基于单片机和GSM的家庭环境监测系统的设计(附原理图,程序清单)

基于单片机和GSM的家庭环境监测系统的设计(附原理图,程序清单)(论文13000字)
摘要：在日常生活中监测家庭环境相关的环境参数，协调日常家用电器，构造安全健康的生活环境可以有效地提高人们的生活质量，减少意外损失和身体伤害。本文设计了一种基于单片机控制的家庭环境监测系统，分别用温湿度传感器DHT11、气敏传感器MQ-7以及粉尘传感器GP2Y1010AU0F采集室内温湿度值、CO浓度、PM2.5浓度，通过A/D转换将此模拟信号转换为数字信号传入单片机中，经过分析处理将结果显示于LCD液晶屏，再利用支持短消息业务的GSM无线通信模块，当CO浓度达到设定上限值时，向手机终端发送CO浓度报警信息。本系统克服了普通测量仪测量参数单一，且价格昂贵等缺点，实现了数据采集(温度、湿度、CO浓度、PM2.5浓度)、实时监测显示、短信报警的功能。
关键词：单片机；GSM；温湿度；CO浓度；PM2.5
 
Design of family environment monitoring system based on microcontroller and GSM
Abstract: In daily life，monitoring environmental parameters of domestic environment to coordinate  daily household appliances constructs a safe and healthy living environment ,which can not only improve the quality of people's life effectively but also reduce accidents and loss of bodily injury. In this paper, a family environment monitoring system based on microprocessor is designed. Indoor temperature and humidity values and concentration of CO and PM2.5 are collected by temperature and humidity sensors DHT11, gas sensors MQ-7 and dust sensor GP2Y1010AU0F respectively. The analog signal is converted to the digital signal by A/D converter, and the results will be displayed on the LCD screen after the analysis and processing by microcontroller. When the concentration of CO reaches the set upper limit, the alarm information of the concentration of CO will be sent to mobile terminals by GSM wireless communication module, which supports short message service. Some shortcomings that ordinary measuring instruments are expensive and the measurement parameters are single have been overcame by this system, and also some functions that the acquisition and real-time display of these data (temperature, humidity, concentration of CO, concentration of PM2.5) and SMS alarm have been realized by the system.
Key words: SCM; GSM; temperature and humidity; concentration of CO; PM2.5
 

目 录
1 绪论    1
1.1研究背景与意义    1
1.1.1背景    1
1.1.2意义    1
1.2 国内外研究现状    2
1.3 研究内容    3
1.4 本章小结    3
2 系统整体方案设计及硬件选择    4
2.1监测系统总体要求    4
2.1.1 系统设计原则    4
2.1.2 系统实现功能    4
2.2 监测系统主要硬件选型    4
2.2.1 GSM 无线传输模块    4
2.2.2 主控制单片机    5
2.3 系统整体结构    5
2.4 本章小结    6
3 系统的硬件电路设计    7
3.1 单片机MSP430F149及其外围电路    7
3.1.1 MSP430F149概述    7
3.1.2 单片机最小系统    8
3.1.3 时钟电路    9
3.1.4 复位电路    10
3.1.5 ADC12模数转换模块    11
3.2 GSM模块电路    11
3.2.1 TC35模块介绍    11
3.2.2 TC35模块外围电路    12
3.3 DHT11温湿度传感器电路    15
3.3.1 DHT11的工作原理    15
3.3.2 DHT11的检测电路    15
3.4 MQ-7 气敏传感器电路    16
3.4.1 MQ-7的工作原理    16
3.4.2 MQ-7的检测电路    18
3.5 GP2Y1010AU0F粉尘传感器电路    19
3.5.1 GP2Y1010AU0F的工作原理    19
3.5.2 GP2Y1010AU0F的检测电路    20
3.6 LCD1602液晶显示电路    20
3.6.1 LCD1602的工作原理    20
3.6.2 LCD1602显示电路    21
3.7 按键电路    22
3.8 本章小结    23
4 系统的软件设计    24
4.1 单片机程序设计    24
4.2 功能模块程序设计    26
4.2.1温湿度检测模块子程序    26
4.2.2 CO检测模块子程序    27
4.2.3 PM2.5检测模块子程序    28
4.2.4 LCD显示模块子程序    29
4.3 本章小结    29
5 系统调试    30
5.1 无线通信模块TC35的调试    30
5.2 系统功能模块的调试    30
5.3 本章小结    32
6 总结    33
参考文献    33
致谢    35
附录1 系统原理图    36
附录2 源程序代码    38