环境检测仪的设计
手持式农业环境温度检测仪的设计
农 机 化 研 究
第 ８期
手 持 式 农 业 环 境 温 度 检 测 仪 的 设 计
李 皓 ，谢毅 超
７ １ ２ １ ０ ０）
（ 杨 凌 乾泰 电子科 技 有 限 责任 公 司 ，陕西 杨 凌 摘
要 ： 温 度是 生 物 生存 的重 要环 境 因 素之 一 ， 各 种 动植 物 生 长 、 发育 及 繁殖 都 要 求 在一 定 的温 度 范 围 内进 行 。
为 实 现 对农 业 环 境温 度 因 子 的精 确 测量 、 数 据 的实 时 获 取 与 处 理 分 析 ， 设 计 了 一 种 适 于 农 业 生 产 的便 捷 式 环 境 温 度 检 测仪 。它 以 Ｓ Ｔ Ｃ１ ２ Ｌ Ｅ ５ Ａ ６ ０ ｓ ２单 片机 为 核心 ， 采用 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０温度 传 感 器进 行 数据 采 集 ， 可 实 现对 农 业 环境 温 度 的 快速 精 确 测量 ， 支持实时、 历史 数 据 读取 以及 ｓ Ｄ卡 数 据存 储 功 能 。实 验 运行 表 明 ， 该 仪 器 可快 速 、 精 确地 测 量 农 业 环境 温 度 ， 具 有实 时 数据 采 集 、 历 史数 据 读 取 以及 数 据存 储 功 能 。 关键词 ：温 度检测仪 ；手持式 ；Ｓ Ｔ Ｃ １ ２ Ｌ Ｅ ５ Ａ ６ ０ ｓ ２ ；Ｓ Ｄ存储
１ 系统结构设计
系统采用模 块化设计 ， 主要包 括传感器 模块 、 中
央处 理模 块 、 时 钟模 块 、 数据存储模块 、 人 机 交 互 模 块 及 电源模 块 等 ６个 部 分 。传 感 器 部 分 选 择 数 字 式 温
度传感器 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ ， 可 以省去 Ａ ／ Ｄ模块 ， 简化 电路设
《2024年基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》范文
《基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》篇一一、引言随着人们对生活品质的追求不断提高，室内空气质量成为了一个备受关注的话题。
为了更好地监测和改善室内空气质量，设计并实现一款基于STM32的室内空气质量检测仪显得尤为重要。
本文将详细介绍该检测仪的设计思路、实现方法以及实验结果。
二、系统设计1. 硬件设计本系统采用STM32微控制器作为核心，搭配多种传感器实现空气质量的检测。
硬件设计主要包括STM32最小系统、传感器模块、电源模块、通信模块等。
(1) STM32最小系统：包括STM32微控制器、时钟电路、复位电路等，为系统提供稳定的运行环境。
(2) 传感器模块：选用具有高灵敏度、低功耗的传感器，如颗粒物传感器、气体传感器等，实现对室内PM2.5、PM10、TVOCs 等空气质量参数的检测。
(3) 电源模块：为系统提供稳定的电源，可通过外接电源或内置电池供电。
(4) 通信模块：支持与上位机或手机APP进行通信，实现数据的远程传输和监控。
2. 软件设计软件设计主要包括操作系统、驱动程序、数据采集与处理、通信协议等部分。
(1) 操作系统：采用STM32常用的操作系统，如HAL库或RTOS等，为系统提供稳定、高效的运行环境。
(2) 驱动程序：编写传感器模块、通信模块等硬件设备的驱动程序，实现对硬件设备的控制和数据采集。
(3) 数据采集与处理：通过传感器模块采集室内空气质量数据，进行数据滤波、校正等处理，以提高数据准确性。
(4) 通信协议：设计与上位机或手机APP的通信协议，实现数据的远程传输和监控。
三、实现方法1. 传感器选型与配置根据实际需求，选择合适的传感器进行空气质量检测。
例如，选用颗粒物传感器实现PM2.5、PM10的检测，选用气体传感器实现TVOCs等有害气体的检测。
同时，根据传感器的工作原理和性能参数进行合理的配置和调试。
2. 数据采集与处理通过传感器模块采集室内空气质量数据，进行数据滤波、校正等处理。
环境检测仪的设计
该 系 统 以 ＡＴ８ ９ Ｓ ５ ２ 单 片 机 为 核 心 器 持 稳 定 ， 避免信号冲突 ， 在Ｄ ＡＴ Ａ端 要 加 一
３ 系统软件设 计
首 先 初始 化Ｓ ＨＴｌ １ ， 当Ｓ Ｃ Ｋ时钟 为 高 电 平时 ， Ｄ ＡＴ Ａ由高 电平 翻 转 为 低 电平 ， 紧 接
机 和 温湿 度 传 感 器 通信 采 用Ｉ ２ Ｃ 总线 接 Ｅ ｌ 传 压 供 给 传 感 器 ， 传 感 器 将 采集 到 的 光 照 信 输 数据 ， 因此 ， 只 需 将 ｓＨＴ １ １ 的 ＳＣ Ｋ和 号 通 过 Ｉ ｃ 总 线 接 口传 给 单 片 机 ， 但 是 由于 ＤＡＴＡ￣ ｌ 脚 与 单 片 机Ｉ ／ ０口相 连 即可 。 检 测 所 选 单 片 机 没 有 Ｉ Ｃ 总 线接 口 ， 故采 用Ｉ ／ Ｏ 初 始 化 Ｓ ｛ 】 １
．
随 着 科 技 的 进 步 及 环 境 保 护 科 学 技 术 的提高 ， 现 实 生 括 中有 很 多 场 合 需 要 对 环
电路 如 图 １ 所示。
口虚 拟 总 线 接 Ｉ Ｚ ｌ 。 检 测 电路 如 图２ 所示。
由于 Ａ Ｔ８ ９ Ｓ ５ ２ 不具备Ｉ Ｃ 总线接 口， 故 ２ ． ３ 液晶 显示 电路
着 ＳＣＫ变 为 低 电平 ， 随 后 是 在 ＳＣＫ时 钟 为
口的 单 片 全 校 准 数 字 式 相 对温 湿度 传感 器 个 ０． １ Ｆ的去 耦 电容 。 Ｓ ＨＴｌ １ 和 具 有Ｉ ｃ总线 接 口的数 字 照度 传 感 ２ ． ２ 照度检 测 电路设 计 器Ｂ Ｈｌ ７ １ ０ 完 成 环 境 温 湿 度 和 光 照 的采 集 ， 通过Ｉ Ｃ 总 线 将 检 测 到 的 数 据 送 入 单 片 机 （ １ ） 照度 检 测 原 理 。 在 光 接 收 面 上 一 点 处 的 光 照度 等 于 照 ｄ ｖ 除 以该面 元 的面积 ｄ ｓ ， ［ Ｐ Ｅ Ｖ ＝ ｄ ￣ ｐ ｖ ／ ｄ ｓ 。
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。
《2024年基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》范文
《基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》篇一一、引言随着科技的不断进步，室内空气质量问题已经成为了现代社会的一大关注焦点。
人们越来越关注空气的清洁度和健康因素。
为此，我们提出了一种基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现。
这款产品能够实时监测室内空气中的多种有害物质，如PM2.5、甲醛、TVOC等，并通过精确的传感器和先进的算法，为人们提供一个安全、健康的室内环境。
二、系统设计1. 硬件设计本系统以STM32微控制器为核心，采用高精度的传感器模块进行空气质量检测。
主要硬件包括STM32微控制器、传感器模块、显示屏、电源模块等。
其中，传感器模块负责实时检测室内空气中的有害物质，并将数据传输给STM32微控制器进行处理。
显示屏用于显示检测结果，电源模块为整个系统提供稳定的电源。
2. 软件设计软件设计主要包括数据采集、数据处理、数据传输和显示等部分。
数据采集部分通过传感器模块实时采集室内空气质量数据，数据处理部分对采集到的数据进行处理和分析，以得到准确的空气质量指数。
数据传输部分将处理后的数据通过蓝牙或Wi-Fi传输到手机或电脑等设备上，方便用户随时查看。
显示部分则将数据以直观的方式展示在显示屏上。
三、系统实现1. 传感器模块的实现传感器模块是本系统的核心部分，负责实时检测室内空气中的有害物质。
我们采用了高精度的传感器，如PM2.5传感器、甲醛传感器、TVOC传感器等，通过与STM32微控制器进行通信，实时采集空气质量数据。
2. 数据处理与显示的实现数据处理部分通过算法对传感器模块采集到的数据进行处理和分析，以得到准确的空气质量指数。
显示部分则将数据以数字、图表等方式展示在显示屏上，方便用户随时查看。
此外，我们还将开发一款手机App，将数据通过蓝牙或Wi-Fi传输到手机上，用户可以随时随地查看室内空气质量情况。
3. 系统调试与优化在系统实现过程中，我们需要对硬件和软件进行反复的调试和优化，以确保系统的稳定性和准确性。
环境保护与检测的设计方案
环境保护与检测的设计方案一、设计背景随着全球环境污染问题的逐渐加剧，环境保护已经成为全球性的问题。
为了保护环境，各国政府大力推进环境保护工作，并不断加大环保投入。
同时，环境检测也成为环保工作的重要环节，通过环境检测可以了解环境污染的情况，进一步制定环保计划，保护环境和人类健康。
因此，设计一套有效的环境保护与检测方案对于社会发展和人民生活都有着非常重要的意义。
二、设计目标本方案的目标是：1.建立一套环境污染监测系统，及时监测并报告各类环境污染情况。
2.减少环境污染对人体和自然环境的伤害，保护人类健康和环境可持续发展。
3.加强全民环保意识，提高社会关注和参与环保的能力，营造有利于环保的社会氛围。
三、设计方案（一）硬件设备方案1.空气污染检测设备空气污染是常见的环境污染问题之一，为了及时了解环境污染情况，可以配置一套高精度的空气污染检测设备，可以将采集到的空气污染数据及时上传到云端，为政府和相关部门提供准确的污染数据。
2.水质监测仪器水质是环境保护的重要指标之一。
可以在水源地，水厂等关键环节配置水质监测仪器，对水体进行实时监测，采集数据上传到云端，方便政府和相关部门进行数据分析和处理。
3.垃圾分类智能识别装置垃圾分类对于环境保护有着非常重要的意义。
因此可以为社区等公共场所配备垃圾分类智能识别装置，可以识别出居民垃圾的种类，提高垃圾分类准确率。
（二）软件设计方案1.云平台设计为了实现对环境污染数据的实时监测和处理，可以开发一款基于云平台的环境污染监测系统，可以实现数据采集和分析、数据可视化等功能。
政府和相关部门可以通过该平台了解到环境污染数据，对环境污染问题进行深入分析，从而采取相应的治理措施。
2.移动端app可以开发一款移动端的环保监测应用程序，向公众普及环保知识，提高社会关注度。
通过该应用，用户可以查询实时的空气、水质等数据，也可以进行在线投诉和反馈。
3.数据分析系统可以开发一套数据分析系统，对采集到的数据进行分析和处理。
《2024年基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》范文
《基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》篇一一、引言随着人们对生活品质的追求日益提高，室内空气质量成为了人们关注的重点。
因此，设计并实现一款基于STM32的室内空气质量检测仪具有重要的现实意义。
该设备不仅能够实时监测室内空气中的主要污染物，如PM2.5、甲醛、VOC等，还可以将检测数据通过显示屏和无线通信技术进行实时显示和传输，为人们提供一个健康、舒适的居住环境。
二、系统设计1. 硬件设计本系统以STM32微控制器为核心，搭配多种传感器模块，包括PM2.5传感器、甲醛传感器、VOC传感器等。
此外，还包括电源模块、显示屏模块和无线通信模块等。
（1）STM32微控制器：作为整个系统的核心，负责数据的采集、处理和传输。
（2）传感器模块：负责检测室内空气中的主要污染物，如PM2.5、甲醛、VOC等。
（3）电源模块：为系统提供稳定的电源供应。
（4）显示屏模块：用于实时显示检测数据和系统状态。
（5）无线通信模块：将检测数据通过无线方式传输到手机或电脑等设备上。
2. 软件设计软件设计主要包括STM32微控制器的程序设计和上位机软件设计。
（1）STM32微控制器程序设计：负责数据的采集、处理和传输。
通过传感器模块获取室内空气质量数据，经过处理后通过无线通信模块发送到上位机软件进行显示和存储。
（2）上位机软件设计：包括手机APP和电脑软件。
手机APP可以实时显示检测数据和系统状态，并支持远程控制；电脑软件可以实现对数据的存储、分析和处理等功能。
三、实现过程1. 传感器模块的选型与配置根据实际需求，选择合适的传感器模块，并进行配置和调试。
确保传感器模块能够准确、稳定地检测室内空气质量数据。
2. STM32微控制器的程序设计编写STM32微控制器的程序，实现数据的采集、处理和传输功能。
通过传感器模块获取室内空气质量数据，并进行数据处理和存储。
同时，通过无线通信模块将数据发送到上位机软件进行显示和存储。
3. 显示屏模块的连接与配置将显示屏模块与STM32微控制器进行连接，并进行配置和调试。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
环境检测仪的设计
摘要:设计了一款测量精度较高的环境检测仪,以AT89S52作为主控器件,通过温湿度传感器SHT11和新型数字式照度传感器BH1710,实现环境参数的检测,同时具有液晶显示、键盘操作和声光报警功能。
关键词:照度检测温湿度检测报警显示
随着科技的进步及环境保护科学技术的提高,现实生活中有很多场合需要对环境信息进行检测,以此来对工农业生产和日常生活提供帮助。
利用AT89S52单片机作为主控器件,对环境温度、湿度及光照等数据进行实时采集、处理等。
1 系统设计方案
该系统以AT89S52单片机为核心器件,通过瑞士Sensirion公司具有I2C总线接口的单片全校准数字式相对温湿度传感器SHT11和具有I2C总线接口的数字照度传感器BH1710完成环境温湿度和光照的采集,通过I2C总线将检测到的数据送入单片机进行处理、显示和报警。
2 系统硬件设计
2.1 温湿度检测电路设计
由于SHT11是数字式温湿度传感器,内部集成14位A/D,无需外
加A/D,而且单片机和温湿度传感器通信采用I2C总线接口传输数据,因此,只需将SHT11的SCK和DATA引脚与单片机I/O口相连即可。
检测电路如图1所示。
由于AT89S52不具备I2C总线接口,故采用I/O口来虚拟I2C总线。
将P1.2口虚拟时钟线与SCK相连,用于MCU和SHT11之间同步通信;将P1.3口与串行数据DATA相连,用于数据读取。
DATA在SCK 时钟下降沿改变状态,并仅在SCK上升沿有效。
数据传输期间,在SCK 时钟高电平时,DATA需要保持稳定,避免信号冲突,在DATA端要加一个上拉电阻,同时在电源和地之间接入一个0.1μF的去耦电容。
2.2 照度检测电路设计
(1)照度检测原理。
在光接收面上一点处的光照度等于照射在包括该点在内的一个面元上的光通量dΦv除以该面元的面积ds,即EV=dΦv/ds。
单位是勒克斯[2]。
(2)照度检测电路。
BH1710工作电压是2.4～3.6V,需要一个分压电路将5V分压得到3V左右的电压供给传感器,传感器将采集到的光照信号通过I2C总线接口传给单片机,但是由于所选单片机没有I2C总线接口,故采用I/O 口虚拟总线接口[3]。
检测电路如图2所示。
2.3 液晶显示电路
采用控制器为ST7920系列中文图形液晶模块LCD12864。
带中文字库的12864是一种具有1位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式,点阵图形液晶显示模块;显示分辨率为128×64,内置8192个16×16点汉字,和128个16×8点ASCⅡ字符集,
3 系统软件设计
3.1 温湿度采集程序设计
首先初始化SHT11,当SCK时钟为高电平时,DATA由高电平翻转为低电平,紧接着SCK变为低电平,随后是在SCK时钟为高电平时,DATA翻转为高电平。
启动命令发送完毕,发送控制命令。
微处理器控制SHT11的后续命令包含3个地址位(目前只支持“000”)和5个命令位。
当MCU发布测量命令(“00000101”表示相对湿度RH,“00000011”表示温度T)后,MCU就要等待测量结束。
这个测量过程所需的时间可根据精度不同而有所变化,若12bit的测量,所需时间为80 ms;若为14bit的测量,所需时间为320 ms。
SHT11通过将数据线DATA变为低电平进入空闲模式,表示测量的结束。
为了测量准确,保证在测量时SHT11自身温升低于0.1℃,因此,SHT11的激活时间不要超过10％。
温湿度检测流图如图3所示[4]。
3.2 温湿度转换
(1)温度。
SHT11的温度测量具有良好的线性,可直接采用如下公式得到温度值(T):
T＝d1＋d2SOＴ,T为实际温度值,SOＴ为SHT11读取的温度数据,d1和d2为常数,具体数值见产品手册。
(2)相对湿度。
湿度值(RH)可采用下式得到:
RH＝c1+c2SORH+c3SO2RH,SORH为SHT1读取的湿度数据,c1、c2和c3为常数。
(3)非线性补偿。
由于实际温度与参考温度25℃之间有差别,应考虑进行温湿度修正。
RHture=(T℃-25)×(t1+t2×SORH)+RH,RHtrue为最终计算出的相对湿度值;T为当前实际温度;t1和t2具体数值参见SHT11芯片手册。
3.3 照度采集程序设计
由于选用的照度传感器BH1710为数字型传感器,使用I2C总线来传输数据,读取其输出的数字信号即可。
流程图如图4所示。
BH1710为数字型照度传感器,器件本身有三种精度模式:高精度、中精度和低精度。
其中高精度分辨率为1lx,测量时间120 ms;中精度分辨率为4lx,测量时间16 ms;低分辨率为32lx,测量时间2.9 ms。
4 结语
利用BH1710照度传感器和SHT11温湿度传感器,设计出一种高精度环境检测仪。
该检测仪以AT89S52单片机作为控制核心,能够对环境温湿度和照度检测,该电路结构简单,实现了环境温湿度的测量。
照度测量精度最高可达1lx,温度误差为1℃,湿度误差为2%RH,具有较实际的应用价值。
参考文献
[1]吴玉康,邓世建,袁刚强.SHT11数字式温湿度传感器的应用[J].
工矿自动化,2010(4):99-101.
[2]蔡冬霞.基于单片机的环境检测仪设计[J].工矿自动化,2012(3):84-85.
[3]齐凤河,刘楚明.基于BH1710的照度计设计[J].大庆师范学院学报,2011,31(6):14-17.
[4]马忠梅,籍顺心,张凯,等.单片机的C语言应用程序设计[M].3版.北京:北京航空航天大学出版社,2006:85-140.。