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1、传感器设计实验论文题目：家庭环境检测系统的设计与制作专业名称：电子信息工程姓名：学号：班级：13级电信二班指导教师：陆清茹2016年10月25日目录一、绪论31.1前言31.2选题背景31.3国内外发展状态41.3.1粉尘测量方法41.3.2粉尘检测仪的性能与优点51.3.3研究的意义51.4本文主要工作5二、PM2.5粉尘浓度测试仪系统设计方案62.1系统的功能和技术指标62.2工作原理72.2.1粉尘检测原理72.2.2系统工作原理82.3程序框图和流程图82.3.1程序框图设计82.3.2粉尘检测仪程序
2、主流程图设计9三PM2.5粉尘测试仪系统硬件设计113.1单片机部分113.1.1系统CPU器件选择113.2信号采集电路133.3LED1602液晶显示设计电路143.4声光报警提示电路及LED灯电路153.5换风系统电路173.6按键电路17四PM2.5粉尘测试仪系统软件设计184.1系统程序流程194.2浓度参考值的键盘设定程序设计194.2.1键盘扫描的设计204.3信号采集部分的程序设计214.3.1数据采集流程图设计214.4蜂鸣器报警部分程序设计224.5LED1602液晶显示部分的程序设计23
3、4.5.1显示流程图设计23五DHT11产品概述24六HC-SR501人体感应模块功能特点25七PM2.5粉尘检测仪的测试结果及结论257.1调试25参考文献27结论28附录一：系统程序28致谢34一绪论1.1前言随着社会的进步，工业化水平的提高，人们的生活和工作有了很多便利。然而人们在享有方便生活和工作的同时，不得不面对生活环境越来越差的现实。进入21世纪以来，生活环境问题越来越严重，而这与人们对生活质量要求的提高形成了矛盾，因此注重生活环境的监测已经慢慢步入了产业化。粉尘是空气质量的重要指标，所以粉尘的检
4、测就很重要。温度和湿度则能影响人类的生活舒适度。本文所设计的家庭环境监测系统具有监测粉尘浓度，室内温度和湿度的功能，并具有人体感应功能，可在人接近时点亮屏幕显示数值，人离开后进入待机状态。本设计还具有报警功能，可设计粉尘浓度报警值，当高于报警值则会灯光和声音报警。1.2选题背景粉尘又称可吸入颗粒物(inhalableparticularmatter），它是指能进入呼吸道的，直径为10μm的颗粒物，对人的眼睛、鼻腔、上呼吸道都十分有害。同时这种可吸入粉尘能长驱进入肺泡且沉积时间长，可导致心肺病、心血管疾病。粉尘
5、作为病菌的载体，一同散入空气中，极易传播疾病。因此，粉尘浓度测试意义重大。当前各行业越来越重视产品生产、物品管理和仓库存储环节，很多仓库存储非常重要的物质，如:烟叶、纺丝、药材、食品等。为了维护仓储商品的质量完好，创造适宜于商品储存的环境，当库内温湿度适宜商品储存时，就要设法防止库外气候对库内的不利影响；当监控到库内温湿度不适宜商品储存时，就要及时采取有效措施调节库内的温湿度。因此，建立实时的温湿度监控系统，保存完整的历史温度数据都已经进入了行业规范。1.3测量方法1.3.1粉尘测量方法按照粉尘测量方法的不同
6、，粉尘测量方法主要有光学法、采样称重法和静电法三种。(1)采样称重法不适合于在线测量。(2)静电法易受干扰,国内技术并不成熟。(3)光学法又进一步分为浊度法和散射法,而浊度法是目前国外普遍采用的用来测量烟尘(粉尘)浓度的方法,这种国外仪器在国内许多单位也都得到了成功应用。光学法测量的缺点是需要保持光学镜头的相对清洁。对于烟道中烟尘的测量,实践证明,通过微正压的清洁保护风,就可实现对光学镜头的可靠保护。1.3.2温湿度测量方法DATA用于微处理器与DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4m
7、s左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下:一次完整的数据传输为40bit,高位先出。数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出4
8、0bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。1.3.3人体感应测量方法感应模块采用双元探头，探头的窗口为长方形，双元（A元B元）位于较长方向的两端，当人体从左到右或从右到左走过时,红外光谱到达双元的时间、距离有差值，差值越大，感应越灵敏，当
