论文总字数：49593字

摘 要

光照强度，大气压强，空气温度，空气湿度等都是环境监测所需要的重要参数，这些参数在环境保护领域中有重要参考价值。本文设计了一个环境监测装置，对气压和照度，温度与湿度进行监测，并且通过LCD显示屏将数据显示出来。该系统能够及时检测环境变化，并做出响应。

本系统以环境监测为背景，设计出一套以AT89C52单片机为处理器核心的环境监测模拟装置。系统围绕设计要求分成以下部分来实现：

第一部分为数据显示模块，显示器选择LGM12641BS1R点阵图形液晶模块。负责显示出温湿度，光照，气压的值，界面简洁，数据显示准确。

第二部分为检测节点，包括温度湿度采集，光照亮采集，气压值采集。温湿度采集运用SHT11传感器，响应迅速，数据精确，光照强度采用测量LDR11光敏电阻在不同光照下的不同电压并将其转化成光照值，气压值采用MPX4115压力传感器，通过A/D转换得出气压值。

第三部分为数据传输模块，将从机上测量的数据发送到主机上。

本环境监测系统采用C语言编写，由Proteus软件仿真，完成环境监测，并实时显示出来。本系统体积小，成本低，效能好，稳定精确，很适合进行环境监测。

关键词：单片机 温湿度传感器 光敏电阻 压力传感器 数据传输

Design of environmental monitoring simulator system

Abstract

Light intensity, atmospheric pressure, air temperature and air humidity are important parameters required by environmental monitoring, which have important reference value in the field of environmental protection. In this paper, an environmental monitoring device is designed to monitor the air pressure, illumination, temperature and humidity, and display the data through the LCD screen. The system can detect and respond to environmental changes in a timely manner.

This system takes the environment monitoring as the background, designs a set of environment monitoring simulation device which takes the AT89C52 as the processor core. This system is implemented into the following parts around the requirements:

The first part is the data display module, LGM12641BS1R lattice graphics LCD module. Responsible for displaying the values of temperature, humidity, light and air pressure, simple interface and accurate data display.

The second part is the detection node, including temperature and humidity collection, light illumination collection, pressure collection. SHT11 sensor is used for temperature and humidity collection, which has rapid response and accurate data. LDR11 photosensitive resistor is used to measure different voltages under different illumination and convert them into illumination value. MPX4115 pressure sensor is used for air pressure value, and air pressure value is obtained through A/D conversion.

The third part is the data transmission module, which sends the data measured from the computer to the host computer.

This environmental monitoring system is written in C language and simulated by Proteus software to complete the wireless environmental monitoring and display it in real time. The system is small in size, low in cost, good in efficiency, stable and accurate, and is suitable for environmental monitoring.

Key words: Microcontrollers; Temperature and Humidity Sensor; Light dependent resistor; Pressure sensor ; Data transfer

目录

摘要 II

Abstract III

第一章 绪论 1

1.1背景以及意义 1

1.2 环境监测系统研究现状 1

1.3论文研究的主要内容 2

1.4本章小结 3

第二章 环境监测模拟装置的设计方案 4

2.1系统的设计方案 4

2.2系统的软件开发环境 5

2.3系统基于Proteus的仿真 6

2.4本章小结 7

第三章 系统器件选择方案 8

3.1单片机选型 8

3.2温度湿度传感器选型 8

3.3光照传感器选择 9

3.4气压传感器选择 10

3.5液晶显示器件选型 10

3.6本章小结 11

第四章 系统硬件设计 12

4.1液晶显示模块电路设计 12

4.1.1 LGM12641BS1R的引脚及功能 12

4.1.2 LGM12641BS1R的读写时序 12

4.1.3点阵LCD中文及英文显示原理 12

4.1.4电路图设计 12

4.2温湿度数据采集模块电路设计 15

4.2.1 SHT11的引脚分配定义 15

4.2.2 SHT11的连接图 15

4.2.3电路图设计 15

4.3光照气压传感器与ADC转换电路设计 16

4.3.1 ADC0832与单片机的连接 16

4.3.2传感器的连接 16

4.3.3光照气压传感器与ADC转换电路系统总体电路图 16

4.4本章小结 18

第五章软件设计 19

5.1主函数 19

5.2 液晶显示模块系统设计 22

5.3 温湿度传感器数据测量系统设计 23

5.4气压光照数据测量系统设计 26

5.5串口通信系统设计 27

5.6本章小结 29

第六章 实验结果及结论 30

6.1 实验结果 30

6.2 实验总结 31

参考文献 33

附录 35

致谢 61

第一章 绪论

1.1背景以及意义

随着现代化的发展，科学技术的发展在不断地加深，人们对环境问题的认识也伴随着发展不断加深。环境保护至关重要，环境的健康与否与全世界的经济发展发展都息息相关，因此环境问题越来越多的进入到人们的视野之内，得到足够的重视。在最近几年，我国售出了大量环境监测设备，同比增量巨大，增长速度快，这充分展示了，在“十三五”环境保护法案推出的情况下，各个全新的环保政策得以实施，与环境监测仪器相关的领域正在迅速发展[1]。虽然环境监测相关的市场不断扩张，但相对于环境保护正日益被重视起来的现状相比，现如今的环境监测设备却依然存在不足，而且数量远远不能满足要求。如今，环境监测基础建设在国家的帮助下已经得到了快速的发展，环境监测的前景不可忽视。

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