1. 研究目的与意义及国内外研究现状

目的：了解GSM的原理与方法，深化对单片机系统的理解，综合应用所学知识，设计基于GSM的家庭环境监测系统，从而学会系统设计及研究方法，提高知识的综合应用能力。意义：随着科技的进步和社会的发展，空调，加湿器，空气净化器等各种产品日益普及，人们对自己的家庭生活环境越来越重视，所以研究设计可靠性好并实用性强的环境参数监测系统显得尤其重要。随着无线通信网络技术特别是GSM无线移动网络技术的成熟、以及微型计算机控制技术和传感器技术的迅速发展，将以上各种先进技术应用到环境参数监测领域，将使得监测系统更加丰富，性能更加稳定。本系统选取温度、湿度、有害气体浓度（CO的浓度）及PM2.5浓度这几个主要环境参数作为监测对象，设计基于GSM的家庭环境监测系统。本系统的设计目的在于提出一种基于GSM的家庭环境监测系统，是将实时采集到的环境数据发送给单片机进行处理，并显示在LCD屏上，从而实现对家庭环境的实时监测及煤气报警，以便及时对家庭环境的温度湿度以及空气质量进行调整，防止煤气中毒等事件的发生，营造适合生活的家居环境。

国内外研究现状

现有的家庭室内环境监测设计大多是针对单参数的便携式检测仪,如国内的科尔诺GT-903-CO泵吸式一氧化碳检测仪（图左）和PM-300激光尘埃粒子计数器（图右），适用于各种无尘车间、洁净室、公共环境等场所的粉尘粒子浓度监测，，采用进口电化学/红外吸收气体传感器和微控制器技术，适用于各种工业环境和特殊环境中的气体浓度检测，虽然其响应速度快，测量精度高，但是其检测手段死板，价格昂贵，测量数据单一，且不具有实时监测报警功能。这种检测仪器固然稳定可靠但是其使用价值被严重的约束了，它的实时性和对安全隐患的可预见性没有得到很好地发挥。

还有国外的一款智能家居环境监测仪名为Netatmo Weather Station（见下图）。它拥有两个传感设备，分别置于室内和室外，作用在于检测周围的环境，从而及时反映室内外空气质量、温度、湿度、气压、噪音和二氧化碳浓度等信息。这些实时信息可通过无线网络传送到用户的手机、平板和电脑的应用程序上。用户只需在两个传感设备中安装电池，并使较为高大的主机连上wifi，便可通过app浏览数据。但是，此监测仪价格昂贵，且实用性不强，普通家庭并不需要测量如此多不必要的环境参数，跟重要的是，它没有实时显示屏，对于一些没有Wifi的地区或者不会使用智能手机的用户来说，更加不具有实用性。

2. 研究的基本内容

本系统以单片机MSP430F149为核心，以温湿度传感器DHT11、气敏传感器MQ-7、粉尘传感器GP2Y1010AU0F作为测量元件，通过单片机中内置的A/D模数转换器和传感器相连，将传感器采集到的测量数据传入单片机，经过分析处理将结果显示于LCD液晶屏上，并将单片机通过max232串口与TC35模块相连，当CO浓度达到设定的上限值时，GSM模块发送报警短信给手机终端。本系统满足室内环境变量实行全面、实时、长期监测的要求，实现室内环境温湿度、可燃气体（CO）浓度、PM2.5浓度检测的自动化和智能化。系统框图如图所示。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案：（1）查阅参考文献学习基于gsm进行环境监测的方法，学习相关传感器等知识。

（2）设计硬件系统电路图，按电路图对器件进行焊接，完成器件制作。

（3）根据系统电路编写程序，进行调试。

4. 参考文献

[1] 兰冰芯,谌海云,陈东.基于单片机的PM2.5测试仪的设计与实现[J].物联网工程.2014,4(11):32.[2] 王卫兵.传感器技术及其应用实例[M].北京:机械工业出版社,2013.4:104-105.[3] 夏志华.基于单片机的温度控制系统的研究与实现[J].煤炭技术.2013(02). [4] 毕卫红,陈鑫. 基于GAM的智能温室监测系统[J].电子测量技术.2009(03).[5] 郑争兵.基于GSM网络的蔬菜大棚环境参数监测系统[J].广东农业科学.2012(01).[6] 韩斌杰,杜新颜,张建斌.GSM原理及其网络优化[M].2.版.北京:机械工业出版社,2009:72-78.[7] 温殿忠,赵晓峰,张振辉.传感器原理及其应用[M].哈尔滨:黑龙江大学出版社,2010.[8] 李天山.基于单片机的室内环境监测仪设计与实现[J].滨州学院学报.2012(03).[9] 张伟,韩峻峰.基于GSM网络的环境监测系统研究[J].现代电子技术.2009(23).[10] Wenchao Xu,TengFei,Yanxiang Geng,Fang Bai,Liyi Zhang.Design of environmental information monitoring system based on GPRS[J]Awareness Science and Technology(iCAST),2011.