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摘要：温湿度和光照强度以及PM2.5浓度和烟雾检测值与人类的生产生活和发展是密不可分的。随着人们的生活水准不断提高的同时单片机和传感器技术也迅速发展，为我们便捷的显示采集系统打下基础。此系统具有实时显示、多功能、易操作、功耗低等特点。
关键词：多功能;温湿度传感器;PM2.5浓度值;实时显示
1 引言
舒适的环境对人类的生产生活有很大的影响，传统的环境检测是以人员的操作为中心的。但是测量过程比较的复杂和琐碎，导致人们工作效率低，操作不方便。因此探索一个可以实时的观测并且显示室内温湿度和光照强度以及PM2.5浓度和烟雾检测浓度环境的显示屏并且可以蜂鸣器报警提醒，能在合理的范围内控制的系统，保证一个良好的环境显得尤为重要。这样可以使得我生产出更多的更好的温室农副产品、肉质更鲜嫩的畜牧供我使用，使得我的生活质量变得更好。本次设计就是可以实时显示并控制室内关键参数和时间的多功能显示屏。
2 设计的基本要求
系统运行要可靠，维护要方便，可操控性好，价格要实惠。可以显示时间以及实现对温湿度和光照强度以及PM2.5浓度和烟雾浓度值实时监测，同时要保证报警和控制功能的稳定。系统可靠性的提高应该采用高可靠性部件设计。
（1）设计简单易懂。系统启动后，可以用按键调整目标的温湿度和光照强度以及PM2.5浓度和烟雾浓度值的标准范围，用来控制它们保持在一定的合适范围内。
（2）在液晶显示屏上，能显示当前环境数据和时间。而且这些数据实时准确地反映出室内环境情况。
（3）系统不仅可以显示出来室内环境，也应自动做出改变实现智能化控制。操作包括系统自动根据设置的标准去确定报警装置是否激活，继电器是否工作，以便采取措施调整。
3 设计方案
这个系统由下面几个关键模块构成：
（1）传感器采集模块：实时收集当前温湿度和光照强度以及PM2.5浓度和烟雾浓度值信息，同时将信息输送给单片机进行对比和解析。
（2）液晶显示模块：实时显示经过单片机对比和解析后的当前温湿度和光照强度以及PM2.5浓度和烟雾浓度值，还能显示时间和日期。
（3）电平转换模块：下载程序到本控制系统。
（4）按键模块：设置温湿度和光照强度以及PM2.5浓度和烟雾浓度上限下限的值。
（5）蜂鸣器报警模块：在室内环境数据超出设定值时发生警报声，以提醒室内人员。
（6）继电器控制模块：可以用来控制风扇、制冷片、加热片等设备的工作，以此在维持室内环境适宜。
（7）时钟模块：用来表达现在实时日期年月日和时间。
（8）单片机主控模块：单片机是本控制系统的主要元件，它用来对比和解析多个传感器模块和时钟模块的数据并且控制。
4 系统原理
该系统最重要的部分是传感器的收集模块。在传感器模块中，我选择了智能温度和湿度传感器DHT11。它可以实时收集温度和湿度的目前值，而且它集成温度传感器和湿度传感器。我用GP2Y1010AU0F对粉尘颗粒进行检测。该传感器体积小、成本少、寿命长、准确性好。用MQ-2采集烟雾浓度值，BH1750FVI光照强度传感器检测光强。收集完成的数据要输送给单片机控制输出。我选择了STC89C52单片机。因为STC系列的单片机能在环境恶劣的地方工作，指令执行速度快。将收集到的数据输送到单片机进行数据处理后再交给12864液晶显示屏显示。报警模块中使用蜂鸣器时最好的选择。在系统工作时，我首先要设置当前环境的上下限值。当室内环境的当前环境不在设定的上下限定范围时，蜂鸣器会报警并且显示，同时单片机控制继电器工作。继电器其实就是个开关的作用，从而控制外部设备工作与否，来控制温湿度和光照强度以及PM2.5浓度和烟雾浓度值。还加入时钟模块。DS1302来显示目前的时间和年月日。给室内人员一个提示。加入ESP8266WIFI无线模块能把显示屏数据输送到手机端。
5 软件设计
好的程序设计它要求软件要有简单、合理和效率高的结构要求，在熟悉了我所要设计的问题后，要对整体设计思路要熟悉。这次的题目的程序整体设计思路如图4-1所示：
6 结束语
本文通过对多种功能显示屏的研究和设计，在充分考虑到我国现在环境监测显示的实际状况下，集成了五种传感器的物理量能同时显示的显示屏。在基于STC89C52单片机的基础下，温湿度检测、光照强度检测、PM2.5浓度检测、烟雾浓度值检测、蜂鸣器报警、继电器控制和时钟显示等功能的系统。可以实时采集并显示，避免了传统人工的工作繁琐、采集慢、误差大等缺点，为室内环境检测提供了便捷的方法。
参考文献
[1]Ruizheng Wang，Xuan Liu，Xinhao Huang. Design of Intelligent Home Security Alarm System under STC89C51 Single Chip Microcomputer[J]. Journal of Computer Science Research，2020，2（4）.
[2]Ying Wang，Yangyang Xu. The Design of multi-purpose industrial timer warning system[A].信息化与工程国际学会.Proceedings of 2016 6th International Conference on Machinery，Materials，Environment，Biotechnology and Computer（MMEBC 2016）[C].信息化与工程国际学会：计算机科学与电子技术国际学会（Computer Science and Electronic Technology International Society），2016：4.
[3]黄磊.基于单片机的室内环境监测系统的研究与应用[J].电子世界，2016（08）：74.
[4]李志豪.基于单片机的温室大棚温湿度集中监测系统设计[J].中国新技术新产品，2017（03）：25+80.
[5]于斯淇，汪俊菊，李慧颖，田艳红，罗晨.基于單片机的环境控制系统[J].科学技术创新，2019（10）：89-90.
[6]张铁山，任众.基于AT89C51的温室大棚环境参数自动控制系统的设计[J].机械工程师，2016（04）：34-36.
关键词：多功能;温湿度传感器;PM2.5浓度值;实时显示
1 引言
舒适的环境对人类的生产生活有很大的影响，传统的环境检测是以人员的操作为中心的。但是测量过程比较的复杂和琐碎，导致人们工作效率低，操作不方便。因此探索一个可以实时的观测并且显示室内温湿度和光照强度以及PM2.5浓度和烟雾检测浓度环境的显示屏并且可以蜂鸣器报警提醒，能在合理的范围内控制的系统，保证一个良好的环境显得尤为重要。这样可以使得我生产出更多的更好的温室农副产品、肉质更鲜嫩的畜牧供我使用，使得我的生活质量变得更好。本次设计就是可以实时显示并控制室内关键参数和时间的多功能显示屏。
2 设计的基本要求
系统运行要可靠，维护要方便，可操控性好，价格要实惠。可以显示时间以及实现对温湿度和光照强度以及PM2.5浓度和烟雾浓度值实时监测，同时要保证报警和控制功能的稳定。系统可靠性的提高应该采用高可靠性部件设计。
（1）设计简单易懂。系统启动后，可以用按键调整目标的温湿度和光照强度以及PM2.5浓度和烟雾浓度值的标准范围，用来控制它们保持在一定的合适范围内。
（2）在液晶显示屏上，能显示当前环境数据和时间。而且这些数据实时准确地反映出室内环境情况。
（3）系统不仅可以显示出来室内环境，也应自动做出改变实现智能化控制。操作包括系统自动根据设置的标准去确定报警装置是否激活，继电器是否工作，以便采取措施调整。
3 设计方案
这个系统由下面几个关键模块构成：
（1）传感器采集模块：实时收集当前温湿度和光照强度以及PM2.5浓度和烟雾浓度值信息，同时将信息输送给单片机进行对比和解析。
（2）液晶显示模块：实时显示经过单片机对比和解析后的当前温湿度和光照强度以及PM2.5浓度和烟雾浓度值，还能显示时间和日期。
（3）电平转换模块：下载程序到本控制系统。
（4）按键模块：设置温湿度和光照强度以及PM2.5浓度和烟雾浓度上限下限的值。
（5）蜂鸣器报警模块：在室内环境数据超出设定值时发生警报声，以提醒室内人员。
（6）继电器控制模块：可以用来控制风扇、制冷片、加热片等设备的工作，以此在维持室内环境适宜。
（7）时钟模块：用来表达现在实时日期年月日和时间。
（8）单片机主控模块：单片机是本控制系统的主要元件，它用来对比和解析多个传感器模块和时钟模块的数据并且控制。
4 系统原理
该系统最重要的部分是传感器的收集模块。在传感器模块中，我选择了智能温度和湿度传感器DHT11。它可以实时收集温度和湿度的目前值，而且它集成温度传感器和湿度传感器。我用GP2Y1010AU0F对粉尘颗粒进行检测。该传感器体积小、成本少、寿命长、准确性好。用MQ-2采集烟雾浓度值，BH1750FVI光照强度传感器检测光强。收集完成的数据要输送给单片机控制输出。我选择了STC89C52单片机。因为STC系列的单片机能在环境恶劣的地方工作，指令执行速度快。将收集到的数据输送到单片机进行数据处理后再交给12864液晶显示屏显示。报警模块中使用蜂鸣器时最好的选择。在系统工作时，我首先要设置当前环境的上下限值。当室内环境的当前环境不在设定的上下限定范围时，蜂鸣器会报警并且显示，同时单片机控制继电器工作。继电器其实就是个开关的作用，从而控制外部设备工作与否，来控制温湿度和光照强度以及PM2.5浓度和烟雾浓度值。还加入时钟模块。DS1302来显示目前的时间和年月日。给室内人员一个提示。加入ESP8266WIFI无线模块能把显示屏数据输送到手机端。
5 软件设计
好的程序设计它要求软件要有简单、合理和效率高的结构要求，在熟悉了我所要设计的问题后，要对整体设计思路要熟悉。这次的题目的程序整体设计思路如图4-1所示：
6 结束语
本文通过对多种功能显示屏的研究和设计，在充分考虑到我国现在环境监测显示的实际状况下，集成了五种传感器的物理量能同时显示的显示屏。在基于STC89C52单片机的基础下，温湿度检测、光照强度检测、PM2.5浓度检测、烟雾浓度值检测、蜂鸣器报警、继电器控制和时钟显示等功能的系统。可以实时采集并显示，避免了传统人工的工作繁琐、采集慢、误差大等缺点，为室内环境检测提供了便捷的方法。
参考文献
[1]Ruizheng Wang，Xuan Liu，Xinhao Huang. Design of Intelligent Home Security Alarm System under STC89C51 Single Chip Microcomputer[J]. Journal of Computer Science Research，2020，2（4）.
[2]Ying Wang，Yangyang Xu. The Design of multi-purpose industrial timer warning system[A].信息化与工程国际学会.Proceedings of 2016 6th International Conference on Machinery，Materials，Environment，Biotechnology and Computer（MMEBC 2016）[C].信息化与工程国际学会：计算机科学与电子技术国际学会（Computer Science and Electronic Technology International Society），2016：4.
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[4]李志豪.基于单片机的温室大棚温湿度集中监测系统设计[J].中国新技术新产品，2017（03）：25+80.
[5]于斯淇，汪俊菊，李慧颖，田艳红，罗晨.基于單片机的环境控制系统[J].科学技术创新，2019（10）：89-90.
[6]张铁山，任众.基于AT89C51的温室大棚环境参数自动控制系统的设计[J].机械工程师，2016（04）：34-36.