基于单片机的小型智能家居监控系统

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环境拥有自己的语言， 好的环境让人朝气蓬勃， 相反不好的环境却让人觉得情绪低
迷。而居室环境对一个人的影响也是很大的，因为每个人每天接触最多的就是居室。对
于居室环境而言，最重要的就是空气。居室空气作为居室环境中的一大资源，它包围着
我们起居生活的方方面面。一个环境的通风、湿度以及温度给人带来的舒适度是不一样
的，过热、干燥、密闭、潮湿等环境会给人带来负面的心理影响，合理调节这些元素，
4 s* H6 d5 f: r8 V将会直接影响到我们健康生活的质量。随着单片机技术以及数字技术快速发展， 基于单
5 y# I1 r8 B( G1 e3 e2 ^6 i0 [片机的小型智能家居监控系统的发展已经达到了一定的成熟。
本系统是基于Atmel89S52 单片机为核心处理器，配以外载多个温湿度监控模块，
对居室温湿度进行检测，并根据需要，向继电器发送开关量，来控制220V电路的工作
状态， 220V 电路中的电器设备按照要求调节好，根据继电器的通断工作。除此之外，
还有GY-30光照模块对居室光照强度进行检测。该系统设备简单，成本低，能可靠的使
用，在居室、办公室小型场合有很高的利用价值。
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1 绪论
5 `$ `1 d' _1 s/ K; M/ C居室温度湿度监控系统（Room Temperature And Humidity Monitor System ）在信息
化社会的今天已经并不少见了， 尤其是人们对生活质量的要求越来越高的今天。可靠的
4 m% }: n! g0 V" N9 Y0 h+ ]$ w居室温度湿度监控系统对人们的生活质量的提高， 对人心理情绪的影响， 都是非常重要
( }% `" g% b( j  n8 b5 Q' S% `6 z的。在今天，数字电子技术的高速发展，单片微机以及各类传感器的生产和应用，使得
今天居室温度湿度监控系统的发展和技术越发的成熟，而且越来越可靠，简单，小巧。
基于单片机与各类传感器制造的居室温度湿度监控系统成本低， 可靠性高， 而且功能更
多，这类产品将有良好的发展前景。
) e: b  b# B$ X5 s- ]1.1 基于单片机的居室温度湿度监控系统概述
  z5 b, b3 f- n4 C% h8 \% D居室的环境因素包括很多，例如温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等等，这些
# M: C5 E% l; K& T. f+ h因素对人们生活的影响很大， 然而温度和湿度这两项在居室环境中所占的比重很大。居
  s$ d5 E# g/ ?4 W- R" E$ w$ D" E* |室温度和湿度监控系统的主要功能就是通过居室中安置的温度和湿度传感器对居室的
温度和湿度进行实时监测， 并将所测数据传回主控处理器进行处理、处理所得数据跟控
5 A8 J6 a" ^$ [8 l& G8 g" K! y# o制系统所设置的阀值进行比较， 进而对控制回路进行必要控制， 从而达到控制居室的温
& I, Z6 U7 P5 [+ o5 Z* F! b度和湿度的目的。基于单片机的温湿度监控系统，设计简单，安全可靠，能很好地达到
$ Z2 a2 q- Z! O) u5 ]目的。可靠的调节温度湿度，能使人们在日常生活中能够保持良好的工作生活状态。
1.2 基于单片机的居室温度湿度监控系统选题背景
8 |" U4 R- c3 }, N+ Z/ G( v1 m基于单片机的居室温度和湿度监控系统是单片微机技术和数字电子技术发展结合
1 R- i5 v2 y2 u  E: W& J" j) w, F的产物，是智能家居发展的产物。智能家居系统是使用计算机技术，网络通信技术，综
2 l$ e2 d2 a8 R. Y8 ~合布线技术， 人体工程学等各种技术融合所实现的全新意义上的居家环境。随着智能技
  }" w8 q- a" B8 G) p* ]" W$ o1 P术的发展，各种大大小小的智能家居、家电设备，不断涌现。随着单片机的发展，各种
产品越来越小，使用越来越可靠。智能家居设备的发展已经成为一种流行趋势。
由于智能家居系统大都是一个很大的系统， 然而随着近些年来人们对生活质量的要
- U& g; f! {7 c求越来越高，对生活中的小的细节要求也越来越高。居室的环境是人们每天接触的，在
3 h' f7 {" {7 j- G+ P* Z这个环境中温度和湿度占了很大的比重。因此，基于单片机的居室温度湿度的检测和控
制系统的发展成为近年来人们研究的焦点。
/ x' a$ ^- w# B1 r7 w. N本次设计按照人们对生活中居室环境中温度和湿度的要求为重点， 采用
0 E" L! p  e9 Z) |$ H/ MAtmel89S52 单片机为核心控制器，结合各种传感器和继电器控制，产品小巧，设计简
. b/ K! p/ A! h河南理工大学毕业设计（论文）说明书
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. ^0 ?. l( N0 D6 K单，可靠性高。
1.3 基于单片机的居室温度湿度监控系统意义
$ _" u0 X/ g4 b& w' E' e基于单片机的居室温度湿度监控系统可以有效的整合居室的环境， 并对人的心理产
生积极的影响。基于单片机的温湿度监控系统， 不仅可用于居室，还可应用于办公室等
3 o/ R' W7 ?* [7 `, G3 J各种环境，对人的生活、工作和学习等产生积极影响。人们在生活中能够始终拥有良好
7 V* P5 a" U- |8 D% Y, Q的心态，始终积极向上， 这具有十分重要的现实意义， 能够提高工作效率， 学习效率等。
9 k, v- Q' e5 |* \1.4 基于单片机的居室温度湿度监控系统研究现状与发展趋势
目前基于单片机的居室温度湿度监控系统的发展已经比较成熟了，各种产品都有，
相关的研究也已经很丰富。目前的系统都是应用各种单片微机作为主控芯片， 并配以模
" S; T) e* E% P6 e, Q拟或者数字传感器进行数据采集。在控制方式上采用自动控制， 闭环处理。以达到精确
. E3 ~$ `' S3 K- @的控制温度湿度。尽管如此，在这个方面的研究仍然在继续，数字电子技术，单片机技
5 \' V$ V4 k2 ?8 L- O% |3 `术的发展会使得产品更加精细，控制更精确，更可靠，成本更加低廉，更加适合居室环
! J0 \0 G7 I+ F+ ]; p1 a  o: I境的使用。
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$ |+ g. f* X9 ?( M2 基于单片机的居室温湿度监控系统总体设计
- f/ g" ~( @- ?9 |- {8 P2.1 系统的基本要求
本次设计的居室温湿度监控系统要求：
（1） 系统能够多点检测室内温度，检测室内光照强度；
（2） 通过一定的显示设备显示出来，方便人们查看；
+ G4 {+ {( \+ Y8 v/ G: e（3） 单片机作为控制芯片，可控制调节回路进行温湿度调节。
3 ]; g! z' x- x/ f3 i9 [4 |! Q' }本设计以Atmel89S52 为核心控制器，结合DHT11 温湿度传感器以及GY-30 数字
2 D! ], F+ \; C, d光照强度模块，检测居室的温度、湿度以及光照强度，并通过LCD1602 液晶显示器显
2 W# A% U, i# `4 k示当前环境的检测值，实时的反馈监测信息。由于系统比较小，为了节省硬件成本，在
" |1 X6 A: n3 [9 b$ e( b+ d数据传输时，选用线连接，而非无线模块传输。在检测数据处理过后，根据控制环节的
: H. F% n# u5 l' N3 X# S5 T) i数量关系对比，将当前各监测值同阀值进行比较，从而控制调节电路的工作，以达到控
制居室温度湿度的目的， 并反映出居室的环境条件。以满足人们的日常生活的要求。系
统构架图如图2.1 所示：
3 e: E( s" m) ~% u4 }核心控制器
检测传感器 检测传感器 检测传感器 显示模块 控制回路
图2—1 系统构架图
2.2 系统模块的划分
本次设计题目为基于单片机的居室温度湿度监控系统，根据2.1 所分析的系统所要
完成的任务，可以将系统划分为温湿度监测模块、光照强度采集模块、显示模块、控制
, B$ J2 D1 X2 ?7 }1 K: f+ F* `1 Z6 f模块。这四个模块分别完成数据采集， 数据显示和环境调节的任务。系统按照模块进行
设计，各模块只需要与单片机进行数据交换，在编写程序时将各模块程序写成子程序，
只需要调用即可。
5 s: F& r9 N0 @2.3 系统硬件组成
本设计以Atmel89S51 为核心控制器，结合DHT11 温湿度传感器以及GY-30 光照
0 x8 g( f* m. |+ h强度传感器为检测装置， LCD1602 为显示模块。控制回路主要是由继电器与控制其通
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* v* D( M& p. p$ `: O. U/ Q( d断的三极管S8050 和消除继电器线圈剩磁的二极管IN4007 组成。本设计通过核心单片
机来控制继电器，从而控制220V 回路的工作状况，控制的电器设备为超声波加湿器和
5 g) O) v2 ~6 c# N0 W7 O凉风机等同类型的温湿度控制器

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