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基于单片机智能室内环境调节器

发布时间:2021-07-25 人气:

  摘要:随着公众物质生活水平的显著提升,对于室内居住环境的舒适性、智能性等提出了更高的要求。与此同时,随着现代科学技术与室内环境融合程度的进一步加深,智能家居已经成为重要的研究方向。传统的室内环境调节器敏感度较低、控制水平及精度较差,难以满足公众高质量生活需求。文章研究的主要目的在于设计一种基于单片机的智能室内环境调节器,其除了具备传统调节器的功能以外,还具备自动诊断、蜂鸣警报、完善的通信等功能,可满足公众随时随地调整室内湿温度需求[1]。
  关键词:单片机;智能调节器;室内环境
  一、基于单片机智能室内环境调节器功能
  通过对比当前市场内常见的室内环境调节器发现,其侧重于对室内温湿度、有害物物质含量的检测与控制。结合当前公众对安全室内环境的需求,文章所设计的基于单片机的智能室内环境调节器除了能够智能化检测与控制室内环境相关参数,还具有人体红外感应功能,可保证室内空间的安全性,因此该调节器具有较强的综合性。
  为实现上述功能,基于单片机的智能室内环境调节器以STC89C52单片机为主控制器,处理来自MQ-2烟雾传感器、DS18B20温度传感器、HC-SR501人体红外感应模块的信号,并依靠其快速的运算过程及强大的逻辑判断能力对信号进行处理。具体的功能包括:DS18B20温度传感器全天实时采集室内环境温度信息并将其传递给单片机,经单片机处理后由数码管显示室内环境温度;红外感应模块有信号反应时,蜂鸣器鸣叫,8盏流水灯以流水形式变化,模拟人在流动的情况;当MQ-2烟雾传感器有信号输出时,八盏流水灯同时点亮、同时熄灭。除此之外,文章所设计的基于单片机的智能室内环境调节器具有数据储存的功能,可以记录室内环境大幅度变化的频次,如记录红外感应变化次数,以方便使用者查询特定时间内室内环境变化的相关参数[2]。
  二、基于单片机智能室内环境调节器工作原理
  文章所设计的智能室内环境调节器以STC89C52單片机为控制核心,主要用来接收、处理各个模块传递的信息。烟雾传感器模块采用了MQ-2传感器,以采集室内环境中烟雾浓度等相关参数信息并传递给单片机,单片机接收到信号后对比室内空气烟雾的实际浓度与预先设定的标准值,如果室内空气烟雾浓度超标,便会控制蜂鸣器发出警报声音、流水灯闪烁,,提醒使用者主体室内空气质量的变化,及时进行通风处理或打开空气净化器;温度传感器模块采用了DS18B20传感器,以此作为室内环境温度的检测端口,温度传感器温度采集周期可以进行自主设定,可每隔几秒对室内温度进行一次采集并传递给单片机,单片机处理后向4位数码管下达指令并传递相应温度数据,数码管则显示室内环境温度值;人体红外感应模块采用了HC-SR501,开启人体红外线感应模块的开关后,将进入自动扫描状态,根据预先设定的感应区对室内环境进行监测。如果在感应区内有人员出现时,模块就会产生高电位,当人员离开后则恢复正常。单片机的1个I/O口导入,当识别到电位变化时便会以8盏流水灯的同时点亮、同时关闭提醒使用者室内有人员出入情况,与此同时,其自带的数据存储功能能够为使用者检查感应区人员流动情况提供反馈[3]。
  三、基于单片机智能室内环境调节器的实现
  文章所设计的单片机智能室内环境调节器包括烟雾传感器、温度传感器及人体红外感应三大模块。其中MQ-2烟雾传感器对液化气、丙烷、氢气的敏感性较高,能够检测出室内环境中天然气的含量,也可以检测多种可燃性气体,并且具有成本低、效果佳的特点;DS18B20温度数字计体积小、线路简单,对温度变化的灵敏度较好,可以较为全面的采集室内环境温度;HC-SR501普通型人体红外感应传感器采用了基于红外线技术的自动控制模块,能够实时监测室内人员流动情况[4]。
  结束语
  与市场上的室内环境调节器相比,文章所设计的基于STC89C52单片机的智能室内环境调节器功能综合性较强,不仅可以检测室内空气中烟雾的浓度、室内温度,还能够识别人员的流动[5]。与此同时,模块化集成形成的特性功能具有灵活性的特征,便于后续心功能的植入,也可更为方便地处理与调节各模块,因此可以广泛应用于各类室内场景。除此之外,文章采用的STC89C52单片机制作成最小的单片机系统,可以为调节器功能的扩展提供较为稳定的平台。
  参考文献
  [1]曹彦博. 基于单片机的鸡舍智能环境控制系统的设计[D].山东农业大学,2017.
  [2]孙长海,焦雨桐,韦良,金志明,吴彦,郑薇,李希元.小型控制柜环境调节系统的研制[J].实验室科学,2014,17(04):193-196.
  [3]陈万疆. 基于单片机空气净化器智能净化控制系统设计[J]. 无线互联科技, 2020, v.17;No.189(17):88-90.
  [4]罗芳, 王小红. 基于单片机的太阳能智能家居节能控制系统设计[J]. 清远职业技术学院学报, 2018, 011(001):37-40.
  [5]李瑞福. 基于单片机智能照明控制系统设计[J]. 中国新通信, 2016, 11(11):19-19.
  海南省海口市美兰区桂林洋海口经济学院 陈辉龙

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