多功能室內環(huán)境監測系統方案，實(shí)現多參數檢測

一、項目概述

1.1 引言

本設計先由溫度傳感器、濕度傳感器、甲醛傳感器、一氧化碳傳感器、電磁輻射傳感器和空氣質(zhì)量傳感器組成的傳感器系統分別采集溫度、濕度、甲醛濃度、一氧化碳濃度以及電磁輻射強度等室內環(huán)境數據。MCU讀取相應的環(huán)境參數并顯示，并且將部分數據存儲到數據存儲系統中以方便用戶(hù)查看。當室內環(huán)境的某一個(gè)參數超出要求時(shí)，MCU會(huì )控制相應的外圍設備進(jìn)行相應的操作，比如，當甲醛或一氧化碳濃度過(guò)高時(shí)，MCU會(huì )控制語(yǔ)音系統進(jìn)行報警，并且打開(kāi)通風(fēng)系統改善環(huán)境；當室內環(huán)境濕度過(guò)低時(shí)，MCU會(huì )控制加濕器進(jìn)行加濕，提高室內濕度。本設計還配有日歷、時(shí)間和鬧鈴等附加功能，使其更具實(shí)用性。

本設計采用觸摸屏進(jìn)行顯示和控制，編程實(shí)現觸摸屏上的軟件界面，界面人性化，用戶(hù)可通過(guò)該界面查看各種信息，比如溫度、濕度、電磁輻射強度、歷史記錄……還可以設置時(shí)間、鬧鈴加濕器、通風(fēng)扇等外圍設備，操作方便快捷。

1.2 項目背景/選題動(dòng)機

現代社會(huì )人們的生活環(huán)境越來(lái)越復雜，人們對環(huán)境的要求也越來(lái)越高，而室內環(huán)境的好壞直接影響著(zhù)人們的生活的舒適性。市面上的環(huán)境監測裝置功能單一，一般只能監測某一種環(huán)境因素，不能很好的滿(mǎn)足人們的需要。為此設計出多功能室內環(huán)境監測系統，同時(shí)檢測多路信息，并提供相應的改善措施，力求最大限度的改善室內的環(huán)境，使人們的生活更加美好。

二、需求分析

2.1 功能要求

能夠同時(shí)檢測室內溫度，濕度，甲醛濃度，一氧化碳濃度以及空氣質(zhì)量等參數，能夠根據環(huán)境參數控制加濕器、通風(fēng)扇等外圍設備的工作，并且可以根據環(huán)境參數由語(yǔ)音系統提供實(shí)時(shí)的報警提示或者建議，具有數據保存的功能。采用觸摸屏顯示，有時(shí)間、日歷和鬧鈴等附加功能，配有人性化的軟件界面，方便操作。

2.2 性能要求

觸摸屏上的軟件界面穩定美觀(guān)，反應速度快，可操作性強；環(huán)境參數測量準確；室內環(huán)境改善措施適當。

三、方案設計

3.1 系統功能實(shí)現原理

ATXMEGA128A1-A讀取溫度傳感器系統以及時(shí)鐘系統的數據分別送到觸摸屏上進(jìn)行顯示和數據存儲系統進(jìn)行存儲。ATXMEGA128A1-A根據采集到的數據對室內環(huán)境進(jìn)行相應的判斷，然后根據內設的規則控制語(yǔ)音設備、加濕器、通風(fēng)設備和狀態(tài)指示燈的工作。ATXMEGA128A1-A實(shí)時(shí)監測觸摸屏的輸入情況，當有用戶(hù)對其進(jìn)行操作時(shí)，處理器根據用戶(hù)的輸入信息進(jìn)行相應的用戶(hù)的設置。

3.2 硬件平臺選用及資源配置

選用AVR XMEGA-A1 Xplained開(kāi)發(fā)板，是一個(gè)基于A(yíng)TXMEGA128A1-A 單片機控制器的評估套件和開(kāi)發(fā)系統。

3.3系統軟件架構

3.4 系統軟件流程

程序運行流程圖

程序開(kāi)始后，先初始化，對寄存器進(jìn)行設置。然后依次讀取傳感器上的信息如溫度、濕度、有害氣體含量等，并執行相應功能的函數對其運算，同時(shí)對數據進(jìn)行判斷，若為異常數據則進(jìn)入異常診斷，顯示異常信息，發(fā)出警告并進(jìn)行相應調節措施。同時(shí)檢測觸摸屏上是否有輸入信息，若有信息，則根據相應的信息控制其他的設備進(jìn)行相應的設置。

3.5 系統預計實(shí)現結果

通過(guò)傳感器來(lái)來(lái)測量溫度、濕度、有害氣體含量等，并顯示、存儲，當判斷出有一項或過(guò)多項指標不正常時(shí)，通過(guò)觸摸屏顯示，并通過(guò)ATxmega128 對其他器件進(jìn)行控制進(jìn)而調節不正常環(huán)境因素。觸摸屏作為人機界面并可實(shí)現USB口和串口和存儲設備并計算機通訊。

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