基于51单片机的室内环境监测系统设计_开题报告

（一）国内研究现状及进展

随着电子技术的发展，市场上出现各种室内环境测量仪器，包括数字式的温湿度计、甲醛测量仪等。但我国对温湿度等环境因素控制技术的设备研究的起步较晚，这种技术设备仅限于温度、湿度和二氧化碳等单一的种类环境因素控制。

国内自上世纪90年代空气质量环境开始受到关注开始，空气检测设备有较为起色的发展，尤其是90年代后期，以单片机为核心的微芯片技术迅速发展，仪器仪表采用单片机控制后朝数字化、智能化、微型化方向发展，且功能电子或数字电路更加强大，在系统中此阿勇单片机技术可将测量结果显示在LED数码管上，并与预设值进行比较报警，这种方式很大提高了效率。

刚开始的空气质量检测设备是一台设备对一种气体，具有针对性的检测，后来慢慢出现了多用途的检测设备，一台机器检测两种甚至三种。到了21世纪，科技不断进步，电路的高度集成化使得空气质量检测仪变得越来越小巧，如此一来，可以使更多的传感器集成到一台设备上，处理器的发展也使得多种传感器的信息收集处理变得简单，近几年的发展更是迅速，不光是电路的集成，传感器以及处理器在这几年间也发展迅猛，传感器与处理器之间，还有和监测设备的通信方式，从有线发展到无线，红外、蓝牙、WIFI技术这些技术的进步都在推动着产品的革新。纵观现在的空气质量检测仪市场，已经有不乏高科技的产品出现，产品用途多样化，外观小巧方便，自动化程度高，安装使用便捷，这些都是发展的必然方向。

（二）国外研究现状及进展

在国外，环境监测领域的研究较为领先，相关产品的应用较为广泛。国外早在20世纪80年代就开始对温湿度控制技术进行研究，其从采用模拟式的组合仪表，采集温湿度信息并进行指示、记录以及控制到80年代末的分布式控制系统，再到正在不断研发当中的基于计算机的数据采集综合控制系统。经历四十多年的发展，现在国外温湿度控制技术发展很快，正向着完全自动化、微型化、无人化的方向发展。在日本，凭借其先进的计算机技术，将各种植物生长发育不同阶段所需要的环境因素编写成计算机程序，对温室环境因素进行相应的调节，当某一因素发生变化时，在计算机的控制之下其他因素如温湿度、二氧化碳浓度等，随之做出适当的修正或调整，始终保持各个环境因素为最佳配合状态。

当前，节约能源、降低成本成为国外发展环境控制的重要目标。对设备的自动化提出了更高的要求，控制因子由调控单因子转向多因素的综合调控。就是室内环境监测而言，在早期人们采用实验分析室内环境状况，由于数据分析需要一段时间，所以这种方式实时性较差。随着传感器技术和信息处理技术的发展，室内环境监测的手段步入了一个崭新的时代，监测系统更加智能化，实时性大大提高。

（三）室内环境监测系统技术存在的问题

监测仪器普遍落后：虽然目前室内环境监测技术的尖端研究已经处在了比较先进的位置，但是在总体层面来看，现在普遍使用的技术仍然是比较落后的，依然处于一台设备对应一种或两种气体，算是具有针对性的检测，所以多用途多功能监测设备仍未普及。

监测频率低：现在监测以及治理室内环境技术还不能完全适应我国的实际情况，主要表现形式为监测室内环境技术缺乏具体针对性以及对污染指标的认识严重缺乏；同时，受到大量的人力资源以及财力 资源和物力资源这些因素的局限性。现在，我国监测室内环境的 频率一直都非常低，所以没有办法将实际室内环境质量和污染程度准确地反映出来。

监测点位少，数据代表性差：目前的室内环境监测设备主要还是以一点监测为主，监测范围较小，密闭空间的空气不流动，以及监测空间的大小等因素，都会影响数据的真实水平，数据代表性较差。

二、^范文提纲

•1概述

1.1课题的研究意义

1.2  空气质量检测仪发展现状

1.3  本课题主要工作

2系统方案及硬件选型

2.1  设计方案概述

2.2  硬件选用

3 电路设计

3.1  系统电路

3.2  电源电路

3.3  AD转换电路

3.4  显示模块电路

3.5  报警指示灯电路

4  程序设计

4.1  程序设计框架

4.2  主程序设计

4.3  传感器信息程序设计

4.4  LCD显示模块

5  PROTEUS仿真

5.1  仿真设计

5.2  仿真设计结果

6  总结与展望

6.1  总结

6.2  展望

三、参考文献

[1]胡尔西旦•吾麦尔.《浅析室内环境监测及发展前景》[J].中国科技博览,2013(12):135-135.

[2]劳荣国.《论述室内环境检测的现状与发展》[J].建筑工程技术与技术，2015（12）.

[3]何书申,赵兵涛,俞致远.《环境空气质量国家标准的演变与比较》[J].中国环境监测,2014,04:50-55.

[4]梁宝生.《我国甲醛室内空气质量标准建议值的探讨》[J].重庆环境科学,2003,25(12):193-194.

[5]何希才.《传感器技术及应用》[M].北京：航空航天大学出版社,2005.

[6]徐见炜.《室内环境监测系统的设计》[J].电子世界,2016,01:169-171.

[7]吴枰.《有毒气体监测分析方法的应用与研究》[J].环境与发展,2015,04:57-59.

[8]葛东旭.《可燃气体检测报警传感器的选用》[J].电子世界,2015,14:197-200.

[9]张靖武,周灵彬,刘兴来.《单片机原理、应用与Proteus仿真》[M].北京：电子工业出版社,2015.88-97.

[10]陈荣坤.《基于STC12C5A60S2单片机的智能家居环境监控系统的设计与实现》[J].智能计算机与应用,2015,03:105-107.

[11]范奥博,铁治欣,吴铭程,刘良桂.《室内空气质量监测系统的设计》[J].浙江理工大学学报,2015,05:382-389.

[12] A Kumar,IP Singh,SK Sud.《Indoor environment gas monitoring system based on the digital signal processor》 [J].Signal Processing and Communication.2009:245-249.

[13]李莉,刘刚.《基于蓝牙技术的温室环境监测系统设计》[J].农业机械学报.2006,37(10):97-100.

[14]刘文凯.《室内环境空气质量监测技术规范研究》「D].北京:清华大学，2004.