1系統硬件設計

1.1信號采集模塊

溫濕度和光照度是標定環境不可缺少的參數，對其的測量主要依靠傳感器實現。本文溫度的測量采用DALLAS公司生產的一線式數字溫度傳感器DS18B20，它具有微型化、低功耗、高性能抗干擾能力、測量范圍廣、強易配處理器等優點，DS18B20可直接將溫度轉化成串行數字信號送單片機處理，其溫度測量范圍為，測溫分辨率可達。濕度的測量采用Humirel公司的電容式相對濕度傳感器HS1101，其具有可瞬間脫濕、高可靠性、長期穩定性和響應時間快等優點，其濕度測量范圍為1%~99%。光照度的測量采用光敏電阻，其光譜特性與人眼對可見光的響應很接近，只要人眼可感受到的光，均可引起其阻值的變化。

1.2信息傳送模塊

本文采用4×4矩陣按鍵作為信息傳送的控制端，包括0~9這10個數字按鍵、溫濕度及光照性能設置按鍵、小數點按鍵、確定按鍵和零下溫度選擇按鍵。該系統采用非編碼式鍵盤，按鍵的識別采用全局掃描法。

1.3主控模塊

本設計采用AT89S52單片機作為主控芯片。該芯片算術運算功能強，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實現各種算法和邏輯控制，并且功耗低、體積小、技術成熟、成本低，產品性價比高，滿足系統的設計需求。本系統中AT89S52不斷的對采集到的溫、濕度和光照信號進行檢測，并與輸入的相應控制值比較，若超出設定范圍則蜂鳴器將發出警報提醒外界予以干預。

1.4顯示模塊

本設計環境參數顯示部分采用液晶顯示器12864，環境參數的三個值實時在LCD上顯示，環境參數設定顯示模塊采用8段共陽極數碼管7SEG-MPX4-CA，可監測參數設定值。

1.5聲音指示模塊

聲音指示用于提醒外界，可選擇語音提示型、音樂型、警報型等。本設計樣機設計中采用蜂鳴器，其電路結構簡單，成本較低，同時也可以較好的實現警報功能。

2系統軟件設計

本軟件其中部分設計是采用模塊化設計的，uVision3編譯器是由Keil公司開發的，我們以uVision3編譯器作為軟件開發平臺，采用C51語言編寫程序，主要包括初始化子程序、溫濕度及光照度檢測子程序、鍵盤檢測子程序和顯示警報子程序等組成。主程序流程圖如圖2所示。

3結束語

本文環境監測系統主要針對家用及農用大棚而設計，采用數字溫度傳感器DS18B20采集溫度信號，濕度傳感器HS1101采集濕度信號，光敏電阻采集光照信號，實時將環境參數傳送給AT89S52單片機處理，并送LCD顯示，實現了對環境的實時監測，同時系統設有參數設定模塊，可設定范圍，若檢測到的參數超出設定范圍，則發出警報提醒外界。該系統結構簡單，易于實現，監控方便，可廣泛應用于家電、農用大棚等控制領域。

作者：邵婷婷 任瑞瑞 李平 單位：延安大學物理與電子信息學院