基于单片机的智能家用空气质量检测系统

张改莲

摘要：随着生活水平的提高，人们对室内环境的空气质量提出了更高的要求。为了能够实时检测室内环境中的空气质量，提高家庭居住环境，需要对室内空气中有害气体进行有效的监测，以便采取有效的预防。室内环境监测与控制需要研究的因素很多，如温度、湿度、氧气浓度、光照强度、有害气体浓度等。本次设计就室内环境中最重要的温度和湿度两个因素来进行研究。使用DHT11数字温湿度传感器采集数据输送到单片机系统，经过处理实现室内环境监测与控制的功能。

关键词：温湿度传感器DHT11 单片机STC89C52 监测

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）12-0003-01

随着中国经济发展的越来越好，人们生活水平质量也快速提高。而人们对自己生活的环境以及对于自身健康生活的意识也在逐年提升，特别是建筑物的居住环境，人们希望生活工作的建筑物特别是自己的家居能够受自己的生活需求而自如控制。于是智能家用空氣质量检测系统应运而生，相比于一般建筑物环境，智能家用空气质量检测系统最大的特点就是整个建筑物受智能化的控制，能自动调整住户所需的各种环境因素如建筑物内的温度、湿度、光线、氧气浓度等各种与人体健康相关的因素。

1 系统的总体设计

本设计中选择DHT11数字温湿度传感器作为传感元件来检测温度和湿度的数据。在任何时间，显示当前环境的温度和湿度值，也可以让用户预设自己需要的温度和湿度值。室内温度和湿度超过用户设定值，则系统将发出警告音。根据需求，该系统选择STC89C52单片机作为数据处理元件，可处理传感器监测到的数据。按键、显示器、和报警器构成了用户操作模块。温湿度预设值通过按键来控制，显示部分采用LCD1602显示屏，能够循环显示温湿度的值及报警值的上、下限。当超出安全范围时，声光报警单元发出报警信号。按键操作可进行报警值范围的调整，及自动、手动测量的转换。根据本设计所要求完成的功能，系统基本框图如图1所示。

2 硬件设计

本设计分为硬件和软件两部分，中央处理单元采用STC89C52微处理器，进行数据采集、计算、处理后生成结果数据，并将数据结果实施超限对比。当值大于设定的阈值时，系统会自动报警，并通过显示单元显示此刻的浓度值，最终完成对数据的存储。STC89C52单片机的功耗低、性能高、片内拥有通用的8位CPU，在嵌入式控制系统中应用非常广泛。应用温湿度传感器DHT11检测温度和湿度，DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，它具有接口方便、不用额外校准的优点，适合室内环境温湿度检测的要求。温湿度传感器所传送来的数据用单片机作为主控制器处理，然后显示器模块显示数据。复位操作通过按键来设定单片机系统的温度和湿度值。蜂鸣器电路用晶体管三极管来实现其功能，用于识别室内的温度或湿度有没有超过预定值，显示部分采用LCD1602显示所测量的温度和湿度的数值。

3 软件设计

系统的软件部分采用C语言编写。先将系统按功能作用划分为若干子模块，然后根据子模块要实现的功能完成各个子程序的编写。根据温湿度监控系统的功能，能够显示当前的实时的温度和湿度，并且可以在高于或低于预先设定的值时发出警报。接通电源后按下开关，LCD初始化，调节预设温度和湿度的最高值和最低值。在编程中，温度和湿度的参数被定义，根据以上值的数据转换，以确定是否超过了预先设定的值，超过预设值时，蜂鸣器将发出嘟嘟声。1602显示实时温度和湿度值，再次循环的判断，如果在预设值范围内，蜂鸣器不发出报警，同时循环。系统软件流程图如图2所示。

4 结语

本文所研究的智能家用空气质量检测系统，采用STC89C52作为系统控制单元，它通过同时对现场温度和湿度信号的实时采集，判断是否有超过设定值，提高了系统预报的准确性。操作方便，成本较低。当然系统还存在很多不足之处，有待进一步的完善发展。系统还可以开发成多机监控模式，同时监测多个环境空气品质，通过串行通信传到上位机进行综合处理。

参考文献

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