酒店环境环境实时监测系统的设计与制作

四川师范大学成都学院程控交换课程设计

酒店环境环境实时监测系统的设计与制作

前言

在科技日新月异的今天，人们在满足温饱的基础上更加重视生活品质的提高，而室内环境作为与人们健康密切相关的环境尤为受到重视。酒店因其特殊的服务性质，其家具摆设，空气检测等要求越来越高。比如人们会需要一个适宜的温度，不是太热，不是太冷。同时，人们对酒店环境空气的要求更显重要，比如男人抽烟会使得酒店环境烟雾弥漫，使用液化气也按难免会有泄露，这些气体都是对人体有害的。因此，把握酒店环境的环温度、湿度、空气质量的度，来进行妥善调节，从而避免由于这些环境因素的超标对人体健康造成的伤害就显的尤为重要。所以为了人们的身体健康，同时有个一个更好的环境，并且为了能够达到提前未卜先知的功能，利用所学的知识设计了本作品：一个微型的酒店环境环境监测器。简单的实时监测酒店环境的温度，湿度，以及烟雾的超标等，本设计利用STC89C52单片机作为监测器的控制中心即CPU,用户它来控制相关的传感器。如温湿度传感器、烟雾传感器、液晶显示器等。以此来检测酒店环境的环境。达到实时检测酒店环境的温度，湿度，以及有毒气体的目的。使用者可以对监测系统进行相关的设置，限定温度、湿度、烟雾等环境因素的临界值。一旦某项指标超过所限定的临界值，这个系统可以自动的提醒家人进行相关的调节动作。例如，当温度高了，通过相关提示打开风扇、空调等。当湿度低了，通过相关提示喷洒水雾增加湿度。当有毒气体增多了，提示家人开窗通风并迅速关闭气体来源等。这样，系统在家人还没有发现危险到来之前就能够进行相关的提示操作，避免一定的危险事故的发生，从而达到监测报警实现未卜先知的目的。

1 总体系统设计

1.1 设计原理

本设计的思路是根据单片机的工作原理，利用各个传感器的特性，设计相关的电路，用单片机来采集相关的各个变量，结合时钟芯片在液晶屏上实时的显示各种状态，并且通过按键进行相关的设置，超过设置界限时，进行声光报警。

2 设计方案

2.1 方案一

采用STC89C52单片机作为控制核心，直接利用温湿度传感器采集温度和湿度，利用

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烟雾传感器来监测烟雾的危害程序，经过处理后直接传给单片机，单片机综合分析以后，送到LCD12864上显示，并且单片机结合时钟实时的显示状态，通过独立键盘来设置和调整时间，真题电路设计简单，具体模块框图如下：

电源模块 温湿度传感器 液晶显示电路 烟雾检测电路 独立键盘 单片机控制系统 实时时钟电路 报警控制模块

图2.1-1 方案一模块框图

2.2 方案二：我们采用ARM7处理器作为系统的控制核心，利用温度传感器和湿度传感器来分别采集温度和湿度，经过高精度AD转换器，编程数字信号后传送给ARM处理并用TFT彩屏显示出来，并添加专门各种气体检测传感器来检测酒店环境气体的密度等，同时我们加上高精度时钟芯片DS12C887来实时显示时间，便于实时检测，对于控制我们用矩阵键盘来输入信号，方便处理，不用不断的按键盘。同时通过485串口把数据传给计算机来分析。具体框图如下：

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电源模块 温湿度传感器 AD转换模块 液晶显示电路 ARM时钟芯片 各种气体传感器 处理器 485通信接口 矩阵键盘 报警控制电路

图2.2-1方案二模块框图

2.3 方案比较

方案一电路设计比较简单，对温度湿度要求不是很高的情况下，基本满足要求，而且可以实时显示，设置简单，软件调试比较简单，用在家庭中不但节约成本，而且操作方便，而方案二中我们选用ARM处理器，利用各种测量范围宽的温湿度传感器和高精度的气体传感器来检测酒店环境的状态，这套方案对于要求比较高的场合比较用，特别是在工业场合上来检测酒店环境的状态，并送到计算机进行分析，用在家庭中成本昂贵，综合比较方案一电路简单，测试范围满足要求，而方案二测试范围大，调试复杂，虽然精度高等优点，但是方案一更具有性价比和推广性，最后我们经过综合比较我们选用方案一。

3 元件选型与电路设计

3.1 单片机最小系统

3.1.1 STC89C52型单片机简介

STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-Flash

Programmable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51

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指令集和输出管脚相兼容。 其总控制电路如图3.1.1-1。

图3.1.1-1 总控制电路

3.1.2 STC89C52引脚功能介绍

○主电源引脚（2根）

VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V电源 GND(Pin20)：接地线

○外接晶振引脚（2根）

XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端 XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端

○控制引脚（4根）

RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。 ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号 PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号

EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。

○可编程输入/输出引脚（32根）

STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。

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PO口（Pin39～Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0～P0.7 P1口（Pin1～Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0～P1.7 P2口（Pin21～Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0～P2.7 P3口（Pin10～Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0～P3.7 根据原理我们制作了如下电路，单片机接线如下:

STC89C52主要功能如表3.1.2-1所示。

表3.1.2-1 STC89C52主要功能

主要功能特性

兼容MCS51指令系统 32个双向I/O口 3个16位可编程定时/计数器中断 2个串行中断 2个外部中断源 2个读写中断口线 低功耗空闲和掉电模式 8K可反复擦写Flash ROM 256x8bit内部RAM 时钟频率0-24MHz 可编程UART串行通道 共6个中断源 3级加密位 软件设置睡眠和唤醒功能 3.1.3 系统的引脚接线

根据其系统工作原理设计出如图3.1.3-1所示的引脚接线：

图3.1.3-1 引脚接线图

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