1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.1信號(hào)采集模塊

溫濕度和光照度是標(biāo)定環(huán)境不可缺少的參數(shù)，對(duì)其的測(cè)量主要依靠傳感器實(shí)現(xiàn)。本文溫度的測(cè)量采用DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器DS18B20，它具有微型化、低功耗、高性能抗干擾能力、測(cè)量范圍廣、強(qiáng)易配處理器等優(yōu)點(diǎn)，DS18B20可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)送單片機(jī)處理，其溫度測(cè)量范圍為，測(cè)溫分辨率可達(dá)。濕度的測(cè)量采用Humirel公司的電容式相對(duì)濕度傳感器HS1101，其具有可瞬間脫濕、高可靠性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性和響應(yīng)時(shí)間快等優(yōu)點(diǎn)，其濕度測(cè)量范圍為1%~99%。光照度的測(cè)量采用光敏電阻，其光譜特性與人眼對(duì)可見光的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受到的光，均可引起其阻值的變化。

1.2信息傳送模塊

本文采用4×4矩陣按鍵作為信息傳送的控制端，包括0~9這10個(gè)數(shù)字按鍵、溫濕度及光照性能設(shè)置按鍵、小數(shù)點(diǎn)按鍵、確定按鍵和零下溫度選擇按鍵。該系統(tǒng)采用非編碼式鍵盤，按鍵的識(shí)別采用全局掃描法。

1.3主控模塊

本設(shè)計(jì)采用AT89S52單片機(jī)作為主控芯片。該芯片算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且功耗低、體積小、技術(shù)成熟、成本低，產(chǎn)品性價(jià)比高，滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求。本系統(tǒng)中AT89S52不斷的對(duì)采集到的溫、濕度和光照信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并與輸入的相應(yīng)控制值比較，若超出設(shè)定范圍則蜂鳴器將發(fā)出警報(bào)提醒外界予以干預(yù)。

1.4顯示模塊

本設(shè)計(jì)環(huán)境參數(shù)顯示部分采用液晶顯示器12864，環(huán)境參數(shù)的三個(gè)值實(shí)時(shí)在LCD上顯示，環(huán)境參數(shù)設(shè)定顯示模塊采用8段共陽(yáng)極數(shù)碼管7SEG-MPX4-CA，可監(jiān)測(cè)參數(shù)設(shè)定值。

1.5聲音指示模塊

聲音指示用于提醒外界，可選擇語音提示型、音樂型、警報(bào)型等。本設(shè)計(jì)樣機(jī)設(shè)計(jì)中采用蜂鳴器，其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，同時(shí)也可以較好的實(shí)現(xiàn)警報(bào)功能。

2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本軟件其中部分設(shè)計(jì)是采用模塊化設(shè)計(jì)的，uVision3編譯器是由Keil公司開發(fā)的，我們以u(píng)Vision3編譯器作為軟件開發(fā)平臺(tái)，采用C51語言編寫程序，主要包括初始化子程序、溫濕度及光照度檢測(cè)子程序、鍵盤檢測(cè)子程序和顯示警報(bào)子程序等組成。主程序流程圖如圖2所示。

3結(jié)束語

本文環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要針對(duì)家用及農(nóng)用大棚而設(shè)計(jì)，采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20采集溫度信號(hào)，濕度傳感器HS1101采集濕度信號(hào)，光敏電阻采集光照信號(hào)，實(shí)時(shí)將環(huán)境參數(shù)傳送給AT89S52單片機(jī)處理，并送LCD顯示，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)系統(tǒng)設(shè)有參數(shù)設(shè)定模塊，可設(shè)定范圍，若檢測(cè)到的參數(shù)超出設(shè)定范圍，則發(fā)出警報(bào)提醒外界。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，監(jiān)控方便，可廣泛應(yīng)用于家電、農(nóng)用大棚等控制領(lǐng)域。

作者：邵婷婷 任瑞瑞 李平 單位：延安大學(xué)物理與電子信息學(xué)院