深圳市组创微电子有限公司
销售部:15338833908采购部:0755-8299 4126行政部:0755-8299 4126
咨询电话
0755-8299 4141

单片机开发

室内环境监测系统


基于单片机的室内环境监测设计

本文所设计的系统环境监测系统主要基于STC12C5A60S2单片机,选择该款单片机的原因在于其具有低功耗、应用广、集成A/D转换模块以及I/O资源多等优点。

该室内环境监测系统包括温湿度监测、甲醛浓度监测以及数据显示等三个功能模块,其中,温湿度监测、甲醛浓度监测两个模块分别由若干温湿度传感器以及甲醛浓度传感器构成。整个室内环境监测系统的运作流程为:由温湿度监测模块以及甲醛浓度监测模块中相应的传感器采集当前室内的温湿度、甲醛浓度等环境数据,这些数据进行处理后传输至数据显示模块中进行显示。

一、室内环境监测系统硬件设计

本文中重点针对温湿度监测模块以及甲醛浓度监测模块进行设计。

1.1温湿度监测模块

本系统设计中,温湿度监测模块选择采用了奥松电子有限公司的DHT21温湿度传感器。该款温湿度传感器的可靠性被广泛认可,采用电容式湿敏元件,属于电容式数字传感器,运行能耗非常低,并且通过标准数字单总线输出的方式,能够实现较远距离的数据传输。此外,由于DHT21温湿度传感器采用高精度NTC以及自动化校准技术,因此能够有效、可靠地监测采集室内的温湿度数据。

1.2甲醛浓度监测模块

甲醛浓度监测模块硬件设计方面,本设计通过对国内市场当中的多种室内气体传感器产品进行比较筛选,最终选定了技术成熟的MSI100一P111传感器。MS1i00一Pl1i传感器是由龙戈电子有限公司生产的一种挥发性有机化合物传感器,业内普遍对其灵敏度以及稳定性给予好评。性能方面,MS1100一P111传感器的气体监测范围约为O-lOOppm浓度之间,能够对大于0.1ppm浓度的甲醛、苯、甲烷等多种对人体有毒害的气体成分进行较为精确的定性检测,而且对甲醛十分敏感,十分适用于室内环境监测系统的甲醛浓度监测模块。

二、室内环境监测系统软件设计

本室内环境监测系统的软件设计方面主要遵循模块化理念,设计了上电初始化、温湿度监测、甲醛浓度监测、数据传输、数据转换、数据显示、报警等各功能模块,并且为各功能模块分别编写独立函数的编程方式,从而通过相关函数来实现对各功能模块的控制。

本室内环境监测系统的数据流程如下:首先,在上电后数据显示模块、数据传输模块等各功能模块开始进行初始化,使其做好准备工作;然后,DHT21温湿度监测模块以及MS1i00一P111甲醛浓度监测模块开始进行室内环境数据的采集工作,所采集的监测数据由数据传输模块进行A/D模数转换,然后进行存储;此时,系统MCU会发出显示室内环境监测信息的命令,数据传输模块收到命令后将实时监测数据传输至显示模块,从而将转换后的数据显示出来。

三、实验分析

在本室内环境监测系统设计方案完成理论设计后,通过实验对其性能等进行验证分析。首先,依照本设计方案中的硬件设计部分,将STC12C5A60S2单片机、DHT21传感器、MS1100一P111传感器以及液晶显示器等硬件连接制成实验板;然后,使用Kei1uViSi(m4根据软件设计方案编写出相应的二进制程序,并将编写好的程序通过STCISP写入STCI2CSA60S2单片机;最后对实验板进行上电运行测试。

测试过程如下:将上述实验板在室内环境中进行环境数据监测测试,对测试中所监测到的室内温度、湿度、甲醛浓度等数据进行记录,并与传统室内环境监测手段所监测的数据进行对比分析。在室内温湿度监测方面,传统监测方式采用室内温湿度计,该室内温湿度计的温度监测误差低于±2℃,湿度监测误差为±5%RH。在室内甲醛浓度监测方面,传统监测方式采用了某品牌的空气甲醛自测盒,其甲醛监测最小分辨率为0.05mg/m3。实验板监测结果与传统监测方式的监测结果对比情况如表卜表3所示。

通过实验,可以看到本文所设计的基于STC12C5A60S2单片机的室内环境监测系统所监测的室内环境数据,与传统监测方面所监测的数据之间的误差值非常小。由此可以证明,该室内环境监测系统具有良好的精确度以及稳定性,可以满足实际的室内环境监测需求。

总结

本文提出了基于STC12C5A60S2单片机的室内环境监测系统设计方案,所设计的系统能够对室内温度、湿度以及甲醛浓度等数据进行精确、稳定的监测。在此基础上,该系统还具有扩展的潜力,通过增an--氧化碳传感器等其他类型的传感器,能够监测更多气体成分。此外,还能够通过连接更多设备以及添加相应控制程序的方法,丰富该系统的实用功能。比如将排风扇连接到本系统中,当室内空气中被监测的成分浓度超标时,系统能够自动打开排风扇来提升室内空气质量。

以上就是我们深圳市组创微电子有限公司为您介绍的基于单片机的室内环境监测设计技术。我们有丰富的智能电子产品定制开发经验,可以尽快评估开发周期与IC价格,也可以核算PCBA报价。我们是松翰单片机代理商、应广单片机代理商,出售并开发sonix与应广的MCU与语音IC方案。我们代理并开发杰理、安凯、全志、realtek等系列的IC与方案,还开发BLE蓝牙IC、双模蓝牙模块、wifi模块、物联网模块。我们的拥有硬件设计与软件开发能力。涵盖了电路设计、PCB设计、单片机开发、软件定制开发、APP定制开发、微信公众号开发、语音识别技术、蓝牙开发、wifi技术等。还可以承接智能电子产品研发、家用电器方案设计、美容仪器开发、物联网应用开发、智能家居方案设计、TWS耳机开发、蓝牙耳机音箱开发、儿童玩具方案开发、电子教育产品研发。

注:部分图片内容来源于网络,如有侵权,请联系删除。

使用该技术的解决方案

  • 返回顶部