论文总字数：22177字

摘 要

时代进步，信息社会正大踏步向我们走来，人们对信息的需求量越来越大，由于雾霾天的大幅出现，更多人希望能够知晓室内环境的各个数据。之前的室内环境检测系统并不能够即时地显示室内环境的各个数据，数据也不够准确，而且十分占地方，功能也十分单一，难以达到人们现在的要求。所以，设计一款功能齐全、操作简便、性价比高的室内环境检测系统已经是大势所趋。

我所设计的系统主是一个实现具有温湿度、甲醛及一氧化碳为一体的多功能室内环境检测系统，要求其精度合适，适用于家庭、综合办公楼等室内环境检测，与硬件设计部分配合完成室内环境检测系统。所需的软件设计部分包括：系统的总体软件设计、各个模块的软件设计以及相应的软件代码调试。主控制器为STM32F103C8T6单片机。实时检测室内环境数据。

在实践中，它可以完成各种室内环境数据的收集、显示和报警，基本满足课题的要求。

关键字：检测系统；STM32F103C8T6；温湿度传感器；甲醛传感器；一氧化碳传感器；蜂鸣器。

Design of Indoor Environment Monitoring System Based on Single Chip Microcomputer

Abstract

With the progress of the times, the information society is coming to us, and the demand for information is growing. Due to the large-scale emergence of smog, more people hope to know every data of the indoor environment. The traditional indoor environmental monitoring facilities have poor real-time performance, low precision, large volume, and single function, which is difficult to meet the current requirements. Therefore, designing an indoor environment detection system with complete functions, simple operation and high cost performance is the trend of the times.

The system I designed is a multi-functional indoor environment monitoring system that integrates temperature and humidity, formaldehyde and carbon monoxide. It requires appropriate accuracy and is suitable for family, office building indoor environment monitoring. The required software design part includes: system overall software design, each module software design, and corresponding software code debugging. The main controller is the STM32F103C8T6. Real-time monitoring of indoor environmental data.

In practice, the collection, display and alarm of each indoor environmental data can be completed, which basically meets the requirements of the subject.

Keywords: monitoring system，STM32F103C8T6，temperature and humidity sensor，formaldehyde sensor，carbon monoxide sensor，buzzer．

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1课题背景及意义 1

1.2关于此检测系统在国内的外的进展 1

1.2.1关于此检测系统在国外研究的进度及其未来发展的方向 1

1.2.2国内研究现状 1

1.2.3研究方向 2

1.3本文的主要研究内容及论文结构安排 2

第二章 系统总体方案的设计 3

2.1总体设计方案 3

2.1.1测量参数的选取 3

2.1.2检测系统的设计思路 3

2.1.3系统方案的可行性和优势 3

2.2各个模块的选择 4

2.2.1温湿度模块的选择 4

2.2.2甲醛模块的选择 4

2.2.3一氧化碳模块的选择 5

2.2.4输出信号显示模块 5

2.2.5报警模块 6

第三章 硬件详细设计 7

3.1系统的功能分析及体系结构设计 7

3.1.1系统功能分析 7

3.1.2系统总体结构 7

3.2模块电路的设计 8

3.2.1 STM32F103C8T6单片机核心电路设计 8

3.2.2温湿度传感器的电路设计 9

3.2.3甲醛传感器的电路设计 9

3.2.4一氧化碳传感器的电路设计 11

3.2.5一氧化碳蜂鸣器报警的电路设计 12

3.2.6 OLED液晶显示模块的电路设计 12

3.2.7按键模块的电路设计 13

3.3硬件与单片机的连接 14

第四章 系统软件设计 15

4.1编程语言选择和本次设计的开发环境 15

4.2温湿度检测流程序设计 16

4.3甲醛检测程序设计 17

4.4一氧化碳检测及报警的程序设计 17

4.5OLED液晶显示的程序设计 18

第五章 结果与展望 19

5.1测试结果以及误差分析 19

5.1.1程序运行时的实物图 19

5.1.2实验结果以及误差分析 20

5.2对实验的展望 20

致 谢 21

参考文献（Reference） 22

附录 系统主程序 23

第一章 绪 论

1.1课题背景及意义

时代进步，信息社会正大踏步向我们走来，人们对信息的需求量越来越大，由于雾霾天的大幅出现，更多人希望能够知晓室内环境的各个数据。传统的室内环境监测设施实时性差，精度低，规模大，功能单一。基于以上背景，设计一款操作简便、功能齐全、性价比高的室内环境检测系统已经是大势所趋。本文设计了基于单片机的室内环境检测系统，它能够做到实时采集室内环境里所需的数据，并将其传输到我们需要的界面。

最早在14世纪就有减轻室外空气污染的先例，以当时雾都伦敦的烟雾法为代表。随着经济社会的不断进步发展，人类对自然环境也造成了很大的破坏。而在最近，空气质量不断下降，国人口中谈的最多的就是保护环境，让蓝天重新回到我们的生活中。随着日常生活中雾霾天的不断出现，身边有不少人都戴上了口罩，更是有不少人会买一些空气净化器来使自己的生活环境能够有更好的环境，现在人们对空气质量的重视程度可想而知。随着研究的不断深入，人们对污染空气质量的原因和因素有了更深刻的认识。相应的，应对空气污染的方法也越来越完善。人们对不同环境下室内外污染物的关系有一定的了解，并产生了配套的检测系统。在国外，有关环境改善处理技术的研究开始较早，他们已经在朝着自动化方向发展。我国的环境检测技术的起步较晚，目前的局限性仍然有不少。国内市场主要是对有害气体检测的室内环境的检测仪器，功能单一并且价格昂贵。因此，设计一套多功能、经济的室内环境检测系统十分必要。

1.2关于此检测系统在国内的外的进展

1.2.1关于此检测系统在国外研究的进度及其未来发展的方向

环境检测技术的研究在国外进行地比较早，早在上世纪70年代，外国就已经有了对温室控制方面的研究，从组合仪器，收集，记录和控制要监控的信息到上世纪80年代后期的分布式控制系统，到基于目前正在开发的基于计算机的数据采集的集成控制系统。经过了40多年的快速发展，环境检测控制技术不断更新换代，各国都已经在朝着开发自动化、小型化、无人化的智能监控系统的目标前进。

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