室内环境信息智能监测系统设计开题报告

 2022-09-21 09:34:51

1. 研究目的与意义

随着人们生活水平的改善和提高,建筑结构的封闭化室内办公人员的增加,IndoorAirQuality(IAQ)室内空气品质的研究吸引了越来越多人的关注。目前,对于室内环境监测具仪表已经有很多种,虽然此类仪表成本不是很高,监测速度较快,但是绝大数产品只是用来监测,不具备自动控制调节室内空气质量的能力。实际上,单纯的监测不能提供经济可行的空气质量调节措施,因此只有以控制作为监测的后备支持,监测工作才可以更深入持久地开展下去,才能达到监测和控制的有机结合,尽快为人们创造良好的室内环境。因此,本文基于量化监测,建立室内环境信息智能监测系统,此系统旨在实现室内空气温度、湿度、烟雾、有害气体的预警监测及自适应智能调节,利用MCU进行数据采集保证了前台数据的及时、准确,有利于进行全方位的评价,为人类营造一个健康的室内生存空间。

2. 课题关键问题和重难点

问题1、室内温度检测功能:对室内环境温度测量点进行监测;

问题2、室内湿度检测功能:对室内环境湿度测量点进行监测;

问题3、室内烟雾检测功能:对室内环境烟雾浓度实时检测。当传感器所处环境中存在可燃气体时,传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。因此需要通过多次实验选择合适的阀值,使浓度达到该值后报警;

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3. 国内外研究现状(文献综述)

温度、湿度和人类的生产、生活有着密切的关系,同时也是工业生产中最常见最基本的工艺参数,例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度、湿度的检测与控制。并且随着人们生活水平的提高,人们对自己的生存环境越来越关注,而空气中温湿度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响,所以对温度、湿度的检测就非常有必要了。而随着高科技的不断发展,温度和湿度已不再是相互独立的量,而应在系统集成中综合考虑。对其进行适时准确的测量具有重要意义。本章介绍了利用单片机进行温湿度测量和控制的智能化的方法,对基于MCS51单片机系统的温湿度控制原理及结构进行了描述。利用单片机对温、湿度控制,具有控温、湿精度高、功能强、体积小、价格低,简单灵活等优点,很好的满足了工艺要求。

AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含8kbytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和256bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容,片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元,功能强大AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。

数字传感器SHT11的湿度量程范围为0~100%RH,温度量程范围为-40.0~123.8℃,能满足室内温湿度环境要求。温度测量可达14位的分辨率、湿度测量可达12位的分辨率,在高速或超低功耗的应用中也可分别降至12位和8位的分辨率。同时还具有电源电压监测功能,可监测到VDD

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4. 研究方案

对于一个单片机系统的开发,需要综合运用计算机软硬件等多门学科的相关知识。其中包括模拟电子电路、数字电路、电子电路制图、计算机组成原理、接口技术、MCS-51指令系统的C语言。本课题的开发,需要将软件知识与硬件知识有机地加以结合。在软件编制的过程中,灵活运用了微控制器的中断机制。包括:中断处理、中断响应、中断优先级设置。对数字式温湿度传感器SHT11的控制,首先要对其进行初始化(复位)操作、然后通过单片机微控制器的相应端口进行数据读取。在显示输出的过程中,需要对并行接口芯片8255A进行方式控制字的设置,并输出转换后的十进制温度数值。

图1温湿度系统设计方案

5. 工作计划

第1周:查阅相关资料,掌握单片机的工作原理;

第2周:继续查阅相关资料,并翻译不少于3000字的外文文献,论证设计的可行性,研究设计方案和设计思路;

第3周:确定设计方案和关键技术,拟定采取的解决措施,撰写毕业设计开题报告;

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