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1、生产环境监控系统的探讨与实现Research and implementation of the production environment monitoring system生产环境监控系统的探讨与实现摘 要 本系统为生产环境监控系统，能够对生产现场环境内的温度、湿度、灯光亮度、可燃气体浓度进行巡检和限制，为了解决生产环境布线繁琐等问题，应用无线蓝牙技术，实现了便携终端设备无线检测和生产环境各项指标的限制，硬件主要由微限制器、信息采集模块和蓝牙模块构成。以ATMEL公司生产的AT89S52单片机为现场主限制器，巡检温度、湿度、光强度、可燃气体浓度同时进行限制，每个检测模块都能独立完成自身功
2、能，同时依据现场主限制器发出的指令对各项环境指标进行实时收集。主限制器负责限制指令的发出，协调各个检测单元进行数据采集，处理测量数据并显示。其中，采纳DHT11温湿度传感器构成温湿度检测模块，MQ-2型传感器检测可燃气体浓度，无线通信模块则采纳了蓝牙模块HC-06，实现了对生产环境各项指标的无线方式实时监控并可报警。整个系统结构简洁，成本低，性能牢靠，能够实现对各类生产环境的智能监控。关键词： 单片机，温湿度检测，蓝牙技术，环境监控系统IIIResearch and implementation of the production environment monitoring systemAb
3、stractThe system for the production of environmental monitoring system, able to patrol and control of temperature, humidity, light brightness, the combustible gas concentration on the production site in the environment, in order to solve the problem of the production environment of complicated wirin
4、g, using Bluetooth wireless technology, realizes the control of portable terminal device wireless detection and production environment indexes, hardware consists of microcontroller the information acquisition module and a Bluetooth module, form.Produced by ATMEL company AT89S52 microcontroller as th
5、e main controller of the inspection site, temperature, humidity, light intensity,concentration of combustible gas are controlled at the same time, each detection module can independently accomplish its own function, at the same time, according to the site of the main controller instructions issued b
6、y the real-time collection of the various environmental indicators. The main controller sends out the control command, coordinate each detection unit for data acquisition, processing and display of measuring data. Among them, using the DHT11 temperature and humidity sensor composed of temperature an
7、d humidity detection module, MQ-2 sensor to detect the concentration of combustible gas, the wireless communicationmodule is usedto realize the wirelessBluetoothmodule HC-06,the wayofthe indicatorsof production environmentreal-time monitoringandalarm.The wholesystem has the advantages of simple stru
8、cture,low cost,reliable performance,can realize the intelligent controlfor the production of various types ofenvironmental. Keywords: Microcontroller Unit, temperature and humidity detection, Bluetooth technology, environmental monitoring system目 录第1章 绪 论81.1 课题的探讨目的和意义81.2 生产监控系统探讨现状及发展趋势81.3 课题的主要
9、探讨内容9第2章 系统总体设计方案102.1总体设计方案102.2 系统的主要技术指标112.3 设计方案论证与器件的选择112.4 系统理论分析与计算14第3章 系统的硬件电路设计173.1生产环境监控系统的微限制器简介173.2 AT89S52单片机最小系统的设计183.3 系统各项参数的数据采集模块设计193.4 系统的其它外围电路设计24第4章 系统软件设计294.1 蓝牙核心协议实现294.2 系统的软件设计30第5章 方案测试与结果分析355.1测试方案355.2 测试条件与仪器355.3测试结果与数据分析36第6章 总结38参考文献39附录 源程序42作者简介及在学期间所取得的科
10、研成果75致 谢76第1章 绪 论第1章 绪 论1.1 课题的探讨目的和意义 随着我国经济的发展，工业化进程的不断推动，城市化的发展，人民生活水平不断提高，但随之而来的环境恶化问题也亟待解决。温度、湿度、环境光照状况和有害气体浓度与人类生产、生活紧密相连，这些也是工业、农业生产中最关注、最基本的监测参数，例如农业上农作物的长成温度、湿度特别关键，尤其是光照度的测量与调控，石油、化工、机械、电子等各类生产企业中都须要对温度、湿度和现场环境等状况进行测量与调控，而且随着人类日常生活水平的提升，大众对自身的生活环境愈来愈看重，而工作环境中温湿度、光照强度的转变和有害气体的含量将与人体的舒适度和工作效
11、率都休戚相关，所以对生产环境中的温湿度、光照状况和有害气体浓度的检测及调控就特别有必要了。 农业、工业生产中温度、湿度、光照状况和有害气体含量是须要监测的重要指标，同时随着对生产环境特殊是恶劣环境中，人、设备和生产平安及高效率的要求越来越高，工业环境的实时综合检测与限制技术也越来越多的受到企业的重视1。但传统的监测方法有很多不足之处，用温度计、湿度表、照度计和有害气体浓度监测设备进行单一的测量，都是单一的测量设备，通过人工进行检测，对不符合温度、湿度、光照状况要求的现场各项指标，实行通风、去湿、降温、采光等措施。这样的单一人工检测方法费劲费时，测试点少，监测范围窄，效率低，而且测试数据的误差也
12、较大，人为随意性也大；同时传输的是模拟信号，更简洁受到干扰，产生失真，处理困难，监控效果差。内嵌了微型计算机或微处理器（MCU）的监控设备，由于它能够对采集到的数据进行运算、存储和输出限制等功能，具有智能监控的特点。随着工业企业生产的自动化、规模化和高效率的须要，一个成本低和精度高的工业现场环境监控设备在多个领域会替代传统人工操作模式，能够自动限制各种设备调整生产环境温度、湿度、光照度状况等各项指标。当前，市面上普遍在售的环境检测设备大多是单点监测，并且温度、湿度、光照度状况和有害气体浓度信息传递不实时，测量精度不高，限制者很难依据温度、湿度、光照状况和有害气体浓度改变适时作出调整，因此，本课
13、题探讨实现了一种能够同时监测多点参数，而且具有良好的实时性、高精确度的优点，能够综合监测多个点温度、湿度、光照状况和有害气体浓度等多项指标的监控系统。总之，生产环境监控系统的探讨与实现市场前景广袤，好用价值较高。681.2 生产监控系统探讨现状及发展趋势中国当前城镇化道路取得了长足发展，人们生产和生活水平有了很高的提升，可是生产和生存环境却极具恶化，中国的城镇化道路上仍面临着很多新课题。企业生产环境的监控，是保证产品质量和工人健康的重要一环，这也是一个普遍存在的问题，又是亟待解决的重大课题。生产环境监控系统针对各种特殊环境(包括包括企业生产厂房、通信机房、库房、配电室、保险舱及平安场地等)中各
14、种与信息相关的设备特点和工作环境信息集中到一个智能监控系统上进行实时监测和限制。伴随着现代科学技术的信息化的飞速发展，生产环境监控系统在很多领域也得到长足的发展，使人们的生活质量得到了提升，生产管理更人性化、智能化，而且带来肯定的经济效益，同时提高了效率。目前应用较多的监控系统有机房环境监控系统，它是一个计算机网络，综合利用了计算机网络技术、通信技术、自动限制技术、数据库技术、新型传感技术等，供应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，机房动力和环境设备等设备(如：配电、UPS、空调、温湿度、漏水、烟雾、视频、门禁、防雷、消防系统等)是系统监控主要对象
15、。使人们摆脱了以前须要人24小时监守，耗用大量入力和财力的时代，实现了对机房的动力环境进行实时自动化集中的无人监控的智能现代化。环境监控系统也可以应用于公共电力设施，它不但可以帮家庭省下多余的电费支出，也能侦测系统的运用状况运用记录，还有以手机简讯的报警功能等，不仅人性化而且成本低，给国家带来很大的经济效益。还有在环保监督部门，也起先运用环境监控系统，提高城市环境管理的现代化水平。1.3 课题的主要探讨内容本文从应用实际动身，针对工业现场生产环境监控系统绽开了探讨，主要探讨内容有：1、试验室搭建了生产环境的平台，模拟实现了多种工业困难的现场状况，考察了系统的好用性。2、生产环境监控系统的各项功能要求及硬件、软件的整体架构。3、实现了生产环境监控系统的功能要求，在试验室构建了各部分硬件电路，分析、测试了相关功能；完成相关软件流程设计和程序编制。4、生产环境监控系统各项参数的检测数据分析、处理。第2章 系统总体设计方案第2章 系统总体设计方案生产环境监控系统的设计，为了实现对工业现场多点分布式监测，须要设计多个功能模块，包括温湿度、可燃气体、
