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1、 学院 毕 业 设 计（论 文） 题 目： 基于单片机的多功能环境检测系统设计 作 者： 指导教师： 专 业： 电气自动化 时 间： 努力了的才叫梦想，不努力的就是空想！如果你一直空想的话，无论看多少正能量语录，也赶不走满满的负能量！你还是原地踏步的你，一直在看别人进步。 学院毕业论文 基于单片机的多功能环境监测系统设计 串口通信与界面设计 The design of multifunction environmental monitoring based on single-chip Serial communications and interface design 摘 要 随着工业技术的
2、发展，环境问题已经成为全世界关注的问题。近年来，水土流失、荒漠化、草原退化和物种减少；生态相当脆弱，自然灾害频繁；环境污染严重，直接危及社会、经济的发展。人们已经认识到，为了保护环境，就将对环境的演化趋势、特点及存在的问题作进一步的细致的了解。多功能环境监测是利用各种技术测定和分析生命系统各层次对自然或人为作用的反应或反馈效应的综合表征来判断和评价这些干扰对环境产生的影响、危害及其变化规律，为环境质量的评估、调控和环境管理提供科学依据。 本课题从国内外环境监测系统的研究现状出发，结合实际情况设计一个基于单片机的多功能环境监测系统。本文主要负责串口通信及界面软件的设计。其中，上位机软件主要以Wi
3、ndows XP为操作平台，采用Delphi70编写。Delphi是一种可视化的、快速的应用程序，具有面向对象编程，支持团队开发，提供工程管理，对数据库的良好支持等特性，是一个集数据通信、存储、查询、处理于一体的综合性软件。 本设计能够实现以下功能：PC机通过串行口与下位机通信，将下位机采集到的温、湿度及光线数据在PC机上实时显示；对历史数据进行查询、分析、统计，并能将相应的结果打印出来。 关键词：温湿度；光线状况；上位机；串口通信 Abstract With the development of industrial technology, environmental issues have
4、 become the worlds concern. In recent years, soil erosion, desertification, grassland degradation and loss of biodiversity; ecology very fragile and frequent natural disasters; environmental pollution, directly threatening the social and economic development. Environmental monitoring is the use of m
5、ulti-function measurement and analysis technology system at all levels of life to natural or man-made role of response or feedback effects of the comprehensive characterization to determine and evaluate the impact of interference on the environment, endanger their trends, the environmental quality a
6、ssessment, control and provide the scientific basis for environmental management. This topic embarks from the domestic and foreign environmental monitoring systems research present situation, the union actual situation designs one based on monolithic integrated circuits multi-purpose environmental m
7、onitoring system. This article primary cognizance serial port correspondence and contact surface softwares design. And, the superior machine software mainly take Windows XP as the service platform, uses the Delphi7.0 compilation. Delphi is one kind of visualization, the fast application procedure, h
8、as the object-oriented programming, supports the team to develop, provides the project management, to database characteristics and so on good support, is a collection data communication, the memory, the inquiry, processing in a bodys comprehensive software. This design can realize the following func
9、tion: PC machine through serial port and lower position machine correspondence, lower position machine gathering warm, humidity and optical fiber data on the PC machine real time display; Carries on the inquiry, the analysis, the statistics to the historical data, and can print the corresponding res
10、ult. Key words：mperature and humidity；Lighting conditions；PC；Serial Communication 目 录 第一章 绪论 1 1.1 课题背景 1 1.2国内外环境监测现状及发展趋势 2 1.2.1发展现状 2 1.2.2发展趋势 3 1.3本课题主要工作 4 第二章 系统设计总体方案 5 2.1监测系统结构框图 5 2.2监测终端的设计 5 2.3通信方式的选择 6 第三章 上位机开发环境与主要技术 8 3.1 上位机开发平台 8 3.2 数据库方案的实现 8 3.3 串口通信的实现方法 9 3.3.1概述 9 3.3.2串口通
11、信API函数的实现原理 11 3.3.2串口类的开发 13 第四章 使用SPComm控件实现串口通信 14 4.1安装SPComm控件 14 4.2 SPComm的主要属性,方法和事件 14 4.2.1 属性 14 4.2.2 方法 15 4.2.3 事件 15 4.3 SPComm的使用 16 第五章 上位机软件设计方案 19 5.1系统设计概述 19 5.2数据库平台的选择 19 5.3串口通信在本系统中的实现 20 5.3.1通信协议的设计 20 5.3.2通信程序的开发 24 5.4上位机程序的开发设计 24 5.4.1系统登录模块 25 5.4.2系统主界面模块 26 5.4.3用户
12、设置模块 27 5.4.4历史数据查询模块 28 结论 31 致谢 32 参考文献 33 附录 34 第一章 绪论 1.1 课题背景 随着人们对环境问题及其规律认识的不断深化，环境问题不再局限于排放污染物引起的健康问题，而且包括自然环境的保护、生态平衡和可持续发展的资源问题。因此，环境监测正从一般意义上的环境污染因子监测开始向生态环境监测过渡和拓宽。除了常见的各类污染因子外，由于人为因素影响，灾害性天气增加，森林植被锐减，水土流失严重，土壤沙漠化加剧，洪水泛滥，沙尘暴、泥石流频发，酸沉降等，使我国本已十分脆弱的生态环境更加恶化。这促使人们重新审查环境问题的复杂性，用新的思路和方法了解和解决环境
13、问题。人们开始认识到，为了保护生态环境，必须对环境生态的演化趋势、特点及存在的问题建立一套行之有效的动态监测与控制体系，这就是生态环境监测。生态环境监测是环境监测发展的必然趋势。 本质上看，环境保护是以减少或避免生态系统的破坏为终极目标。对环境监测，目前单纯的理化指标和生物指标监测存在很大的局限性，而生态环境监测则可弥补传统环境监测的不足。因此前者强调“局部剖析”，只对大气、水、土壤等中的化学毒物或有害物理因子进行测定；而后者着眼于“整体综合”，对人类活动造成的生态破坏和影响进行测定。可以说，生态环境监测是生态保护的前提，是生态管理的基础，是生态法律法规的依据。目前，生态环境监测已在全球范围内
14、展开，但在我国才刚起步，基础差，底子薄，相对落后，缺乏统一的标准，国家尚未制定技术规范。本文主要结合国内情况拟对生态环境监测作全面介绍，以期大家共同努力来推动生态环境监测工作在我国的开展。 虽然我国经济一直以来快速发展，但是在经济发展的同时对环境的影响也日益扩大，尤其是负面的影响。反过来生态环境的破坏也逐步威胁着我们人类的生存和发展。为了更好的改善人类的生存环境、尽可能的避免环境进一步恶化，对环境情况特别是与人类关系密切的环境参数如温度和湿度的监测无疑具有非常重要的意义。人类的生存和社会的活动与温度、湿度，光线等环境因素的相关性越来越大，对环境参数进行有效的实时监测，已成为目前非常严峻的课题。
15、环境监测是获取环境信息，认识环境质量和评价环境好坏的重要手段，也是进行环境监督和环境治理等管理工作的主要信息来源和途径。 环境监测系统是集传感器技术、通信网络和计算机应用为一体的综合数据分析管理系统，随着自动控制技术、电子信息技术和大规模集成电路等技术近年来迅速的发展，许多西方发达国家已经拥有很多先进的环境监测设备与环境监测手段。如果直接从外国购买这些现成的设备和技术，对于我国来说成本投入是比较高的，而且这些设备和监测手段可能与我国复杂多变的气候条件和具体的情况不相匹配，所以当前不适合直接购买和应用这些设备和技术。 目前，我国的环境监测系统与这些国家相比还有较大的差距，但随着我国科技实力的增强
16、和经济实力的提高，也先后开发了一系列的环境监测系统。在这领域的进展和提高还是比较大的。但是总体来说这些设备的技术水平仍有待提高。因此开发研制出适合我国现状的低成本高性能的环境监测系统，是一项非常紧迫的任务，也对提高我国现代化企业的经济效益和加快我国的现代化水平具有非常重要意义。 1.2 国内外环境监测现状及发展趋势 1.2.1 发展现状 近些年来我国的经济发展迅速，人们的生活水平得到了很大的提高，但是与此同时工业化的发展也给环境带来的巨大的改变。近些年来京津地区的沙尘暴和森林覆盖率的大量减少就是很好的证据。传统上采用比较落后的人工环境监测方法，但是这种方法的实时性差，受自然条件的限制比较大，而且对于突发的环境问题不能及时发现并且处理，不利于宏观把握环境的变化情况。由于经济等因素我国目前还有很多地方使用传统的环境监测方法。 随着技术的发展和经济实力的提升，我国的环境监测水平也得到了一定的提高。在很多省份实现高速通信网络的
