本科毕业设计（论文）（2011届）题目环境监控系统的设计学院物理与电子工程学院专业电子信息工程班级08电子信息工程（2）班学号学生姓名指导教师完成日期2011年3月环境监控系统的设计Environmental Monitoring System Design学生姓名：Student:LinChaoWei指导教师Advisor:Lecturer Wang Yang台州学院物理与电子工程学院School of Physics&Electronic EngineeringTaizhou UniversityTaizhou,Zhejiang,China2011年3月Mar.2011摘要环境监控系统是一个综合利用计算机网络技术、数据库技术、通信技术、自动控制技术、新型传感技术等构成的计算机网络，提供的一种以计算机技术为基础、基于集中管理监控模式的自动化、智能化和高效率的技术手段，能够对环境温度、亮度和湿度等模拟信号的采集，并显示相应值，对相应参数超出预定范围进行报警及能通过串口通信在上位机进行显示，得以更好了解环境温度、亮度和湿度，对监控环境起到极大的作用。
关键词温湿度亮度传感器；环境监控；单片机；报警AbstractEnvironmental monitoring system is a comprehensive use of computer network technology,database technology,communication technology, automatic control technology,sensor technology,a new computer network, provides a computer technology as the foundation,based on the centralized management mode of monitoring automation,intelligent and efficient technical means,to environment temperature,brightness and humidity analog signal acquisition,and display the corresponding to the corresponding parameter values,beyond a predetermined range of alarm and can through the serial communication to the host computer for display,to better understand the environmental temperature and humidity,brightness,to monitor the environment plays a great role.Key wordsTemperature and humidity brightness sensor;environmental monitoring; single chip microcomputer;alarm目录1．引言 (1)2．环境监控系统总体设计 (2)2.1系统设计要求 (2)2.2方案的论证与选择 (2)2.3系统总体框图 (4)3．环境监控系统硬件设计 (5)3.1芯片介绍 (5)3.1.151单片机 (5)3.1.2RE200B热释电红外传感器 (6)3.1.3BISS0001芯片 (8)3.1.4ISD1420语音芯片....................................................错误！未定义书签。
3.2语音录放电路的设计 (9)3.3串口电路的设计 (10)3.4热释电红外感测电路的设计 (10)3.5振荡电路的设计 (11)4．环境监控系统的软件设计 (13)4.1主程序分析 (13)4.2子程序分析 (15)4.2.1录音子程序................................................................错误！未定义书签。
4.2.2放音子程序................................................................错误！未定义书签。
4.2.3定时器的子程序........................................................错误！未定义书签。
5．环境监控系统的制作与调试. (17)5.1硬件电路的布线与焊接 (17)5.2硬件以及软件的调试 (18)6．结论 (19)参考文献 (20)谢辞 (21)1．引言随着人们生活水平的不断提高,人们对环境质量也提出了很高的要求。
环境监控是环境工作的得以开展的保证。
环境监控是一项复杂而又十分细致的工作，温度、湿度、光强、风速、风向监测的工作量很大，一般不允许出错，如果实行手工操作，须人手进行大量复杂的工作，这就会耗费工作人员大量的时间和精力，计算机进行监测控制时，不仅能够保证温湿度等准确无误、而且快速及时，便于工作人员进行随时的监督与控制。
温湿度检测是许多行业的重要工作条件之一。
无论是粮食仓库、中药仓库，还是图书保存。
都需要在符合规定的环境条件之中。
而温湿度及光强的指数却是最不易保障的指标。
针对这一情况。
研制一款可靠、方便、易及时调控的温湿度以及光强检测系统就显得极为重要。
在工业控制领域，温湿度控制的应用非常的广泛，控制精度的高低直接影响到产品的质量及使用寿命，研究和设计高性能的温度控制系统具有重要的意义。
目前控制算法的多样化也为温湿度控制提供了便利条件，应用较为普遍的有比例积分微分(PID)控制、模糊控制等。
大学物理光学实验中对光强进行检测,验证相关光学原理的实验方法,较多是采用检流计对光电池的输出进行测量,读数值记录,最后处理。
实验数据的数值精度受读取误差和检流计仪器误差影响较大,且在数值的读取、记录和处理上花费较多时间。
本设计大大简化这一过程,利用单片机以及专用的光强传感器进行检测。
既精确又操作方便。
本设计采用单片机和集成的温湿度及光强传感器进行设计的环境监测系统，具有结构简单、成本低廉、报警迅速、准确、安装、调试简单等优点。
经实际测试，本系统精度高，反映灵敏，稳定性强。
具有较高的实用价值。
2．环境监控系统总体设计2.1系统设计要求设计并制作一个环境监控系统其具体要求如下：1、采用温湿度传感器DHT11采集环境的温度和湿度信息，并通过数码管显示出来。
2、通过TSL2561传感器采集环境中的光照强度的信息，该芯片通过IIC总线的方式与单片机进行通讯。
3、系统可以通过串口与电脑通讯。
4、具有过限报警功能。
2.2方案的论证与选择根据设计要求，经过多方面查证与分析，以充分发挥资源，提高系统性价比为原则，本系统采用以STC89C52单片机为核心的控制，通过温湿度传感器和光强传感器采集环境信息，并通过数码管显示。
且具有与单片机通信的功能和超限报警功能。
具体设计方案论证如下：2.2.1核心控制器的选择根据设计要求，核心控制器主要用于对温湿度和光强测量信号的接受和处理、控制显示和报警电路、串口通信电路等。
控制器采用STC89C52作为系统控制器。
单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且其功耗低、体积小、价格便宜、耗电低、技术成熟和成本低廉等优点。
许多功能部件集成在芯片内部，其信号通道受外接界影响小，可靠性高，控制能力强，运行速度快。
由STC89C52作为控制核心，对信号采集以及报警装置进行控制STC89C52是一种低功耗、高性能的片内含有8KB快闪可编程/擦除只读存储器（FPEROM-Flash Programmable and Eraseable Read Only Memory）的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储技术制造。
一、STC89C52的主要性能1．与MCS-51微控制器产品系列兼容；2．片内有4KB可在线重复编程的快闪擦写存储器；3.存储数据保存时间为10年；4.宽工作电压范围：Vcc可为2.7V到6V；5.中断结构具有5个中断源和2个优先级；6.可编程全双工串行通道；7.空闲状态维持低功耗和掉电状态保存存储内容。
二、STC89C52引脚图STC89C52有40个引脚，如图1.2所示。
图1.2STC89C52引脚图三、STC89C52各引脚说明图3-1为STC89C52的引脚图，对其在本次设计中的主要使用的引脚说明如下：VCC：电源电压，STC89C52电源的正极输入端，接+5V电压使STC89C52单片机正常工作。
是单片机的电源提供端口。
P0：P0口(P0.0~P0.7)是8位漏极开路双向输入输出端口，当访问外部数据时，它是地址总线（低8位）和数据总线复用。
P2：P2口(P2.0~P2.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O口)，当访问外部程序存储器时，它是高8位地址。
外部不扩展而单片应用时，则作一般双向I／O口用。
P1：P1口(P1.0~P1.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O 口)，其输出可以推动4个LSTTL负载。
P3：P3口(P3.0~P3.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O 口)，它提供串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部随机存储器内容的读取或写入控制等功能。
其特殊功能引脚分配如下：P3.0RXD串行通信输入。
P3.1TXD串行通信输出。
P3.2INT0外部中断0输入，低电平有效。
P3.3INT1外部中断1输入，低电平有效。
P3.4T0计数器0外部事件计数输入端。
P3.5T1计数器1外部事件计数输入端。
P3.6WR外部随机存储器的写选通，低电平有效。
P3.7RD外部随机存储器的读选通，低电平有效。
2.3系统总体框图本系统总体设计框图如下图2-1所示：STC89C52单片机按键电路温湿度传感器光强传感器报警电路串口电路图2-1系统总体设计框图3．语音报警系统硬件设计3.1芯片介绍3.1.151单片机据总体方案的确定，采用MCS-51系列单片机[4-5]。
MCS-51系列是在MCS-48的基础之上于80年代初发展起来的，虽然它仍然是8位的单片机，但其功能相对MCS-48系列单片机有很大的增强。
此外它还具有品种全、兼容性强、软硬件资料丰富等特点。
MCS-51系列单片机的基本组成如图3-1所示（以8051为例）[6]：T 0T 1P0P1P2P3TxD RxD INT 0INT 1时钟电路ROM RAM 定时/计数器CPU并行接口串行接口中断接口图3-1MCS-51单片机结构框图VCC：供电电压。