基于MSP430单片机的环境参数监测仪的设计制作
基于MSP430F149单片机的大气环境CO_2探测仪的设计与实现

摘要 : 介 绍 了一 种 新 型 的 大气 环 境 C O 实 时探 测 系统 。该 系统 依 据 双 波 长 非 分 光 红 外 吸 收 技 术 , 利用 M S P 4 3 0 F 1 4 9
单 片机作为控制核心 , 通过单 片机 自带的 1 2位模/ 数转换 器对经过放大 、 滤 波预 处理后的双通道信号进行模数转换 , 然后
S HAO S hi — s h e n g , YUAN Ke— e , CAO Ka i — f a , XU Zh i — h a i
( 1 . Ke y L a b o r a t o r y o f At mo s p h e r i c C o mp o s i t i o n a n d Op i t c a l Ra d i a i t o n , A n h u i I n s t i t u t e o f Op i t c s
t e c hn o l o g y wa s i n t r o du c e d. Th i s s y s t e m wa s d e s i g n e d b y M CU o f MS P4 3 0F1 4 9 wh i c h e mb e d de d a 1 2 b i t s A/D c o n v e ae r t h a t c a n a c q ui r e t he d u a l — c h a n n e l s i g n a l o f CO2 c o nc e nt r a t i o n a f t e r p r o e e s s t h r o u g h a mp l i ie f r a n d il f t e r c i r c ui t s . Thr o ug h t h e RS一 23 2 i nt e r —
基于MSP430F149的土壤环境自动监测系统设计

基于MSP430F149的土壤环境自动监测系统设计作者:白宇杨磊王亚妮来源:《城市建设理论研究》2013年第05期摘要:本文设计一套基于MSP430F149芯片性能稳定可靠、自动化程度高、操作简便的土壤环境自动检测系统。
主要是针对大兴安岭地区冻土层来实现高精度自动监测、远程自动传输、数据自动分析处理功能。
通过现场系统安装调试,该系统完全可以实现对土壤环境的高精度实时监测。
关键词:MSP430F149;土壤环境;冻土层;自动监测Abstract: This piper design a set of automatic detection system based on MSP430F149 chip performance is stable and reliable, high degree of automation, easy to operate, the temperature of the permafrost. This paper focus on The Daxinganling region soil environment of perennial high-precision automatic monitoring, remote automatic transmission, automatic data analysis and processing functions. Through the field system installation and debugging, the system can achieve high-precision real-time monitoring of the soil environment.Keywords: MSP430F149;soil environment ; permafrost; automatic monitoring 中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:0 引言大兴安岭地区广泛分布着多年冻土层。
基于单片机的室内环境监测仪的设计毕业设计论文

基于单片机的室环境监测仪的设计摘要本系统满足室环境变量实行全面、实时、长期监测的要求, 实现室环境温湿度、可燃气体浓度检测的自动化和智能化。
系统以单片机为核心,以温度、湿度传感器,气敏传感器作为测量元件,通过单片机与智能传感器相连,采集并存储智能传感器的测量数据,经过分析处理将结果显示于LCD液晶屏。
在单片机系统中,还要实现超限报警和数据辅助存储功能。
本设计主要做了如下几方面的工作:一是确定系统的总体设计方案:包括系统应具备的功能、达到的技术指标、系统的设计原则;二是整个系统和各个模块的硬件和软件的设计:传感器的静动态特征分析使用、使用单总线技术的SHT11数字温湿度传感器的测温湿电路以及程序设计、使用气敏传感器MQ211进行数据采集的电路以及程序设计;三是报警、按键的电路和程序设计。
该设计对室温湿度实现了检测与显示,而对CO和甲烷等有害气体完成超标报警,为人们的生活、娱乐及公共场所的环境提供了一种有效的防护系统。
关键词:单片机,STC89C52,SHT11,温湿度监测,MQ211,室环境MCU-BASED INDOOR EVENVIRONMENTAI MONITORING SYSTEMABSTRACTThe system meets the implementation of a comprehensive indoor environmental variable, real-time, long-term monitoring requirements. System microcontroller core, temperature, humiditysensors, gas sensors as measuring devices, smart sensors through theMCU and connect smart sensors collect and store measurement data,through analyzing and processing the results shown in the LCD liquidcrystal screen. In the SCM system, but also assisted to achieveover-limit alarm and data storage capabilities.This design made the following main aspects of work:First,determine the system's design program: including system should havefunctions to the technical specifications, system designprinciples;Second, the whole system and each module of the hardwareand software design: static and dynamic characteristics of thesensor to use, single-bus technology SHT11 digital temperature andhumidity sensors measuring temperature and humidity circuit andprogram design, use of gas sensor data acquisition MQ211 circuit andprogram design;Third alarm, circuit and button programming.The design of the indoor temperature and humidity to achieve thedetection and display, while CO and methane, and other harmful gasesto complete excessive alarm, as the people's life, entertainment andpublic places to provide an effective environmental protectionsystem.KEY WORDS:Single-chip microcomputer, STC89C52, SHT11, monitoringof temperature and humidity, MQ211, indoor environment学位论文原创性声明本人重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
基于MSP430单片机的煤巷顶板离层监测仪设计

ADC 2 L0 — AD 2 1CT I C1ON+ S HT0 +MS 2 C;/ADC模 块 打 / 开 , 样 保 持 时 间为 1 采 6个 A 1 C K DC 2 L /参 考 电压 模 块 打 开 /
ADC1 CTL1I ADC1 S 2 — 2 SEL 2+ CSTARTADD-4+ S HP+
v i s -a c( odc h d )
{ i( f ADC 2 TL &EN 一 一0 / e ieE ( 1C 0 C) )/ d f NC 一 0 0 0 n x02 { 6 E —P S L +P S 一 ;/ 选择 P . 、 6 5 2功 能 P S L I 6 E 一4 6 EL 5 / 64P . 第
作者 简 介 : 张广 红 (9 2)男 , 西长 子 人 , 教 授 。 17一。 山 副 工学 硕士 . 要 从 事 电 气 自动 化 技术 的教 学 与 研 究 工 作 。 主
・1 2 ・ 4
机 械 工 程 与 自 动 化
21 0 0年 第 2 期
Ms 4 0 6 单 片机 的序列 通道单 次转换 模式 ,将 煤 P 3F1 9 巷 顶 板 离层 监 测 传 感器 传 回的模 拟 电压 量进 行 A/ D 转 换后进 行处理 。 MS 4 O 1 9单 片机具 有 1 P 3F 6 2位 8路 转换通 道 , 通 过 A0 ~A7实 现外部 8 模拟 信号输 入 。 AD 路 在 C初始 化 程序 设 置 中 ,根据 实 际需 要设 置 AD 2模 块 的参 C1 考 电 压 为 , 设 定 采 样 保 持 时 间 为 1 个 6 AD 1 C C2I K,转 换 使 能 打 开 。 当 “ C 2 T — AD 1 C I I 0 ADC 2 C 1 S ”时开始转 换 , 转换 结果经 过运算 后存储 在 单 片机 的 Fah存储 空间 。部分 程序如 下所示 : ls
基于单片机的便携式环境监测仪设计

基于单片机的便携式环境监测仪设计专业班级:学生姓名:指导老师:职称:摘要温湿度和气压是环境中重要的物理参数,人类的生存和社会活动与温湿度、气压密切相关。
在生产和生活中的许多场合,不论是仓库管理、图书保存,还是工业生产、居民生活,都对环境中的温湿度、气压有一定的要求,在某些行业中对温湿度、气压的要求更高。
因此,对环境中温湿度、气压的检测和控制显得尤为重要,温湿度、气压的检测在很多现代科技领域中也成为一项重要技术。
并且随着人们生活水平的提高,人们对自己的生存环境越来越关注,而且温湿度、气压的变化与人体的舒适度和情绪也有直接的影响,所以对温度、湿度、气压的检测就非常有必要了。
便携式环境测试仪的设计采用智能化的测量方法实现对温度、湿度、气压的检测。
该系统以MSP430单片机作为主控芯片,采用了具有精度高、成本低、体积小、接口简单等优点的SHT11温湿度传感器实现温度与湿度的检测,气压传感器MPX4105实现气压的检测,采用点阵字符型LCD显示温湿度字母、数字。
该环境监测仪结构简单,并能很好的满足许多环境中对温湿度及气压检测范围和精度的要求。
关键词:MSP430单片机传感器温湿度气压Portable Environmental Monitor based on Single-Chip MicrocomputerAbstract The humiture and atmospheric pressure are important physics parameters of environment, human being's survival and public activities go hand in hand with the parameters. many situations that are in the production and the life, not only warehouse management, preservation of books, but also industrial production, residents life, all have certain request to the humiture and the atmospheric pressure of the environment, some professions have higher requirements. Therefore,it appears very important to examination and control the humiture and the atmospheric pressure of the environment, and humiture-atmospheric pressure detecting becomes an important technology in many modern science and technology fields.The humiture and atmospheric pressure double parameters of the intelligent design test method for measuring temperature, humidity detection. This system to MSP430 single-chip microcomputer as the main control chip, have used the high precision, low cost, small volume, simple interface of the advantages of SHT11 temperature ,humidity sensor and MPX4105 realize temperature and humidity test, The dot matrix characters type LED display temperature and humidity letters, Numbers.That instrument structure is simple, and can satisfy the request of range and accuracy of the humiture and atmospheric pressure checks in various environments.Keywords:MSP430 microcontroller Sensor Humiture atmospheric pressure目录1 绪论 0选题背景 0环境监测仪的现状 (1)环境监测仪发展前景 (2)2 环境监测仪的总体设计及主要器件选型 (3)本环境监测仪使用模块法设计,主要由单片机MSP430、温湿度传感器SHT11、气压传感器MPX4105电路连接而成。
基于MSP430单片机的无线环境监测系统的设计

出数据 , 最后 再向终端 回传环境信息 。
终 端
节 点
图 1 系统 整 体 方 案 框 图
系 统 以 MS 4 0 5 3 P 3 F 4 8单 片 机 作 为终 端 和 节 点 的 主 控 芯 片 , 照 探 测 由光 敏 电 阻 来 实 现 , 度 可 由 单 片 机 内 部 自带 光 温
司的产品 2 C 35做功放 管。最后确定通 信协议 方案选择 , S35 设计思想是 由检测终端 发起 一次信息 同步传输 , 所有 的节 点 根据 自己的编号在不 同的时隙发送信息 , 中继节 点 自行搜 索
判 断 。通 过 一 系列 的选 择 和 设 计 , 个 系 统 的结 构 设 计 如 图 整
2 系统 的理论分 析与计算
2 1 发 射 机 的 电 路分 析 与 设 计 .
的 温度 传感 器 得 到 。 数 据 的 调 制 、 收 采 用 串 口通 信 , 用 接 使
IO 口来 控 制 天 线 的 收 发 模 式 。 /
本 地 振 荡 采 用 l. 谐 振 器 以及 7 H 0 0 7M 4 C 0构 成 的皮 尔 斯 振 荡 器 , 时通 过 门 级 电路 还 可 以 增 大 对 后 级 丙 放 的 驱 动 同
实 际测 量 5 圈 , 径 为 34c 的 线 圈 , l. z 直 . m 在 0 7MH 下 测 量 得 到 电感 量 为 15 3u Q值 为 16 .5 H, 5 。在 1. z 的 0 7MH 时
损耗电阻为 r = =
一
1 总 体 方 案设 计
在整个系统 的设计 过程 中, 终点 和节点都需 要一个 主控
芯 片 进 行 处 理 。 主 芯 片 选 用 MS 40 5 3 P 3 F 4 8系 列 单 片 机 。 在 信 号 调 制 方 面 采 用 了 O K( nO eig 调 制 方 案 。在 高 O O —f K y ) n 频 功 放 方 面 , 用 了 分 立 元 件 自制 戊 类 放 大 器 使 用 N C 公 采 E
基于MSP430的空气环境质量监测系统设计

基于MSP430的空气环境质量监测系统设计
胡敦利;李亮;高杨;孙德辉
【期刊名称】《高技术通讯》
【年(卷),期】2015(025)003
【摘要】为了实现城市环境参数的分布式检测和集中统计管理,设计了一个空气环境质量监测系统.该系统分为上位机监控中心和下位机检测与传输终端两部分,下位机采用MSP430F149单片机作为控制核心,以温湿度传感器SHT11和PM2.5传感器进行数据采集.下位机有液晶显示,可以实时显示测量数据,并可手动设置报警值,检测数据同时通过Sim900无线模块传至监控中心.监控中心完成空气环境质量数据的统计管理,生成报表,便于管理部门做出决策.该系统已经在大学校园环境下进行了测试、应用,效果良好.
【总页数】7页(P279-285)
【作者】胡敦利;李亮;高杨;孙德辉
【作者单位】北方工业大学现场总线及自动化北京市重点实验室北京100041;环境保护部核与辐射安全中心北京100082;北方工业大学现场总线及自动化北京市重点实验室北京100041;北方工业大学现场总线及自动化北京市重点实验室北京100041
【正文语种】中文
【相关文献】
1.智能室内空气环境质量监测与净化系统设计 [J], 秦君;邵清亮;郭美琳
2.农田空气环境质量监测常用参数及评价方法 [J], 周敏
3.基于GPRS与MSP430的电能质量监测系统 [J], 王善斌;陈平
4.手指脉搏血氧机的系统设计——基于MSP430F156的血氧系统设计 [J], 林立男;伦佳乐
5.农区空气环境质量监测参数及选择 [J], 周敏
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基于MSP430的温室大棚温度监测仪设计

R1为 N T C温敏 元 件 , 结 构 简单 , 材料便宜 , 灵 敏 度 高。 R 2为标称 电阻 。 通过 单 片机 的 P 8 . 0管 脚 给该 电
路 提供 电源 , 在 系统 低 功耗状 态 下时 , 该 电路是 不 工 作 的 。通 过 R1 与R 2组 成 的分 压 , 实现 了被测 物理
量 温 度 到 电信 号 的转 化 , 形 成 的可变 电压 送 给单 片
机 的 AD转换 器 的通道 5 , 让 单片 机 AD模 块 处理 。 A5
0
图3 系统 程 序 功 能 流 程 图
图 2 传 感 器采集模 块
系统 启 动后 。 首先 进 行 系 统初 始 化 。 包括 I O口 初始化、 时钟 初 始 化 、 其次 是 功 能模 块 初 始化 , 包括 A D采 集 接 口初始 化 、 S P I 接 口初 始化 、 S D卡 是 否存 在、 L C D初始 化及 清屏 、 按 键功 能初始 化 。在都 正常 的情 况 下 , 进 入 系统 界 面 L o g o显示 。否则 提示 错误 信 息 。最后 进入 主 函数 中 , 并进 入低 功耗 待机模 式 。
2 0 1 3 年第 3 期
安徽 电子 信 息 职业 技 术 学 院学 报
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第1 2 卷( 总第 6 6 期)J O U R N A L O F A N H U I V O C A T I O N A L C O L L E G E O F E L E C T R O N I C S & I N F O R M A T I O N T E C H N O L O G Y G e n e r a l N 0 . 6 6 V 0 1 . 1 2
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毕业设计(论文)题目:基于MSP430单片机的环境参数监测仪的设计制作指导者:评阅者:2014 年 4 月毕业设计(论文)中文摘要温湿度和光照度等参数是标定环境不可缺少的参数,对其进行准确的测量具有重要意义。
本文以室内外居住环境为背景,设计出一种以MSP430F5438A超低功耗单片机为控制核心的环境参数监测仪。
论文对环境参数监测系统硬件和软件模块包括子系统模块进行了详细设计:通过相应的传感器芯片对包括温度、湿度、光强、红外辐射度和可燃气体浓度等环境参数进行检测和采集;通过微处理器MSP430F5438A将传感器芯片采集到的数据进行分析处理,并在液晶终端进行参数的实时显示和监控。
论文分别对温度传感器模块,单总线湿度传感器模块,光照度传感器模块,气敏传感器模块,红外热释电模块以及按键和液晶显示模块进行了单模块分别调试。
在此基础上对这些子程序模块进行了整合调试及整机功能和功耗测试,最终完成整个监控系统及仪器的设计制作。
实验显示,本环境参数监测仪具有体积小、携带方便、功耗低、可靠性高、免维护、成本低等优点,在室内外环境参数监测领域,具有很好的应用前景。
关键词:MSP430单片机环境参数监测传感器液晶显示毕业设计(论文)外文摘要Title: The Design and Production of Environmental Parameter Monitor Based on MSP430Abstract:Parameters such as temperature, humidity and illuminance are indispensable to the calibration environment, which has important significance for accurate measurement. The aim of this thesis is to design an environmental parameter monitor, which controlled by an ultra-low power MSP430F5438A for indoor and outdoor living environment.The detailed design of hardware and software module including subsystem module in the environmental parameter monitor is proposed in this thesis. The corresponding sensor chip is used to detect and collect the environmental parameter such as temperature, humidity, illuminance, the infrared radiation intensity and combustible gas concentration. The MSP430F5438A analyzes and processed the data which collected by sensor chips, and realized the real-time display and monitoring for parameters on LCD terminal.The thesis proceeds debugging on single module likes temperature sensor module, single bus humidity sensor module, illuminance sensor module, gas sensor module, pyroelectric infrared module and buttons and LCD module, respectively. On the basis of that, after debugging and test on the function and power for the integrated subroutine modules, the design and production of the whole monitoring system and instrument is completed.Test results given show that the environmental parameter monitor has several advantages, such as small volume, portable, low powerconsumption, high reliability, maintenance-free, low cost and so on. It has a great application prospect in the field of indoor and outdoor environmental parameters monitoring.Key words: MSP430, Environmental Parameter Monitor, Sensor, LCD Display目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 论文的主要内容 (2)2 数据监测系统的总体设计方案 (3)2.1 系统总体框图设计 (3)2.2单片机选型 (3)2.2.1 MSP430单片机概述 (3)2.2.2 MSP430F5438A介绍 (4)2.3 传感器的选型 (5)3 系统硬件设计 (7)3.1 主控芯片模块 (7)3.1.1 单片机最小系统模块 (7)3.1.2系统电源模块 (8)3.2 子系统模块 (8)3.2.1光强采集模块 (8)3.2.2 温度采集模块 (10)3.2.3 湿度采集模块 (11)3.2.4 气敏传感器监测模块 (12)3.2.5 红外采集模块 (13)3.2.6液晶显示和键盘模块 (15)3.3 硬件电路板的焊接与制作 (17)3.3.1 系统硬件电路原理图 (17)3.3.2 系统硬件电路PCB图 (18)4 系统软件设计 (20)4.1 软件开发环境及编程思想简介 (20)4.2系统主程序设计 (20)4.3 系统子程序设计 (21)4.3.1 按键设置程序 (21)4.3.2 数据监测程序 (22)4.3.3 主控芯片MSP430F5438A时钟设定程序 (23)4.3.4 DHT11单总线数据读取程序 (24)4.3.5 片内ADC程序 (26)4.3.6模拟I2C通信协议 (27)5 监测系统调试分析 (32)5.1人机操作界面测试分析 (32)5.2 光强模块测试分析 (33)5.3 温度模块测试分析 (34)5.4 湿度模块测试分析 (34)5.5 气敏传感器监测模块测试分析 (35)5.6 红外监控模块测试分析 (36)5.7整机装配与调试 (37)5.7.1整机装配调试 (37)5.7.2功耗测试 (38)总结 (38)致谢 (39)参考文献 (39)附录A 系统原理图 (41)附录B 系统PCB图 (42)附录C 控制程序源代码 (43)1 绪论1.1 课题背景为了使人类拥有舒适、健康的生活,很多情况下要监测周围的环境参数。
如城市的空气质量,温室大棚中的温湿度光照度等参数的控制,沿海城市海水浴场水质,污染物的排放等。
通过环境检测,提供代表环境质量现状的数据,判断环境质量是否符合国家制定的环境质量标准,评价当前主要环境问题,环境参数与人们的生活息息相关,对于环境参数的监测十分必要。
对于环境监测的参数中,温湿度和光照度是极其重要的参数。
舒适的环境会让人感觉心情舒畅,人体感觉舒服,当室内温度在18 ℃~20 ℃ ,湿度为40%~60%时,人的思维最敏捷,工作效率最高。
但当室温超过28℃,湿度大于70%时,就会生闷热、出汗、烦燥、疲劳等反应,容易让人的情绪不稳定甚至无法正常工作。
室内光照度测量也很必要,国家标准的自然光照度是150lux~300lux ,人眼在看书感到正好时的光照度是200lux,当光线过强或过暗都会对眼睛有所损伤,而且更容易引起视疲劳,影响学习和工作效率。
所以要营造一个舒适适合人们生活与居住的环境就必须对温度、湿度、光照度参数进行监测。
环境监测离不开数据采集,数据采集系统是在测量工程中,无需人工记录测量数据能自动进行采集,信号处理,并记录显示,如今无论是生产还是实验室中的测量都是要求精度高,速度快,这些人工测量无法完成,只能用自动测量系统才能完成的。
环境参数的传统测量方法中,测量设备体积较大,实时性差,精度低,还需花费较大的人力,己不再适应现代经济的快速发展要求。
随着单片机技术、传感器技术、通信技术、计算机等技术地快速发展,环境监测技术也日新月异。
各种实时性好,精度高,且适应各种苛刻环境的测量系统己被开发出来,在社会各个领域得到了广泛应用。
在对环境参数的采集方面由于高集成度低功耗低电压的集成芯片的大量问世,使得仪表的功耗越来越低,功能越来越强大。
1.2 论文的主要内容本文设计并制作了一款基于MSP430单片机的环境参数采集监测仪。
该监测仪具有环境温度、湿度、光照度、可燃气体浓度、红外辐射度等参数监测功能。
其主要内容包含课题背景、环境数据采集监测系统的总体设计方案、系统硬件设计、系统软件设计、监测系统调试分析等。
首先,论文介绍了课题背景,阐述了环境监测及监测仪器的发展现状及发展趋势,由此提出了基于MSP430单片机的数据采集监测系统的总体设计方案,并针对需要监测的参数进行了器件选型及方案设计。
其次,论文进行了详细的系统硬件设计,并搭建了相关硬件模块电路,包含以下几个部分:单片机主控模块、数据采集模块、监控报警模块、键盘和液晶显示模块。
主控模块采用MSP430F5438A作为控制核心,数据采集监控模块部分采用TPM275数字输出温度传感器检测环境温度,DHT11单总线湿度传感器检测环境湿度,BH1750FVI光照度传感器检测环境光照强度,MQ-2气敏传感器监测相关气体相对强度以及KP-500B红外热释电传感器监测红外辐射相对强度。
整机系统通过按键和液晶显示模块实现人机交互及监测结果的显示输出。
再次,论文对系统软件设计进行了主要说明,包括系统主程序以及相应的测温、测湿、测光照度等测量子程序,以及外围键盘与LCD显示接口模块程序等。
最后,进行了系统整机调试分析,在软硬件连接的基础上分别对温度传感器TPM275模块,单总线湿度传感器DHT11模块,光照度传感器BH1750FV 模块,气敏传感器MQ-2模块,红外热释电KP-500B模块以及按键和液晶显示模块进行了单模块分别调试。