基于keil软件的气体浓度监测系统设计
摘要：本文研究和实现了一种基于单片机气体浓度监测设计。当代的科技发展应用中广泛需要监控二氧化碳的浓度。该系统适于应用于日常生活的 CO₂ 监测，便于改善我们的生活环境质量。本系统内含采集模块，显示模块，报警模块，主控模块四个部分。通过采集模块对 CO₂ 的浓度进行采集，并将具体的浓度值显示出来，如温室大棚 CO₂ 浓度低于400ppm或高于550ppm时，系统自动报警。达到经济与高效的目的。软件方面选择keil语言进行开发，完成采集模块，显示模块，报警模块，主控模块的程序编写。该系统的优点为简单，实用，方便较多群体使用。
关键词：单片机;传感器;keil
Design of Gas Concentration Monitoring System
Abstract:This paper studies and implements a design of gas concentration monitoring based on single chip computer. The concentration of carbon monoxide needs to be monitored widely in the development and application of contemporary science and technology. The system is suitable for CO₂ monitoring in daily life, and it is convenient to improve the quality of our living environment. The system includes four parts: acquisition module, display module, alarm module and main control module. The concentration of CO₂ is collected by acquisition module, and the specific concentration value is displayed. For example, when the concentration of CO₂ in greenhouse is lower than 400 ppm or higher than 550 ppm, the system automatically alarms. To achieve economic and efficient purposes. In software aspect, keil language is chosen to develop, and the program of acquisition module, display module, alarm module and main control module is completed. The advantages of this system are simple, practical and convenient for many groups to use.
Keywords: single chip computer;sensor;keil
目录
第一章 绪论 2
1.1 研究意义 4
1.2 研究现状 5
1.3 应用前景 6
1.4 设计系统概述 7
1.5 课题的研究思路及论文章节安排 7
第二章 总体方案设计 8
2.1 设计思路 8
2.2 方案选择 9
2.2.1 单片机的选择 9
2.2.2 传感器的选择 10
2.2.3 显示器的选择 10
第三章 系统的硬件模块设计 11
3.1 主控制器 11
3.2 气体浓度监测模块 12
3.3 显示模块 13
3.4 警报模块 15
3.5 按键功能 15
3.6 指示功能 16
第四章 系统软件模块设计 17
4.1主程序流程图 17
4.2显示模块子程序流程图 18
4.3按键子程序流程图 19
4.4报警程序子程序流程图 20
第五章 系统仿真与调试 21
5.1单片机操作环境 21
5.2 程序调试 22
第六章 总结与展望 23
参考文献 24
致谢 25
附录: 电路原理图 26
第一章 绪论
1.1 研究意义
在我们的日常生活中有着许许多多的有害气体危害着我们的健康，对于生活的环境也有所的提升和要求上面的提高，大气的污染造成的空气的质量问题也越来越严重了。还有就是一些行业也对空气的质量也有着很严格的要求，比如说化工业，农业，钢铁业等等。那么空气的监测系统就变得尤为的重要和普遍了。
在许多的生产业中也会产生许多的有害气体，这些气体会排放出来后会给我们所生活的环境造成很大的威胁和身体健康上面的隐患。我们为了更好的监测到这些有害的气体我们利用科学的手段对它进行监测。
可以有效的改善我们的生活环境的安全性和舒适程度，又可以得到最大化的经济效益。因此，针对于室内的CO₂监控系统，为此设计CO₂监控系统的意义就是可以应用在生活的方方面面，来提高生活的便捷和经济的发展。
主要产生碳源是大型的化工厂，钢铁厂等等的废气排放造成的。再有科学依据的证明下其气体CO₂的浓度范围应该大致维持在500~1000(mg·kg)左右才算是合理的，假如二氧化碳的浓度达到了3000mg·kg那就对人的健康产生危害。正常大气中CO₂浓度在340至350mg·kg。
还有就是汽车的尾气排放也是主要的碳的来源，因此也造成了温室效应。这是很严重的环境问题，是我国一直以来很重视的事件。最主要的就是CO₂导致的，由于CO₂浓度过高导致大气变暖。这对我们的所生活的地球的环境造成了很大的威胁。
我们对于这种现象所导致的问题，本文设计了基于STC89C52单片机的气体浓度监测系统来更好的监测我们周围环境的二氧化碳浓度，以此来更好的控制和调节我们所处环境的二氧化碳浓度，做好防范的准备。
本文是设计的二氧化碳浓度检测系统，此系统是基于单片机开发的，其成本较低，性能稳定，在我们的日常生活中可以普遍的使用该系统。有了更好的监测，我们对我们的生活环境就有了很大程度上的掌握和改善。
1.2 研究现状
1.2.1 传感器技术的研究现状
在很早的时候，环境监测大多都是来自我们日常生活的经验，用以调控改善其中的较差环境来防做出防范措施。早期在最早期的方法有人为的加热来防止低温。又到了二战结束以后，这项技术走向了机械化，演化成了温度仪，还有环境控制盒子。又到了20世纪八十年代初期，随着计算机科学的飞速发展，二氧化碳的浓度监测系统得到了很好的发展和应用，也渐渐的实现了计算机控制下的更智能的监测系统，也逐渐的代替了环境控制盒子。
其实已经在很多的国家像这样的气体浓度监测系统得到了很好的发展和在应用上的体现，不如说英国、德国，意大利，法国 以色列等等的一些国家。都已经对气体浓度检测系统有了技术上的标准。上面多说的一些国家大多都是针对温室的种植的气体浓度检测所设计的监测系统，可以实现多种气体浓度的监测。比如一氧化碳浓度、氢气浓度、二氧化碳浓度等等，并且都可以实现微电脑控制。也早已经在韩国和日本的园艺和农业方面的一些设施上也运用了气体浓度监测技术，而且很是发达，应用的范围特别的广泛。其主要表现在温室的种植监测气体方面，他们主要是监测种植的东西为了保持在一定气体浓度下面的生长，所以他们对气体宁浓度监测是非常的重视，得到了非常发达的监测体系，尤其是对二氧化碳浓度监测。就这样，他们对气体浓度监测系统的发达水平远远的领先于其他的国家水平，就实现了自动控制气体浓度监测占比超过10%。接下来就是以色列这个国家在四十年前就早已推出了三代二氧化碳气体浓度监测系统，并且实现了只能的浇灌等等技术应用在农业上面，在此过程中保证了种植环境二氧化碳浓度的稳定程度。还有就是有个叫荷兰的国家，他们应用这种气体浓度监测系统也特别的早的，他们早在二十世纪七十年代就已经有了相当成熟的发展，也在这项技术中有着自已的一套监测标准。。
本次的毕业设计是基于STC89C52单片机来作为整个系统的中央处理芯片，在整个二氧化碳浓度检测系统中显示模块使用了一块LCD1602液晶显示屏，气体浓度采集用的是二氧化碳浓度传感器MG811,通讯可以通过控制器来实现整个气体浓度系统的信息传输，可以为人们实现显示实时的气体浓度信息。终端的触控屏是用来给主控制器发送指令给子控制器，控制执行电机对CO₂的浓度进行控制，在此之后采集器将信息反馈到LCD1602液晶显示屏和控制器，显示模块的LCD1602屏幕会把传过来的显示数据经过处理，而且会完整无误的显示在液晶显示屏上面，供用户们随时的观看和掌握实时的二氧化碳浓度数据。
本次设计的系统可以应用于农业和日常的生活监测中，在过没没有很好的发展基础，导致没有很高水平的二氧化碳浓度监测系统的设计。也没有在各个行业得到更好的应用，我们这次的设计重点在于二氧化碳浓度的实时监测状况，根据气体浓度的变化来警示用户注意多出环境的二氧化碳浓度，以此来达到监测和更好的帮助用户调整周围环境所要求达到的气体浓度值。
如果这个时候LCD1602液晶显示屏显示的二氧化碳的浓度值大于我们预先设置好额气体浓度上限值的话，中央处理芯片会马上探测到同时会给警报模块的蜂鸣器发出信号。并启警报指示灯，这样一来就会提醒用户来注意周围环境的二氧化碳浓度并且做出相应的调整；还有就是这种情况，就是当LCD1602液晶显示屏上面的二氧化碳气体浓度小于我们事先设置好的二氧化碳气体浓度值。系统的警报模块就会处于休眠状态，系统继续保持监测状态。
通过很好的监测，有了对所处的环境气体浓度的清楚了解。都可以带来经济上面上的效益。现在的智能控制系统越来越发达了。在很多的外国都实现了人脑结合计算机来达到控制监测系统。人工的自动匹配机制。以此来达到更好的控制系统和更简单的操作流程。
本次设计的二氧化碳气体浓度监测系统可监测的二氧化碳浓度。软件弹性很大，各设备间可以灵活通信。
随着信息时代爆炸式的发展，人们都逐渐的离不开科学带给我们的便捷的生活，对于信息的、收集、传播也都逐渐的分离不开了。传感器渐渐的 也被普遍化使用了。从军事到群众。传感器是作为智慧生活，在以后发展物联网中是 最基础的电子设备。也是集最基础的环境感知能力和数据通信能力的电子设备。也是科学进步和信息传递变化的前沿科技技术设备。
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