【正文】 為數(shù)字信號(hào)，確保不誤地轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的環(huán)境參數(shù)信息，在液晶顯示器上顯示。 AT+CMGR=8 返回信息如下： +CMGR: REC UNREAD,+8618094044151,01/07/16,15:37:28+32,Once more[11] GPRS模塊在該系統(tǒng)的作用在本次設(shè)計(jì)中，GPRS短信模塊的主要作用是發(fā)短信。表34 常用的AT指令及相應(yīng)功能表AT指令功能AT+CMGCSend an SMS mand（發(fā)出一條短消息命令）AT+CMGDDelete SMS message（刪除SIM卡內(nèi)存的短消息）AT+CMGFSelect SMS message formate（選擇短消息信息格式：0PDU。頻段頻率可由AT指令設(shè)置，默認(rèn)頻段是EGPRS900和DCS1800。圖314 按鍵電路圖 GPRS模塊設(shè)計(jì)本系統(tǒng)在GPRS模塊的構(gòu)建上選用SIM900A模塊，SIM900A是一款可靠性高、性?xún)r(jià)比高的模塊，在和移動(dòng)設(shè)備連接時(shí)，只需要利用一個(gè)60引腳的板板連接器即可。圖311 DHT11應(yīng)用電路圖 ，它相應(yīng)的管腳如圖312所示。圖310 DHT11封裝DHT11傳感器與單片機(jī)相連的方式并不復(fù)雜，與DHT11的PIN2相連，其作用是傳輸串行數(shù)據(jù)。每個(gè)DHT11傳感器在生產(chǎn)過(guò)程中都會(huì)放在高精度的溫濕度校對(duì)室中校對(duì)，以此減少硬件誤差。LCD1602的顯示容量非常大，一次性顯示的內(nèi)容可以達(dá)到32個(gè)字符（16*2），其有16個(gè)管腳，相應(yīng)的管腳分布如圖38所示，各管腳對(duì)應(yīng)的功能如表32所示[7]。在系統(tǒng)得到供電17毫秒之后，WT588DU語(yǔ)音模塊才能通過(guò)DATA（一線串口的數(shù)據(jù)線）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，此時(shí)BUSY輸出為忙，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸20毫秒之后，BUSY輸出會(huì)有相對(duì)性的響應(yīng)。在控制時(shí)序時(shí)，通信數(shù)據(jù)會(huì)從低位發(fā)送至高位，且在數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸時(shí)，地址數(shù)據(jù)可以觸發(fā)語(yǔ)音播報(bào)，不再需要提前接收命令碼。IO口P00、P01和P02的設(shè)置方式有兩種，第一種是屏蔽，第二種是任意觸發(fā)，用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，端口分配表如表31所示。 語(yǔ)音模塊設(shè)計(jì)本系統(tǒng)在報(bào)警模塊的構(gòu)建上選用了WT588D語(yǔ)音芯片，相應(yīng)的框圖如圖33所示。圖32 STC12C5A60S2的管腳圖單片機(jī)模塊作為核心模塊，是整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)中必不可少的一環(huán)，其作用主要體現(xiàn)在協(xié)調(diào)方面，保證設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的所有模塊能各司所職，組成一個(gè)完整的事故報(bào)警系統(tǒng)。第3章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)本系統(tǒng)構(gòu)建最小系統(tǒng)時(shí)選用STC12C5A60S2單片機(jī)，相應(yīng)的最小系統(tǒng)圖如圖31所示。因此，這款傳感器往往被應(yīng)用到空氣交換器、空氣凈化儀等儀器中。在結(jié)構(gòu)組成方面，DHT11傳感器主要由NTC溫度感應(yīng)部分和電阻式濕度感應(yīng)部分構(gòu)成，除此之外，DHT11傳感器還連接了一個(gè)高性能8位單片機(jī)，因此在響應(yīng)速度方面較一般傳感器更為快速。針對(duì)溫濕度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的傳感器有許多，可供選擇的有測(cè)溫度的PT100、測(cè)濕度的HIH4000、測(cè)溫度與濕度的DHT11。 系統(tǒng)各模塊的特點(diǎn)本系統(tǒng)在報(bào)警模塊的構(gòu)建上選用了WT588D語(yǔ)音芯片，而非蜂鳴器，主要是出于蜂鳴器的功能較為單一，而WT588D語(yǔ)音芯片不僅功能性強(qiáng)，而且更人性化，相比之下較為適合本系統(tǒng)。MCU控制按鍵溫濕度傳感器語(yǔ)音模塊GPRS模塊LCD顯示圖21 系統(tǒng)整體硬件設(shè)計(jì)框圖 系統(tǒng)各模塊的功能本系統(tǒng)可細(xì)分為三個(gè)部分：第一、硬件設(shè)計(jì)與制作，處理好硬件結(jié)構(gòu)是檢測(cè)儀滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的前提。針對(duì)實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)的采集，對(duì)器材的靈敏度和穩(wěn)定性有較高的要求，但考慮到該檢測(cè)儀研發(fā)的目的是為大眾服務(wù)，因此需要選用性?xún)r(jià)比較高的器件。近些年，；天平振蕩法，即由濾膜質(zhì)量變化引發(fā)振蕩頻率的變化，；射線衰減法，這種方法的前期準(zhǔn)備和上述兩個(gè)方法相同，再用Beta射線照射濾膜，[6]。而且制造結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性較強(qiáng)，具有不錯(cuò)的研發(fā)生產(chǎn)的前景[4]。有資料顯示，輕者會(huì)因此患上咳嗽、支氣管發(fā)炎等氣管方面的病癥，嚴(yán)重者甚至?xí)虼嘶忌戏侵旅孕呐K病。以前，我們判斷空氣質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是天空是不是藍(lán)色。household39。通過(guò)實(shí)踐，證明該檢測(cè)儀的穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確性高、時(shí)效性強(qiáng)，有一定的開(kāi)發(fā)價(jià)值。這種顆粒物不僅直徑微小、還包含毒素，最讓人揪心的是它能在大氣中長(zhǎng)期停留，能?chē)?yán)重影響人類(lèi)的健康。所以?！娟P(guān)鍵詞】 STC12C5A60S2 溫濕度Based on the design of the artificial intelligence environment parameters of the detector【Abstract】: Among the many problems of air pollution, haze is the most 39。.The particle diameter of tiny, also contains toxin, not only the most concern is that it can stay in the atmosphere for a long time, can seriously affect human health. So, it is imperative to realtime detection of design will STC12C5A60S2 microcontroller as the core, the digital temperature and humidity sensors to measure temperature and humidity DHT11 by dust collecting airborne dust concentration sensor GP2Y10 and LCD1602 display with realtime display of the current air temperature and humidity and dust the air dust concentration,temperature or humidity exceeds the limit of the set WT588D voice chip automatic alarm, wireless transmission technology to the designated mobile phone to send out alarm information. Through practice, proves that the detector has good stability, high accuracy, timeliness strong, has the certain development value.【 Keywords】: STC12C5A60S2 Temperature and humidity目錄第1章 引言 3 環(huán)境參數(shù)檢測(cè)儀的研究意義 3 環(huán)境參數(shù)檢測(cè)儀的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀 3 環(huán)境參數(shù)檢測(cè)儀的研究?jī)?nèi)容和關(guān)鍵問(wèn)題 4第2章 環(huán)境參數(shù)檢測(cè)儀系統(tǒng)的總體概述 4 系統(tǒng)總體框圖 4 系統(tǒng)各模塊的功能 5 系統(tǒng)各模塊的特點(diǎn) 5第3章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 6 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) 6 語(yǔ)音模塊設(shè)計(jì) 7 LCD1602液晶顯示模塊設(shè)計(jì) 10 溫濕度采集模塊設(shè)計(jì) 12 13 按鍵電路設(shè)計(jì) 14 GPRS模塊設(shè)計(jì) 14第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 15 軟件設(shè)計(jì)的總體思路 15 軟件設(shè)計(jì)主程序流程圖 16 部分模塊軟件設(shè)計(jì) 17第5章 系統(tǒng)整裝調(diào)試 19 語(yǔ)音模塊測(cè)試 19 溫濕度模塊測(cè)試 19 19 GPRS模塊測(cè)試 19 綜合測(cè)試 19 測(cè)試反饋及問(wèn)題解決 20結(jié)束語(yǔ) 20致謝語(yǔ) 21參考文獻(xiàn) 21附 錄 22第1章 引言本章主要介紹了環(huán)境參數(shù)檢測(cè)儀的研究意義、發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，進(jìn)而提出本課題主要的研究?jī)?nèi)容和研究過(guò)程中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。但是，隨著空氣問(wèn)題越來(lái)越多，想要清楚的判斷我們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|的空氣是否合格，我們就需要一定的數(shù)據(jù)支持。據(jù)調(diào)查。1979年，美國(guó)環(huán)境保護(hù)署將顆粒直徑小于或等于10微米的顆粒物定義為可吸入顆粒物，也就是PM10。，我國(guó)也已取得一定的成就，最具說(shuō)服力的是我國(guó)已經(jīng)能制造內(nèi)置濾膜并可在線采樣的激光粉塵儀,，另一方面能解析相應(yīng)顆粒物的成分，在專(zhuān)業(yè)的技術(shù)的支持下獲得質(zhì)量濃度轉(zhuǎn)換系數(shù)K。除此之外，本次設(shè)計(jì)從人工智能角度出發(fā)，需要考慮數(shù)據(jù)反饋的及時(shí)性和用戶(hù)體驗(yàn)，因此需要解決非單一報(bào)警器件和信息反饋器件加裝于本系統(tǒng)的問(wèn)題。第二、環(huán)境參數(shù)檢測(cè)，將單片機(jī)STC12C5A60S2單片機(jī)作為系統(tǒng)構(gòu)建中心點(diǎn)，利用溫濕度采集模塊檢測(cè)溫度和濕度。WT588D語(yǔ)音芯片的控制模式十分多樣，這是許多類(lèi)似的芯片做不到的地方。PT100是一款測(cè)量溫度的傳感器，雖然精度高，但器件的購(gòu)買(mǎi)價(jià)格同樣很高，使用時(shí)性?xún)r(jià)比低；HIH4000濕度傳感器顯示精度177。 ，最終決定選用粉塵傳感器GP2Y10，這款傳感器在檢測(cè)空氣中的粉塵方面的功能較為強(qiáng)大，例如汽車(chē)排放的尾氣、花朵散發(fā)的粉塵、香煙燃燒后產(chǎn)生的煙塵都逃不出GP2Y10的檢測(cè)。 GPRS模塊本系統(tǒng)在GPRS模塊的構(gòu)建上選用SIM900A模塊。圖31 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 STC12C5A60S2的概述STC12C5A60S2單片機(jī)的生產(chǎn)公司宏晶科技，雖然這款單片機(jī)依舊屬于單時(shí)鐘單片機(jī)，但相比同類(lèi)型的8051單片機(jī)，STC12C5A60S2在正常運(yùn)行時(shí)損耗較低，而且響應(yīng)速度快上不少，外界的干擾對(duì)其的影響程度較小，是一款高性?xún)r(jià)比的單片機(jī)。從設(shè)計(jì)角度來(lái)看，采用事故驅(qū)動(dòng)式報(bào)警機(jī)制，也就是說(shuō)在一般情況下，核心部分實(shí)時(shí)解析采集到的數(shù)據(jù)，此時(shí)GPRS模塊為預(yù)啟狀態(tài)，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，GPRS模塊進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)，開(kāi)始正常運(yùn)行。音頻輸出BUSY輸出控制端USB下載WT588DU模塊圖33 WT588D語(yǔ)音芯片應(yīng)用框圖WT588D語(yǔ)音芯片的封裝管腳圖如圖34所示。表31 端口分配表I/O口P00P01P02P03功能按鍵K1按鍵K2按鍵K3DATA在控制時(shí)序方面，受限于數(shù)據(jù)線的數(shù)量為1，因此想要具體的表現(xiàn)數(shù)據(jù)位0和數(shù)據(jù)位1必須借助電平占空比。在一線串口控制模式下，單個(gè)地址可以用D0到D7來(lái)表示，地址指令則可以用00H到DBH來(lái)表示，除此之外，E0H到E7H是用來(lái)調(diào)節(jié)聲音大小的指令，若想重復(fù)播放當(dāng)前語(yǔ)音需要輸入命令F2H，而想終止正在播放的語(yǔ)音必須要通過(guò)命令碼FEH來(lái)完成。數(shù)據(jù)位和占空比的對(duì)應(yīng)圖如圖36所示。圖38 LCD1602管腳分布圖表32 LCD1602管腳功能表在本設(shè)計(jì)中，從開(kāi)始到結(jié)束的所有操作過(guò)程，如：檢測(cè)到的卡的類(lèi)型、序列號(hào)、歡迎詞。除此之外，相對(duì)小巧的產(chǎn)品體積、長(zhǎng)達(dá)20米的有效信號(hào)收發(fā)距離以及充分考慮到用戶(hù)體驗(yàn)的4針單排引腳封裝使得DHT11能在被裝配到諸多要求嚴(yán)苛的場(chǎng)所或設(shè)備中。當(dāng)電路的測(cè)量范圍不超過(guò)20米時(shí)，為保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，需將一個(gè)5K的上拉電阻連接到電源和傳感器的PIN2之間。圖312粉塵傳感器GP2Y10管腳圖灰塵傳感器GP2Y10輸出的模擬電壓與空氣中顆粒濃度成正比，在本系統(tǒng)中GP2Y10的設(shè)計(jì)原理圖如圖313所示。 SIM900A功能模塊及主要特性SIM900A功能模塊如下：(1)一個(gè)調(diào)試串口，一個(gè)數(shù)據(jù)輸出串口，雙串口模式降低了研發(fā)新產(chǎn)品的難度；(2)鍵盤(pán)、LCD接口的類(lèi)型為SPI，降低了開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用設(shè)備的難度；(3)兩個(gè)麥克風(fēng)輸入和兩個(gè)話筒輸出，即兩個(gè)音頻通道，相應(yīng)的工作模式由AT指令控制。GPRS類(lèi)型小型移動(dòng)基站（MS）發(fā)射功耗在頻率EGPRS900 CLASS 4下為2W在頻率DCS1800和PCS1900 CLASS 1下為1WGPRS連接GPRS多時(shí)隙10級(jí)GPRS移動(dòng)電臺(tái)B級(jí)工作溫度正常工作溫度：22℃~+55℃極限工作溫度：25℃~20℃，+55℃~+70℃存儲(chǔ)溫度：40℃~+80℃ SIM900A收發(fā)短信息（1）通信協(xié)議在計(jì)算機(jī)和GPRS模塊之間存在一些Attention指令集，這就是所謂的通信協(xié)議。1文本）AT+CMGRRead SMS message（讀短消息）AT+CMGSSend SMS message（發(fā)送短消息）AT+CMGWWrite SMS message to memory（向SIM內(nèi)存中寫(xiě)入待發(fā)的短消息）AT+CMSSSend SMS message from storage（從SIN|M內(nèi)存中發(fā)送短消息）AT+CNMINew SMS message indications（顯示新收到的短消息）AT+CPMSPreferred SMS message storage（選擇短消息內(nèi)存）AT+CSCASMS service center address（短消息中心地址）（2）短消息的發(fā)送與接收案例本次實(shí)驗(yàn)的測(cè)試格式為T(mén)EXT格式。即當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到環(huán)境參數(shù)信號(hào)超過(guò)預(yù)定報(bào)警值時(shí)，自動(dòng)將報(bào)警信息發(fā)至目標(biāo)手機(jī)。若參數(shù)超過(guò)閥值，發(fā)送報(bào)警短信并進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警。這里需要注意三個(gè)方面：第一點(diǎn)，在系統(tǒng)初始化成功后，總線處于低電平狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間不可短于18毫秒，否則傳感器DHT11將沒(méi)有足夠的時(shí)間來(lái)響應(yīng)初始化信號(hào)。若該模塊在執(zhí)行指令時(shí)‘忙標(biāo)識(shí)’為高電平，則指令無(wú)效。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念并無(wú)錯(cuò)誤，且具有一定的實(shí)用價(jià)值，從實(shí)踐過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了本系統(tǒng)存在的問(wèn)題，在經(jīng)過(guò)一番調(diào)整調(diào)試之后，解決了不少問(wèn)題。對(duì)本系統(tǒng)的語(yǔ)音模塊進(jìn)行測(cè)試的方法比較簡(jiǎn)單，利用按鍵