基于单片机ZE08-CH2O甲醛传感器智能家居空气质量监测系统设计
摘要：本论文研究的是日常家居的物联网技术的智能家居空气质量监测系统，这基于单片机设计的智能家居空气质量监测系统，对整个室内空气中含有的甲醛浓度进行监测，本系统的主要设计的传感器有DHT11温湿度传感器、ZE08-CH2O甲醛传感器ZE08-CH2O，对整个室内的温度、湿度、甲醛浓度进行监测，最后在显示屏上面显示所监测的数据，如果甲醛浓度超标那么就由蜂鸣器进行报警。软件设计所使用的软件KeiluVsions5开发环境开发的。其中包含了温湿度数据模块的读取，A/D将数字量转换，按键扫描模块和液晶显示。单片机将接收DHT11所采集到的温度、湿度的数据，以及接收甲醛传感器ZE08-CH2O所采集到的甲醛浓度的数据。单片机将各个模块采集到的数据进行处理。如果甲醛浓度超标，将通过蜂鸣器报警，提醒室内的主人，并通过液晶显示屏显示具体的温度、湿度、以及甲醛浓度的值。
关键词：单片机；LCD1602；DHT11；ZE08-CH2O
目录
第一章 绪论 2
1.1研究背景及意义 2
1.2国内外研究现状 3
1.3课题研究的内容 3
主要完成的设计内容如下： 3
第二章 总体方案的设计 4
2.1方案选择 4
方案一: 上位机报警电路 4
方案二：单片机报警电路 4
第二章 总体硬件系统设计 6
3.1 单片机模块 6
3.2温湿度传感器模块 8
3.3甲醛传感器模块 10
3.4显示模块 12
3.5报警模块 15
第四章 软件系统设计 16
4.1程序流程图设计说明 16
主程序流程图如下: 16
4.2各功能模块程序设计 17
温湿度子程序流程图如下： 17
第五章 系统调试与分析 22
5.1硬件调试 22
5.2软件调试 22
5.3软件硬件合并调试 22
5.5仿真图如下： 23
5.4设计实物图如下： 23
第六章 总结与展望 25
6.1总结 25
6.2展望 25
致谢 26
参考文献 27
附录 28
附录一：原理图 28
附录二 ：程序清单 29
第一章绪论
1.1研究背景及意义
现在人们的生活水平相比于以前有了质的提高，已经不再是满足于简单的不愁吃穿住，更加讲究的是居住的舒适度，居住环境的安全性等，人们的居住条件也变得好了起来，但是这也伴随了一系列的问题，空气中含有多达168种微量气体，但是其中有害的气体占了大多数。长期处于这种封闭的环境中的人们会造成一系列的问题，比如：恶心、头晕、胸闷等等。从我国“室内环境监测中心”对室内空气质量监测力度越来越大的趋势也可以看出，每逢碰到新房子的装修，人们最关心的问题就是甲醛的含量是否超标。近年来甲醛危害的报道层出不穷，2018年曝光后首次在社会上引起轰动，闹得沸沸扬扬。实际上，在编辑的意见中，这种随意的做法确实是错误的。甲醛浓度过高的房子，请不要提供给租户。不过,入住者和住宅作为所有者的注意点,“装饰后的住宅的甲醛超过标准不能避免。在入住前甲醛实施考试,并达到标准,请从入住。紧急入住有必要时,可以找到当地的统治机构。通过治疗后入住。”8,、9月初曝光甲醛超标的就有许多中小学,许多学生出现是流鼻血、头晕等不良症状。学生的身心健康受到了极大的危害。这几年愈演愈烈的学校开学季甲醛超标事件牵动着所有人的神经。国际癌症研究所表明，甲醛是一种无色有毒气体，是一种致癌物质，因此应提前防止加以监测。怎么能够脱离这种困境是我的课题研究，研究一个使我们处于一个相对健康安全的居住环境，这就是我的目的。通过大学三年的学习，我掌握了单片机控制，监测原理等相关的课程。为本次设计提供了一些基础。在大数据下开发一套智能家居空气监测系统是有十分重要的意义。
1.2国内外研究现状
作为全球近年来研究的甲醛气体传感器鉴定是新热点。但是这种传感器非常容易受到环境中其它因素的影响，所以这种类型的传感器没有多大的实用性。为了适应现在社会室内空气甲醛浓度快速监测的需求，现在已经开发出了许多快速测定甲醛的仪器。这类仪器在现场就可以直接测量甲醛的浓度，操作也十分的方便，适用于日常家居和一些封闭的环境中的甲醛浓度的测量。但是此类仪器的响应范围，适应性能，工作特性等都是不一样的。
在测试一些有害气体等方面，国内外都有比较出名的，例如：ESC公司做的Z—300甲醛测量仪是美国的，PPM公司主打的PPM—400甲醛测量仪是属于英国的。而我们中国比较出名的是江苏的安普电子工程有限公司的400型甲醛检测仪。
1.3课题研究的内容
本设计是以实现监测温度，湿度，甲醛浓度一体化具有多种功能的智能家居监测系统，本设计的要求是本设计精度高，适合日常家居、办公室等封闭式室内监测，本设计有成本亲民，操作简单的优点。由于本论文所检测的甲醛气体信号都是变换缓慢且微弱的信号量,在选择气体传感器时就必须要考虑到其精度、稳定性等问题,所以我们采用甲醛模组ZE08-CH2O，用此传感器采集空气中的甲醛浓度传输到单片机进行数据处理，与之前存储在单片机上的上下限值进行比较，通过控制电路，进行相应处理。
主要完成的设计内容如下：
1.在液晶显示屏上面显示甲醛浓度的值：
2.另外增加测量温度、湿度并用液晶屏显示：
3.设计成可以调测量值报警的上限下限，可以蜂鸣器报警，液晶显示准确数值。
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