生产环境监控系统的研究与实现
Research and implementation of the production environment monitoring system
生产环境监控系统的研究与实现
摘 要
本系统为生产环境监控系统，能够对生产现场环境内的温度、湿度、灯光亮度、可燃气体浓度进行巡检和控制，为了解决生产环境布线繁琐等问题，应用无线蓝牙技术，实现了便携终端设备无线检测和生产环境各项指标的控制，硬件主要由微控制器、信息采集模块和蓝牙模块构成。
以ATMEL公司生产的AT89S52单片机为现场主控制器，巡检温度、湿度、光强度、可燃气体浓度同时进行控制，每个检测模块都能独立完成自身功能，同时根据现场主控制器发出的指令对各项环境指标进行实时收集。主控制器负责控制指令的发出，协调各个检测单元进行数据采集，处理测量数据并显示。其中，采用DHT11温湿度传感器构成温湿度检测模块，MQ-2型传感器检测可燃气体浓度，无线通信模块则采用了蓝牙模块HC-06，实现了对生产环境各项指标的无线方式实时监控并可报警。整个系统结构简单，成本低，性能可靠，能够实现对各类生产环境的智能监控。
关键词：
单片机，温湿度检测，蓝牙技术，环境监控系统
Research and implementation of the production environment monitoring system
Abstract
The system for the production of environmental monitoring system, able to patrol and control of temperature, humidity, light brightness, the combustible gas concentration on the production site in the environment, in order to solve the problem of the production environment of complicated wiring, using Bluetooth wireless technology, realizes the control of portable terminal device wireless detection and production environment indexes, hardware consists of microcontroller the information acquisition module and a Bluetooth module, form.
Produced by ATMEL company AT89S52 microcontroller as the main controller of the inspection site, temperature, humidity, light intensity,concentration of combustible gas are controlled at the same time, each detection module can independently accomplish its own function, at the same time, according to the site of the main controller instructions issued by the real-time collection of the various environmental indicators. The main controller sends out the control command, coordinate each detection unit for data acquisition, processing and display of measuring data. Among them, using the DHT11 temperature and humidity sensor composed of temperature and humidity detection module, MQ-2 sensor to detect the concentration of combustible gas, the wireless communication module is used to realize the wireless Bluetooth module
HC-06, the
way of the
indicators of
production
environment real-time monitoring and alarm. The whole system has the advantages of simple structure, low cost, reliable performance, can realize the intelligent control for the production of various types of environmental.
Keywords:
Microcontroller Unit, temperature and humidity detection, Bluetooth technology, environmental monitoring system
目 录
第1章 绪 论 .................................................................................................................. 1
1.1 课题的研究目的和意义 .................................................................................... 1 1.2 生产监控系统研究现状及发展趋势 ................................................................. 2 1.3 课题的主要研究内容 ......................................................................................... 2 第2章 系统总体设计方案 .............................................................................................. 3
2.1总体设计方案 ...................................................................................................... 3 2.2 系统的主要技术指标 ......................................................................................... 4 2.3 设计方案论证与器件的选择 ............................................................................. 4 2.4 系统理论分析与计算 ......................................................................................... 7 第3章 系统的硬件电路设计 ........................................................................................ 10
3.1生产环境监控系统的微控制器简介 ................................................................ 10 3.2 AT89S52单片机最小系统的设计 .................................................................... 11 3.3 系统各项参数的数据采集模块设计 ............................................................... 12 3.4 系统的其它外围电路设计 ............................................................................... 17 第4章 系统软件设计 .................................................................................................... 21
4.1 蓝牙核心协议实现 ........................................................................................... 21 4.2 系统的软件设计 ............................................................................................... 22 第5章 方案测试与结果分析 ........................................................................................ 27
5.1测试方案 ............................................................................................................ 27 5.2 测试条件与仪器 ............................................................................................... 27 5.3测试结果与数据分析 ........................................................................................ 28 第6章 总结 .................................................................................................................... 30 参考文献 .......................................................................................................................... 31 附录 源程序 .................................................................................................................... 34 作者简介及在学期间所取得的科研成果 ......................................... 错误!未定义书签。 致 谢 ............................................................................................... 错误!未定义书签。
第1章 绪 论
第1章 绪 论
1.1 课题的研究目的和意义
随着我国经济的发展，工业化进程的不断推进，城市化的发展，人民生活水平不断提高，但随之而来的环境恶化问题也亟待解决。温度、湿度、环境光照情况和有害气体浓度与人类生产、生活紧密相连，这些也是工业、农业生产中最关注、最基本的监测参数，例如农业上农作物的长成温度、湿度非常关键，尤其是光照度的测量与调控，石油、化工、机械、电子等各类生产企业中都需要对温度、湿度和现场环境等情况进行测量与调控，而且随着人类日常生活水平的提升，大众对自身的生活环境愈来愈看重，而工作环境中温湿度、光照强度的转变和有害气体的含量将与人体的舒适度和工作效率都息息相关，所以对生产环境中的温湿度、光照情况和有害气体浓度的检测及调控就十分有必要了。
农业、工业生产中温度、湿度、光照情况和有害气体含量是需要监测的重要指标，同时随着对生产环境特别是恶劣环境中，人、设备和生产安全及高效率的要求越来越高，工业环境的实时综合检测与控制技术也越来越多的受到企业的重视[1]。但传统的监测办法有很多不足之处，用温度计、湿度表、照度计和有害气体浓度监测设备进行单一的测量，都是单一的测量设备，通过人工进行检测，对不符合温度、湿度、光照情况要求的现场各项指标，采取通风、去湿、降温、采光等措施。这样的单一人工检测方法费力费时，测试点少，监测范围窄，效率低，而且测试数据的误差也较大，人为随意性也大；同时传输的是模拟信号，更容易受到干扰，产生失真，处理复杂，监控效果差。内嵌了微型计算机或微处理器（MCU）的监控设备，由于它能够对采集到的数据进行运算、存储和输出控制等功能，具有智能监控的特点。随着工业企业生产的自动化、规模化和高效率的需要，一个成本低和精度高的工业现场环境监控设备在多个领域会替代传统人工操作模式，能够自动控制各种设备调整生产环境温度、湿度、光照度情况等各项指标。当前，市面上普遍在售的环境检测设备大多是单点监测，并且温度、湿度、光照度情况和有害气体浓度信息传递不实时，测量精度不高，控制者很难根据温度、湿度、光照情况和有害气体浓度变化适时作出调整，因此，本课题研究实现了一种能够同时监测多点参数，而且具有良好的实时性、高准确度的优点，能够综合监测多个点温度、湿度、光照情况和有害气体浓度等多项指标的监控系统。总之，生产环境监控系统的研究与实现市场前景广阔，实用价值较高。
1
生产环境监控系统的研究与实现
