基于AT89S52的室內環境監測系統設計

金花， 姚松麗， 施晨， 張珊

（上海工程技術大學機械工程學院，上海201620）

0 引言

微氣候環境直接影響人的情緒，疲勞程度，舒適感覺，健康和工作效率，其中溫度和濕度對人的影響最大［1］。室內作為人們生活的重要場所，關注其溫濕度顯得尤為必要。這使得低成本、高性能、方便使用的溫濕度監測系統成為了日常生活必需品。本文以AT89S52為控制核心，設計了一套適用于家庭的室內環境監測系統。

1 系統整體設計

利用傳感器技術設計一種基于AT89S52單片機的溫濕度監測和報警系統，該系統主要有單片機控制模塊、溫濕度數據采集模塊、數碼管顯示模塊和報警模塊，可以實時將當前環境溫濕度數字顯示在數碼管上，實現溫濕度的監控功能，并且可以設定溫度和濕度的上下限，當系統檢測到當前溫濕度超出界限時可以通過蜂鳴器智能報警。該系統整體結構框圖如圖1所示。

圖1 系統設計整體框圖

2 系統的硬件電路設計

2.1 單片機控制模塊

控制模塊采用AT89S52單片機，其外圍系統主要有時鐘電路和復位電路［2］，如圖2所示。

2.2 溫濕度采集模塊

該模塊使用的是數字式溫濕度傳感器DHT11，其內部帶有自校準系統，采用專用的數字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，將采集到的溫度濕度模擬信號轉為數字信號對其傳輸與處理［3-5］。傳感器包括一個阻式感濕元件和一個測溫元件，硬件電路如圖3所示。

2.3 數碼管顯示模塊

該模塊采用動態顯示方式驅動數碼管，若檢測到當前環境溫濕度的變化，數碼管會發生相應的變化，實時顯示測量結果。

2.4 報警模塊

報警電路如圖4所示，當溫濕度超出設定范圍時，蜂鳴器和發光二極管導通，實現蜂鳴及發光，即實現聲光報警這一功能。

3 系統軟件設計

系統軟件主要由系統初始化模塊、溫濕度采集模塊、數碼管顯示模塊和蜂鳴器報警模塊組成。溫濕度傳感器將采集到的模擬量轉化為數字量傳遞給單片機，經過單片機的處理，將結果顯示在數碼管上，若超出預設值則驅動報警。軟件設計流程圖如圖5所示。軟件程序基于KeiluVision2開發平臺，采用單片機C語言編寫［6］。該程序采用模塊化設計方法。

圖5 軟件設計流程圖

4 實驗結果

搭建實驗系統，通過軟硬件聯機調試，實現系統功能。溫濕度顯示如圖6所示，前面兩位“63”表示當前濕度，后面兩位“27”表示當前溫度。測量結果與溫濕度計（型號TH101B）測量值進行比較，結果如表1所示。

5 結論

本系統實現了以AT89S52單片機為控制核心的環境監測系統，可實時檢測室內溫濕度并實現報警功能。通過實驗結果顯示，該系統達到了預期的效果，讀數方便、測量準確，能較好地適用于日常環境的檢測。

表1 溫濕度測量結果比較

［1］ 郭伏，錢省三.人因工程學［M］.北京∶機械工業出版社，2007.

［2］ 鄭鋒，王巧芝，李英建，等.51單片機應用系統典型模塊開發大全［M］.北京：中國鐵道出版社，2013.

［3］ 張毅剛.單片機原理及應用［M］.北京∶高等教育出版社，2008：12-14.

［4］ 于波,基于單片機的室內環境監測系統設計［D］.青島：中國海洋大學，2011.

［5］ 薛玲，孫曼，張志會，等.基于單片機AT89S51的溫濕度控制儀［J］.化工自動化與儀表，2013，37（7）：66-69.

［6］ 田立，田清，代方震.51單片機C語言程序設計快速入門［M］.北京∶人民郵電出版社，2007.