的硬件设计 5

3.1 温湿度监测模块设计 5

3.2甲烷气体检测模块设计 6

3.2.1甲烷气体检测传感器介绍 6

3.2.2 A/D转换器介绍 7

3.2.3甲烷气体监测模块设计 8

3.3控制模块设计 9

3.3.1单片机时钟电路 9

3.3.2单片机复位电路 10

3.3.3换气扇控制电路 11

3.4报警模块设计 11

3.5电路电源设计 11

3.6显示电路和蓝牙模块设计 12

第四章 系统软件设计 13

4.1软件设计开发环境 13

4.2程序设计流程 13

4.2.1温湿度测量模块软件设计 13

4.2.2甲烷气体测量模块软件设计 13

第五章 监测系统测试 15

第六章 结论与展望 18

致 谢 19

参考文献（References） 20

第一章 引 言

1.1设计背景及意义

科学技术的不断进步和发展，推动着人类社会各方面的发展。住房和居所是人们生活的重要物质条件。伴随着科技的进步，生活质量跟着改变。同时，居住环境的舒服程度的要求也越来越高。建筑装饰材料的使用也造成了室内环境的严重污染，危害人们的健康，影响生活品质。因为科技的发展带来的各式各样的污染随之也接踵而来，人类对此也越来越关注，可持续绿色发展已经成为人们在生活和生产中都要特别重视的问题了。室内环境的舒适性取决于温度的同时还与湿度有很大的联系，同时空气中有哪些成分，这些成分对人们身体是有害还是无害也是很值得关注的一点。烷烃是构成天然气的主要的部分，天然气中可以点燃为我们提供能源的也是烷烃这部分，它主要有甲烷、乙烷等等类型，烷烃本身无色无味，不会伤害人。但是，煤气在空气中达到一定的量之后就会使氧气含量不够，让人们因为窒息而死亡。人生活的空气有五分之一的氧气含量，如果处于密室之中且氧气不够，就会发生窒息或昏迷。在一个密闭环境中，天然气泄漏，氧气会减少，就会对人体造成危害。而且煤气遇火即着，一旦点燃,就会出现燃烧速度非常快、温度相当高、辐射热强的特点。且若是达到一定的比例含量时，就会发生巨大的爆炸。甲烷在空气中会发生爆炸的含量限制是5%-15%。据生理学家研究，室内温度过高时，人的体温调节功能就会不能及时进行调节，热量如果不能散发出去，就会引起一系列的疾病。专家研究表明：哮喘、流感、过敏性皮炎等的疾病与人生活的环境条件有关。温度过于高的环境会引起呼吸道疾病、反应变差等问题，温度过于低则会使人体不能适应，同样会诱发呼吸道疾病、感冒等。人能承受的最适宜温度范围是11℃-32℃。同样湿度也很重要，湿度过大会使人烦躁、抑制散热等。湿度过小，会感觉口干、鼻出血更容易得感冒。所以相对湿度最好是30%-80%。然而，人的体感是会受二者综合影响的。经过长久的实验和测定，我们总结出来最适合我们长期身处其中的温湿度应该是：冬天18-25℃，湿度30%-80%；夏天相对来说要高一些是23-28℃，湿度30%-60%。因此为了保护人体健康，预防和控制室内空气污染，我国根据各项标准和要求制定并颁布了国家标准《室内空气质量标准》。这项标准的问世被社会人士广泛关注，也为室内环境监测的研究提供了重要依据，由此可见其意义非凡。

1.2室内环境监测系统现状

随着经济全球化的不断发展，新世纪的逐步到来，人类的生活质量都有所提高，生活质量等各个方面的有效提高，使人们对环境提出了新的要求，但是通过调查相关研究可知，国内外环境仍存在一定的问题。为避免出现这样的问题，国内外有关人士加强了对环境监测分析工作的重视，而环境监测分析的水平和质量的高低对环境改善有着重要的影响。^[1]

调研了国内外关于室内环境监测系统的现状，对目前室内环境监测系统还存在的不足之处有：一是，完善国内现有的环境监测体系，可以多应用一些互联网技术，这样不但可以提高环境监测的效率和质量，而且对于进一步完善环境监测体系也有着十分积极的作用。二是，提高我们对环境监测的重视程度，作为促进环境监测良性发展的重要前提。^[1]

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