±2％RH；湿度量程为1～99％RH，工作温度范围为-40℃～100℃；湿度输出受温度
影响极小(温度系数仅为0.04 pF／℃)；常温下使用无需温度补偿，无需校准。
•
综合考虑，采用方案二。
• 5）亮度检测：
•
方案一：采用光敏电阻作为亮度检测的传感器，其阻值较大，且随着光照强度增
强阻值减小。
•
方案二：采用光强传感器TSL2561，一种高速、低功耗、宽量程、可编程灵活配
室内环境智能调节技术的发展迅速，己深入人类生活的各个领域，并对人类的居住环境和建筑业发 展产生了巨大的影响，人们已开始追求充满信息技术、安全技术、高效节能、并具有 丰富人文环境的绿色住宅。不断加快的生活节奏，使人们有了掌握海量信息的需求， 急需有一个方便快捷的系统平台，把人们从繁重的家务劳作和繁琐的家电操作中解放 出来，并能自动协助人们生活的智能化系统，这就是智能家居系统。智能家居是信息 技术和建筑的完美结合，其目标是使人们拥有安全、舒适、便利、节能、娱乐和优美 的生活环境，这是新世纪住宅发展的必然趋势。
置的光强度数字转换芯片。该芯片可广泛应用于各类显示屏的监控，目的是在多变的 光照条件下，使得显示屏提供最佳的显示亮度并尽可能降低电源功耗；还可以用于街 道光照控制、安全照明等众多场合。
• 综合考虑，采用方案二。
• 6）显示模块：
•
方案一：采用液晶显示屏。液晶显示屏（LCD）具有功耗小、轻薄短小无辐射
危险，平面直角显示以及影象稳定不闪烁，可视面积大，画面效果好，抗干扰能力强
等特点。
•
方案二：采用四位七段数码显示管分别显示光照的有无、温度的百、十、个位。
数码管具有：低能耗、低损耗、低压、寿命长、耐老化，对外界环境要求较低。同时 数码管采用BCD编码显示数字，程序编译容易，资源占用较少。
•
根据题目要求选择方案一。
• 7）键盘模块
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键盘采用4*4矩阵键盘,键值读取方法采用扫描法，端口使用P2口，其中P2.0～
P2.3做行线，P2.4～P2.7做列线，在对行、列扫描之前，先会扫描整个P2口，当读到
有键按下才，会去具体扫描行与列。
• 8）执行模块：
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方案：当温度高于设定温度时，主控器控制报警模块工作；当湿度和CO2浓度高
较大，而且不是线性变化，检测输出量为模拟量，须经AD转换之后才能由单片机处
•
方案二：HS1101是基于独特工艺设计的固态聚合物结构，在电路中等效于一
个电容器，其电容随所测空气的相对湿度增大而增大。具有极好的线性输出，在相
对湿度为0～100％RH的范围内，电容的容量由163 pF变化到202 pF，其误差不大于
于设定值时，主控器自动启动风扇电机，打开通风口降低湿度和CO2浓度高于设定湿度 和CO2浓度时，自动关闭通风口；当光照达不到设定值时，主控器启动光照模块
系统框图
• 系统框图如下图所示
电源模块 键盘模块
显示模块
主控模块
温度 检测 模块
湿度 检测 模块
亮度 检测 模块
CO2 检测 模块
执行模块
图1—1 系统框图
设计方案论证
• 设计方案论证
• 1）主控制器模块
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方案一：采用英飞凌xc866单片机控制系统。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，并且有
设计任务与要求
• 基本要求 • 该系统能够对室内环境的温度、湿度、亮度、二氧化碳的浓度等进行检测
并显示当前的温度、湿度、亮度、及二氧化碳的浓度等，在其超过所设定的 值时可以自动进行控制。 • 扩展部分 • 基于物联网技术，把节点数据自动上传，只要上网就可实现对监测节点的实 时监控。 • 设计分析 • 本系统是由主控模块、检测模块、显示模块、控制模块及电源模块组成的 室内环境检测控制系统，能够自动检测并控制室内温度、湿度以及CO2浓度， 在其超过设定值时，通过控制装置将其浓度降低。
功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，能满足题目要求。
•
方案二：采用FPGA（现场可编程逻辑门阵列）作为系统的控制核心。
由于FPGA具有强大的资源，使用方便灵活，易于进行功能扩展，并且可应
用EDA软件仿真、调试，易于进行功能扩展。但其成本偏高，引脚较多，硬
件电路布线复杂。
•
根据以上具体分析选择方案一。
• 当室内的某一项指标超过设定值时，该系统就会自动开窗或排气、开灯，从 而有效地控制室内的环境。
• 本系统分为室内环境数据采集系统、系统数据处理及控制部分、后级调控部 分（包括各种环境调节装置）和人机界面四部分。
• 同时方案具有一定可扩展性，例如基于物联网技术，把节点数据自动上传， 只要上网就可实现对监测节点的实时监控。
• 2）电源模块
• 方案一：采用稳压管稳压，可以稳定5V电压，但是稳压效果不稳定。
• 方案二：采用变压器降压，7805作稳压管，稳压性能稳定。
• 综合考虑，采用方案二。
• 3）温度检测模块：
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方案一：采用热敏电阻，此元件虽然价格便宜，但是其非线性特性会影响系
统精度。
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方案二：选用美国Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS18B20。
• 传统的家居环境在满足人们最基本的需要的同时，也逐渐凸显了局限性。比如：传统 的家居没有室内灯光的统一管理，进出房间开灯不方便，不能够方便的做到人走灯灭、 节约能源；传统家居环境的安全性能差，不能够做到对于各种危险情况如煤气泄露、 入室抢劫等的敏感反应；不能满足远程对家居的智能监控、实时监控、集中监控。
DS18B20为数字式温度传感器，无需其他外加电路，直接输出数字量。可直接与单
片机通信，读取测温数据，电路简单。此器件具有体积小、抗干扰强、价格便宜、
性能稳定等优点其各方面特性都满足此系统的设计要求
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根据以上分析选择方案二。
• 4）湿度检测：
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方案一：采用HR202湿敏电阻作为湿度检测传感器，其电阻随着湿度变化范围
• 智能家居，又称智能住宅，在国外常用Smart Home表示。它一般是以住宅为基础平台， 综合建筑装潢、网络通信、信息家电、设备自动化等技术，将系统、结构、服务、管 理集成为一体的高效、安全、便利、环保的
课题简述
• 随着生活水平的不断提高，人们对居室环境的要求越来越高，本课题结合居 室生活环境要求，一常用微处理器为核心，实现对室内的空气质量、温度、 湿度、光线强度的监控和智能控制。