家用环境监测系统的设计方案
室内环境监测方案

室内环境监测方案摘要室内环境监测是指通过传感器和监测设备实时监测室内空气质量、温度、湿度等因素的方案。
本文将介绍一个基于物联网的室内环境监测方案,该方案能够高效准确地监测室内环境并及时报警,以保障人们的健康和舒适。
简介随着人们对生活质量要求的提高,室内环境对人们的健康和舒适度产生了越来越大的影响。
不良的室内环境可能导致人们出现头晕、乏力、过敏等症状,严重者还会引发呼吸道疾病。
因此,实时监测室内环境的重要性不言而喻。
本方案基于物联网技术,通过在室内安装传感器和监测设备,可以实时监测室内空气质量、温度、湿度等参数,并将数据传输至云端进行分析和处理。
一旦监测到异常情况,系统会自动发出警报,提醒用户采取相应措施。
方案详述1. 传感器选择与安装传感器是室内环境监测方案的核心组成部分,正确选择和安装传感器对于准确监测室内环境非常重要。
常见的室内环境传感器有空气质量传感器、温度传感器和湿度传感器等。
空气质量传感器可以测量室内空气中的PM2.5、甲醛等有害物质的浓度。
温度传感器用于测量室内的温度,湿度传感器则用于测量室内的湿度。
传感器的安装位置也应该考虑到室内空气流动的特点。
通常情况下,应该在房间中央或者靠近人体位置的地方安装传感器,以确保监测数据的准确性。
2. 监测设备与数据传输为了实现对室内环境的实时监测,监测设备应具备数据采集和传输的功能。
一种常见的解决方案是使用无线传感器网络(WSN)进行数据采集和传输。
监测设备需要将传感器采集到的数据通过无线网络传输至云端服务器。
云端服务器负责存储、处理和分析监测数据,并根据事先设定的规则进行异常监测和警报。
3. 数据分析与处理云端服务器上的数据分析和处理模块对传感器采集到的数据进行分析和处理,以提取有价值的信息。
这些信息包括室内空气质量、温度湿度的变化趋势以及异常情况的判断。
数据分析和处理模块可根据用户需求提供多种查询和分析功能。
用户可以通过手机APP或者网页端访问云端服务器,实时了解室内环境的状况。
家庭环境监测系统的设计与制作

家庭环境监测系统的设计与制作随着科技的飞速发展,人们对于生活质量和安全的要求也越来越高。
而在众多的需求中,家庭环境的质量就是一个很重要的点。
特别是在当今疫情依然存在的情况下,选择一个可靠的家庭环境监测系统对于每个家庭来说都是非常重要的。
那么,本文将会提供一个家庭环境监测系统的设计方案和制作流程来为大家提供更为可靠的环境监测保护。
一、家庭环境监测系统的设计在设计环境监测系统时,我们应该思考以下问题:首先,我们要对家居环境的各项指标具体了解,以了解哪些参数需要监测;其次,根据不同的监测指标,在硬件设计方面做到各尽其用;最后,硬件与软件之间的交互必须具有高的稳定性,以确保数据的完整性。
具体来说,环境监测系统需要包含以下元素:1.温湿度传感器温湿度传感器可以检测室内温度和相对湿度。
这是一项重要的指标,因为在适宜的温湿度条件下,室内空气干燥的概率就会降低,从而减少疾病的可能性。
2.噪音传感器这种传感器可以检测室内外的噪声水平,以及室内噪音的来源。
这将有助于定位噪音的问题,并私人设备控制噪音来源。
3.CO传感器CO与呼吸有关,对CO的浓度需有所监测。
在家庭环境监测系统中,我们要安装CO传感器来监测CO的浓度,以避免CO中毒的风险。
4.有害气体传感器除了CO之外,还有许多有害气体浓度可达到危险水平,并形成对人体健康的威胁。
在环境监测系统中,这些有害气体的浓度也需要得到报告。
5.光传感器光传感器用于检测室内照明条件,以便能够制定方案来优化室内光照或其他照明设备。
利用这些传感器进行环境检测后,我们需要一个微处理器将数据收集和计算,然后把评估结果打印出来或者上传到云端。
在这个过程中,电源部分也非常重要。
因为该系统需要不间断地工作,所以安装电池或插电就不可或缺了。
二、家庭环境监测系统的制作流程1.硬件组装首先,我们需要按照设计方案购买传感器、微处理器和其他所需电子部件,并对这些部件进行安装和测试。
然后,我们需要编写代码来控制这些组件以及计算收集到的数据。
24年智能家居环境监测系统施工方案

《智能家居环境监测系统施工方案》一、项目背景随着科技的不断进步,人们对生活品质的要求越来越高。
智能家居环境监测系统作为一种新兴的技术,能够实时监测室内的温度、湿度、空气质量、光照强度等环境参数,并通过智能设备进行远程控制和管理,为人们提供更加舒适、健康、安全的居住环境。
本项目旨在为某住宅小区安装智能家居环境监测系统,提高小区的智能化水平,提升居民的生活质量。
该小区共有[X]栋住宅楼,每栋楼有[X]个单元,每个单元有[X]层,每层有[X]户居民。
项目施工范围包括小区内所有住宅楼的公共区域和部分居民家庭。
二、施工步骤1. 现场勘查(1)组织专业技术人员对小区进行现场勘查,了解小区的建筑结构、电气布局、网络覆盖等情况,为施工方案的制定提供依据。
(2)与小区物业管理人员和居民代表进行沟通,了解他们的需求和意见,确保施工方案符合实际情况。
2. 方案设计(1)根据现场勘查结果和用户需求,设计智能家居环境监测系统的施工方案,包括系统架构、设备选型、安装位置、布线方式等。
(2)绘制施工图纸,明确各个设备的安装位置和布线路径,为施工提供指导。
3. 设备采购(1)根据施工方案和设计图纸,确定所需的设备和材料清单,包括传感器、控制器、网关、显示器、线缆等。
(2)选择正规的供应商进行设备采购,确保设备的质量和性能符合要求。
4. 施工准备(1)组织施工人员进行技术培训,熟悉施工方案和设备安装方法。
(2)准备施工所需的工具和设备,如电钻、螺丝刀、扳手、测试仪等。
(3)对施工现场进行清理和整理,确保施工环境安全、整洁。
5. 布线施工(1)按照施工图纸的要求,进行线缆的敷设和布线。
线缆应采用阻燃、耐腐蚀的材料,布线应整齐、规范,避免交叉和缠绕。
(2)在布线过程中,应注意保护线缆,避免损坏。
同时,应做好线缆的标识和编号,方便后续的维护和管理。
6. 设备安装(1)根据施工图纸的要求,将传感器、控制器、网关、显示器等设备安装在指定的位置。
室内环境监测与控制系统设计

室内环境监测与控制系统设计随着人们对室内空气质量的关注度逐渐增高,室内环境监测与控制系统的需求也越来越大。
一个高效的室内环境监测与控制系统可以提供稳定、舒适、健康的室内环境,同时节约能源。
本文将介绍室内环境监测与控制系统的设计要点,以及其中的关键技术。
1. 设计目标首先,确定室内环境监测与控制系统的设计目标是至关重要的。
不同的使用场景和需求会对系统的设计产生不同的要求。
例如,一个办公楼的设计目标可能是提供舒适的室内环境,同时降低能源消耗;而在一个实验室中,设计目标可能是确保室内空气质量达到特定的标准,以保证实验的准确性和安全性。
2. 环境监测室内环境监测是室内环境监测与控制系统的核心功能之一。
通过各种传感器和仪器,可以监测室内温度、湿度、空气质量、光照等参数。
这些数据可以实时地收集和分析,以便及时采取相应的控制措施。
温度和湿度传感器是常见的环境监测传感器。
它们可以测量室内温度和湿度的变化,并通过控制系统调整空调和加湿设备的运行状态,以保持室内舒适度。
空气质量是另一个重要的监测指标。
通过监测室内的二氧化碳浓度、挥发性有机化合物、颗粒物等指标,可以评估室内空气的质量,并制定相应的控制策略,如通风换气或调整空气净化系统的运行。
3. 控制策略室内环境监测与控制系统的设计还涉及控制策略的制定。
根据不同的设计目标,可以采取不同的控制策略。
常见的控制策略包括时序控制、反馈控制和预测控制。
时序控制是基于时间的控制策略,通过预设的时间表调整室内环境参数。
例如,在办公楼中,可以根据工作时间表设定恒温控制策略,以便在员工到达办公室之前自动调整温度。
反馈控制是根据环境监测数据实时调整控制设备的运行状态。
例如,当温度超过设定的范围时,系统可以自动启动空调或加热设备,以保持室内温度的稳定。
预测控制是根据历史数据和模型预测未来环境参数的变化,并调整控制设备的运行状态。
这种控制策略可以进一步提高系统的能效,如根据天气预报预测室外温度变化,并相应地调整空调系统的运行。
智慧家园环境监测系统设计设计方案

智慧家园环境监测系统设计设计方案智慧家园环境监测系统设计方案一、设计目标智慧家园环境监测系统是基于物联网技术的,旨在通过全面、准确地监测家庭环境参数,提供可靠的数据供用户参考,以促进家庭环境的健康和舒适。
其主要设计目标包括:1. 提供家庭环境参数的实时监测和记录,包括温度、湿度、空气质量等参数。
2. 实现智能化的数据分析和报警功能,及时向用户发出环境异常的警报。
3. 提供远程监控和远程控制功能,方便用户随时随地获取环境数据和调整家庭环境。
4. 结合人工智能和大数据技术,提供个性化的健康建议和环境优化方案。
二、系统架构智慧家园环境监测系统的整体架构可以分为传感器采集层、数据传输层、数据处理层和用户界面层四个部分。
1. 传感器采集层传感器采集层负责采集家庭环境参数的数据,包括温度、湿度、空气质量等。
通过布置在家中不同位置的传感器,实现对家庭环境参数的全面监测。
2. 数据传输层数据传输层负责将传感器采集的数据传输到数据处理层进行处理。
可以采用无线传输技术,如Wi-Fi或蓝牙,将数据传输到数据处理层的服务器。
3. 数据处理层数据处理层负责接收、处理和存储传感器采集的数据。
在该层中,根据实时数据进行数据分析,通过人工智能算法进行环境异常检测,并生成统计报表供用户查看。
同时,该层还负责将环境异常信息传输到用户界面层进行显示和警报。
4. 用户界面层用户界面层提供给用户访问系统的界面,可以通过手机、电脑等设备实现。
用户可以通过界面查看环境参数的实时数据、查看历史统计报表、接收环境异常警报、调整家庭环境等。
三、系统功能设计1. 环境参数实时监测和记录:系统可以实时监测和记录家庭环境参数的变化情况,并以图表等形式展示给用户。
2. 异常报警功能:当环境参数超出设定的安全范围时,系统将及时发出报警,提醒用户注意环境异常情况。
3. 远程监控和控制:用户可以通过手机或电脑等远程设备随时随地监控家庭环境,并通过远程控制设备,如空调、加湿器等,调整家庭环境。
智能家居中的环境监测与控制系统设计

智能家居中的环境监测与控制系统设计一、引言随着科技的不断发展,智能家居已经成为了现代家庭的重要组成部分。
它通过应用各种现代技术,实现了对家居环境的智能化监测和控制。
其中,环境监测与控制系统是智能家居中的核心部分,本文将详细探讨智能家居环境监测与控制系统的设计。
二、环境监测系统设计智能家居中的环境监测系统旨在实时监测家居环境的各项参数,并将这些参数传输给智能控制中心。
环境监测系统主要包括以下几个方面的设计:1.传感器选取为了实现对家居环境的全面监测,需要选取一系列传感器来测量各项参数。
例如,温湿度传感器可以实时测量室内的温度和湿度;光照度传感器可以监测室内光照强度;气体传感器可以检测室内空气中的有害气体浓度等等。
通过合适的传感器选取,可以实现对家居环境的全方位监测。
2.数据采集与传输传感器采集到的数据需要经过处理后传输给智能控制中心。
为了确保数据的稳定传输,可以采用无线传输技术,如Wi-Fi或蓝牙等。
此外,还可以选择云端存储技术,将数据保存在云端服务器上,实现远程访问和管理。
3.数据处理与分析传感器采集到的数据经过传输后,需要经过处理与分析,得出对环境状态的准确评估。
采用合适的算法和模型,可以从海量的数据中提取出有用的信息,比如预测室内温度的变化趋势、判断室内空气是否健康等。
三、环境控制系统设计环境控制系统是智能家居中实施对家居环境控制的重要部分。
它通过接收来自环境监测系统的数据,并做出相应的控制策略,实现对家居环境的精细化调控。
环境控制系统的设计包括以下几个方面:1.智能控制算法通过分析环境监测系统传来的数据,智能控制算法可以根据设定的控制策略,自动调节家居环境。
例如,根据温湿度传感器测量到的室内温度和湿度,智能控制算法可以自动调节空调和加湿器的工作状态,保持舒适的室内环境。
2.联动控制环境控制系统可以与其他智能设备进行联动控制,实现更加智能化的控制效果。
例如,当光照度传感器检测到室内光照过强时,可以联动控制窗帘自动关闭;当气体传感器检测到室内空气中有害气体浓度超标时,可以联动打开空气净化器等。
智能家居中的环境监测与控制系统设计与实现
智能家居中的环境监测与控制系统设计与实现随着科技的不断进步和智能化需求的不断增加,智能家居已经逐渐成为人们生活的一部分。
作为智能家居的重要组成部分,环境监测与控制系统的设计和实现对于提升家居生活质量起着至关重要的作用。
本文将介绍智能家居中环境监测与控制系统的设计思路和实现方法。
一、环境监测系统的设计1. 传感器选择与布置环境监测系统的核心是传感器,通过传感器实时采集环境参数数据,如温度、湿度、光照强度、空气质量等。
在选择传感器时,需考虑其精确度、稳定性和功耗等因素。
常用的温湿度传感器有DHT11和DHT22,光照传感器可选择光敏电阻等。
传感器的布置位置需考虑到各个区域的实际需要,如客厅、卧室、厨房等。
2. 数据通信与处理采集到的环境数据需要通过无线通信方式传输给中央控制器,常见的通信协议有Wi-Fi、Zigbee、Z-Wave等。
其中,Wi-Fi应用广泛且成本较低,适合家庭环境。
在数据处理方面,可以选择使用专门的数据处理单元或应用微控制器进行数据的处理和分析。
3. 数据存储与可视化环境监测系统需要对采集到的数据进行存储和管理,可以选择使用云服务器或本地服务器进行数据的存储。
同时,环境监测数据的可视化展示也是必要的,可通过手机APP或网页等方式实现,方便用户对环境参数的实时监测。
二、环境控制系统的设计1. 控制器选择与布置环境控制系统的核心是控制器,通过控制器对家庭环境进行调控,如控制灯光、空调、窗帘等。
常见的控制器有智能插座、智能灯泡等。
同时,控制器的布置位置也需要考虑到各个区域的需要,以便实现对各个区域的远程控制。
2. 控制策略与场景设置环境控制系统需要设计合理的控制策略和场景设置,以满足用户的不同需求。
控制策略可以根据环境参数的变化进行自动调节,如低温自动启动暖气;场景设置可以根据用户的生活习惯进行定制,如起床场景、睡眠场景等。
3. 安全与便捷性考虑在设计环境控制系统时,安全性和便捷性是需要考虑的重要因素。
环境监测设计方案
环境监测设计方案环境监测设计方案一、项目背景随着社会环境的恶化和自然资源的日益稀缺,环境保护和监测变得越来越重要。
环境监测是指对环境中各种污染物质进行定量和定性分析,从而及时发现环境问题,并采取相应的措施进行治理,保护环境的监测手段。
二、设计目标本方案旨在建立一套高效可靠的环境监测系统,能够实时监测环境中的各项指标,并及时报警和记录,以助于在发生突发事件或异常情况时能够及时采取措施,并提供可靠的数据支持。
三、设计内容1. 系统架构设计:本系统采用分布式架构设计,以保证系统的高可用性和可靠性。
核心监测设备分布在各个监测点,并通过云平台进行数据的传输和存储。
2. 监测点布局设计:根据实际需要,在重要的环境污染源附近设置监测点,包括工业区、居民区、水源地等。
监测点的位置和数量应根据实际情况进行合理规划,并要确保监测点的覆盖面积和监测指标的全面性。
3. 监测设备选择:根据不同的监测指标选择合适的监测设备,包括气体传感器、水质传感器、土壤监测仪等。
这些设备应具有高精度、稳定性强等特点,并且能够实现远程监测和数据传输。
4. 数据传输和存储:监测设备通过传感器采集环境数据,并通过无线通信方式将数据传输到云平台。
云平台将对接收到的数据进行处理和存储,并提供数据分析和可视化展示功能。
5. 报警和记录:监测系统在发现异常情况时应能自动发出报警信号,并及时记录相关数据。
报警方式可以选择声光报警、短信报警等多种方式,以便及时通知相关人员采取相应的措施。
四、设计优势1. 高效可靠:采用分布式架构设计,确保系统的高可用性和可靠性。
监测设备具有高精度和稳定性强的特点,能够实现实时监测和远程传输。
2. 全面覆盖:根据实际需要布局监测点,以确保监测指标的全面性和监测范围的广泛性。
3. 数据分析:通过云平台对接收到的数据进行处理和分析,提供相关的数据分析和可视化展示功能,帮助决策者更好地了解环境状况。
4. 快速响应:系统能够及时发出报警信号,并记录相关数据,以便及时采取相应的措施进行治理。
室内环境监测与控制系统设计与实现
室内环境监测与控制系统设计与实现随着城市化和工业化的不断发展,人们越来越关注室内环境的质量,如空气质量、温度、湿度等。
因此,室内环境监测与控制系统应运而生。
本文将着重介绍室内环境监测与控制系统的设计与实现。
一、室内环境监测系统设计1. 系统目标室内环境监测系统的目标是实时监测室内环境质量,便于用户了解当前环境是否符合标准。
同时,当环境质量不合格时,系统还应能及时报警。
2. 硬件设计室内环境监测系统的硬件主要由传感器、单片机、显示屏、报警器等组成。
其中,传感器用于采集环境参数,单片机用于控制传感器、存储数据、处理数据等,显示屏用于显示环境参数值以及警报信息,报警器用于在环境质量不达标时发出警报。
3. 软件设计室内环境监测系统的软件主要包括数据采集程序、数据处理程序、警报处理程序等。
数据采集程序用于从传感器中采集环境参数值,数据处理程序用于处理采集到的数据,计算环境参数的平均值、方差等统计信息,警报处理程序用于当环境参数达不到标准值时自动触发报警。
二、室内环境控制系统设计1. 系统目标室内环境控制系统的目标是通过控制室内环境参数,使得室内环境符合标准。
同时,系统还应能在用户离开房间时自动关闭相关设备,以达到节能的效果。
2. 硬件设计室内环境控制系统的硬件主要由执行器、控制器、传感器、单片机等组成。
其中,执行器用于控制空调、加湿器等设备,控制器用于控制执行器的开关,传感器用于采集环境参数,单片机用于数据处理和控制。
3. 软件设计室内环境控制系统的软件主要包括环境参数解释程序、控制程序、定时程序等。
环境参数解释程序用于解释传感器中采集到的环境参数,将其转化为控制程序可以理解的格式;控制程序用于控制执行器的开关,实现对室内环境的控制;定时程序用于定时自动关闭设备,达到节能的目的。
三、室内环境监测与控制系统实现将室内环境监测系统和室内环境控制系统进行整合,可以实现完整的室内环境监测与控制系统。
整合后的系统可以在实时监测室内环境质量的同时,根据其质量控制室内环境。
基于物联网技术的室内环境监测系统设计与实现
基于物联网技术的室内环境监测系统设计与实现室内环境对人的健康和生活质量有着重要的影响。
基于物联网技术的室内环境监测系统可以帮助我们实时了解室内环境状况,提供有效的管理和控制,为人们创造一个更加舒适、安全和健康的居住环境。
本文将介绍基于物联网技术的室内环境监测系统的设计与实现。
一、系统设计方案1. 硬件设计室内环境监测系统的硬件设计主要包括传感器、数据采集设备、数据处理设备和数据通信模块。
(1)传感器:通过采集室内环境的数据,包括温度、湿度、二氧化碳浓度、烟雾浓度等。
可以选择可靠、稳定、高精度的传感器进行数据采集。
(2)数据采集设备:将传感器采集到的数据进行采集和处理,将其转化为数字信号,并进行数据预处理和滤波,以提高数据的准确性。
(3)数据处理设备:对采集到的数据进行分析和处理,根据不同的应用场景提供相应的功能。
可以使用嵌入式系统或单片机进行数据处理。
(4)数据通信模块:将处理后的数据通过无线通信方式传输到监测系统的云端或服务器,实现远程监测和管理。
可以选择WiFi、蓝牙、LoRa等无线通信技术。
2. 软件设计室内环境监测系统的软件设计主要包括数据采集和处理、数据存储和管理、数据呈现和分析等功能。
(1)数据采集和处理:实时采集传感器获得的数据,并进行相应的数据处理,如校准、滤波、归一化等,以确保数据的准确性和可靠性。
(2)数据存储和管理:将处理后的数据存储到数据库中,建立合理的数据模型和数据表结构,便于后续数据存取和管理。
(3)数据呈现和分析:通过可视化的界面展示监测到的室内环境数据,包括实时数据、历史数据和统计数据等,方便用户进行数据分析和决策。
二、系统实现步骤1. 硬件搭建(1)选择合适的传感器,并按照需求进行布置和安装。
可以根据室内布局和功能需求,选择不同类型的传感器,并将其连接到数据采集设备。
(2)将数据采集设备连接到数据处理设备,并进行相应的设置和调试。
确保传感器的数据能够准确地传输到数据处理设备。
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对于更紧密控制能力、更高精度和更大分辨率的需求带动了数字温度传感器的发展。被测温度信号从敏感元件接收的非电量到转换为微处理器可处理的数字信号,环节较多,而且模拟信号在长距离传输的过程中,受到的干扰较多,误差较大。因此,从非电量转换到数字信号,一般将其处理过程集成在单片IC器件体部,这样就形成了功能强大,精确的数字传感器。
数字传感器与模拟传感器相比,由于采取高集成度设计和数字化处理,在可靠性、抗干扰能力以及器件微小化方面都有明显的优点,但受半导体器件本身限制,数字传感器还存在以下不够理想的地方:
(1)数字传感器测量的是其自身管芯的温度,并且管芯温度接近于引线温度,所以每个传感器必须安置在与被监视环境有良好热耦合的位置。实际应用时会出现传感器所测温度值要小于环境温度,需要加修正值。
(2)数字传感器对温度转换为数字量的时间都较长。
(3)测温围不宽(均在-40℃至+120℃)。
(4)数字传感器的传递函数存在有一定的非线性,可由软件校正。不过,数字传感器最好在常温下应用,超过常温围它的误差较大。所以数字传感器目前还不适用于对温度变化敏感、环境恶劣的行业。
(5)眼下,数字传感器的价格比模拟传感器的高,作大围推广应用时有一定的难度。
家用环境监测系统的设计方案
第1章绪论
1.1引言
随着现代社会的高速发展,对环境参数的测量监控涉及到工农业生产、国防建设、科学实验、人们生活等各个方面。所以对标准测量室环境要求越来越高,尤其在人们的日常家庭生活中。人们会需要一个适宜的温度,不是太冷也不是太热。同时,人们对室空气质量的要求更显重要。抽烟会使室烟雾弥漫,使用液化气也难免会有泄露,这些气体都是对人体有害的。因此,把握室的温度、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造成的伤害就显得尤为重要。为了更好的对这些环境参数进行有效快速的测量,传统的人工控制已经不能满足要求。随着传感器技术的不断发展,单片机的应用不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,以作完善。现代家庭环境监测中,对家庭环境的温湿度和有害气体浓度会有一定的要求,房主要随时能观看到房间里的温湿度。当温湿度超过或者低于一定的围的时候,人会感觉到不舒服,有害气体浓度超过一定的值的时候,会对人们的身体健康造成危害。这就需要对家庭环境进行监测,使家庭环境达到人们要求的围,从享受到到健康舒适的生活。采用51单片机来对这些参数进行控制,具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点,从而能大大提高人们的生活质量。本课题要求根据家庭要求的环境参数,设计一个家用环境监测系统,该系统应以单片机为核心,实现对家庭环境的实时监测。
由于环境参数对于人们生活的重要性,这就要求能有一种有效的、低成本的仪表来实现监控制功能,使得房主能方便有效地进行房间的监控操作(温湿度设定,实时显示,超标报警)。
利用单片机技术对家庭环境进行监控,用户可以方便地构造自己所需要的数据采集系统,在任何时候观察家庭环境的实时信息,提高了用户的生活质量和舒适度,获得了家庭环境的实时管理,实现自动化,智能化。微机测量是微机设计的第一步,是微机测量技术的现场部分,即测量家庭环境中的环境参数,并使用单片机对测量的数据进行处理。
由于它们各自有其优缺点,又各有自己的应用围和市场,数字传感器和模拟传感器会并存很长一段时间,但随着材料科学和半导体技术的深入发展与合作,数字传感器测温精度进一步提高,测温围拓宽,生产成本和销售价格不断降低,其发展趋势必将取代模拟传感器。
1.1.2设计的目的和意义
现代家庭环境监测中,对家庭环境的温湿度和有害气体浓度会有一定的要求,房主要随时能观看到房间里的温湿度。当温湿度超过或者低于一定的围的时候,人会感觉到不舒服,有害气体浓度超过一定的值的时候,会对人们的身体健康造成危害。这就需要对家庭环境进行监测,使家庭环境达到人们要求的围,从享受到健康舒适的生活。由于家庭里空间较大,并且每个房间要求的温度不同,所以就得实现多点采集。
环境监测的核心部分是传感器,所以环境监测的发展主要体现在传感器的发展上,根据传感器在信号输出方式上的不同,可以分为模拟传感器和数字传感器。下面就模拟输出温湿度传感器和数字输出温湿度传感器进行简单介绍。
1、模拟输出温湿度传感器
模拟输出温湿度传感器信号采用模拟电压输出方式,具有精度高,可靠性高,一致性好,且已带温度补偿,稳定性好,使用方便及价格低廉等特点,适合对质量,成本要求比较苛刻的企业使用。该传感器亮点在于功耗低、体积小、单片机校准线性输出、信号传输距离长,试用于暖通空调,加湿器,除湿机,大气环境监控,测量仪表等应用领域。
第2章方案设计
在对课题进行了深入了解的基础上,形成了最终的设计方案,本章的容为了对本设计方案进行较为详细的说明。本次设计的家用环境监测系统主要由以下几部分组成:温湿度传感器、单片机核心控制电路、键盘、温湿度显示电路和报警电路、有害气体浓度报警电路。
2.1方案概述
本次设计的目的是设计一种基于单片机控制的家用环境监测系统。本系统属于多功能系统,可以设定温湿度和有害气体浓度的报警上下限,当温度不在设置围时,则报警提示;当有害气体浓度超过设定值时,则报警提示。该设计控制器使用单片机。本监测系统由温湿度传感器电路、单片机系统、温湿度显示电路、有害气体浓度监测的A/D转换电路、键盘、报警电路构成。其基本工作原理:温湿度传感器部的温度敏感元件和湿度敏感元件分别将温度和湿度转换成电信号,该信号首先进入部的微弱的信号放大器进行放大,然后进入一个14位的部A/D转换器,最后经过二线串行数字接口输出数字信号传给单片机系统,单片机系统根据显示需要对数字信号进行处理,再送入液晶显示系统,温湿度值便在液晶屏上显示出来了。同理,有害气体浓度检测电路接收到电信号,经过A/D转换器将其转换成数字信号传给单片机系统,由单片机系统判断是否超过设定值,超过则报警。总体设计方案框图如图2.1所示:
1.1.1家庭环境监测系统国外发展趋势
在过去,室的温湿度主要靠我们的身体感知来感受,对温度的高低没有确切的数值,室的气体主要靠我们的嗅觉来感受。但随着社会的发展,我们对这些参数的精度要求也在不断提高,我们要知道温湿度的确切值,要知道有害气体是否超标。先是温度计、湿度计和气体检测仪的发明,给我们的生活带来了很大的方便,但是温度计和湿度计在显示上不够明了,精度不够,一些气体检测仪只是仅仅能够检测气体浓度,却不能对有害气体浓度的超标进行报警。所以现在市面上有很多以数码管显示,蜂鸣器报警的环境监测器材问世。目前,国外开发出了一些基于单片机计算机的环境监测设备,但是价格比较高,其操作系统均为英文,普及性不强。