基于单片机的无线环境监测系统及方法

1.基于单片机的无线环境监测系统，其特征在于：包括上位机、下位机和移动终端，所述移动终端分别与上位机和下位机连接，所述上位机与下位机之间相互连接；所述下位机包括探测装置和接收装置，所述探测装置包括第一单片机、第一无线传输模块、温湿度采集传感器、可燃气体传感器、报警模块和显示模块，所述第一单片机分别与第一无线传输模块、温湿度采集传感器、可燃气体传感器、报警模块以及显示模块连接，所述接收装置包括第二单片机、第二无线传输模块和串口通信模块，所述第二单片机分别与第二无线传输模块以及串口通信模块连接。
2.根据权利要求1所述的基于单片机的无线环境监测系统，其特征在于：所述报警模块包括蜂鸣器和继电器；所述蜂鸣器采用+5V的有源蜂鸣器，所述蜂鸣器与第一三极管的集电极连接，通过第一三极管放大电流从而驱动蜂鸣器发出响声，蜂鸣器的两端并联第一二极管，所述第一三极管的发射极上串接一个可调电阻；所述继电器采用5V的继电器，所述继电器与第二三极管的集电极连接，通过第二三极管放大电流从而驱动继电器闭合或断开，继电器的线圈两端并联第二二极管，继电器闭合或断开时，触发接线端子的常开、常闭触点的动作，实现继电器的控制，继电器闭合时，LED指示灯亮，继电器闭合时，LED指示灯灭。
3.根据权利要求1所述的基于单片机的无线环境监测系统，其特征在于：所述第一单片机采用STC12C5A60S2单片机，所述第二单片机采用STC89C52RC单片机；所述第一无线传输模块和第二无线传输模块均采用NRF24L01无线模块，该NRF24L01无线模块通过AMS1117-
3.3这个三端稳压元器件，使+5V的供电电源降压到+3.3V；所述串口通信模块采用MAX232电平转换芯片构成的串口通信电路，所述MAX232电平转换芯片的引脚1和引脚3之间、引脚2和引脚16之间、引脚4和引脚5之间、引脚6和引脚15之间均接有一个0.1μF的瓷片电容，串口发送数据口和接收数据口均串接LED指示灯。
4.根据权利要求1所述的基于单片机的无线环境监测系统，其特征在于：所述温湿度采集传感器采用DHT11温湿度传感器，所述DHT11温湿度传感器的引脚2串接一个上拉电阻，该上拉电阻的电阻值为5K，引脚3悬空或接+5V电源；所述可燃气体传感器采用MQ-2可燃气体传感器，所述MQ-2可燃气体传感器的引脚1串接一个阻值为1K的电阻，并且并联一个20PF的小滤波电容和一个1μF的大滤波电容；所述显示模块采用1602液晶显示电路，该1602液晶显示电路接有一个可调电阻。
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于单片机的无线环境监测系统，其特征在于：所述系统的工作模式包括发送数据模式、接收数据模式和互联网模式；所述发送数据模式用于采集环境数据，并由下位机发送给到上位机，在上位机中显示和统计；所述接收数据模式用于上位机控制下位机的报警浓度阀值和采样时间间隔；所述互联网模式用于实现收发短信、发送电子邮件、朗读数据以及在线天气功能。
6.基于权利要求1所述系统的无线环境监测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
S1、上位机控制下位机的报警浓度阀值和采样时间间隔；
S2、下位机在每个采样时间间隔结束后，采集温度、湿度、可燃气体浓度数据，经过处理后发送给上位机，并进行显示；
S3、上位机对温度、湿度、可燃气体浓度和继电器状态进行实时数据监视，若可燃气体浓度大于报警浓度阀值，则发出报警声。
7.根据权利要求6所述的无线环境监测方法，其特征在于：所述步骤S1，具体为：
S11、上位机在设定报警浓度阀值和采样时间间隔后，向下位机下达指令；
S12、接收装置的串口通信模块接收中断产生，接收来自串口通信模块的数据，并判断是否为标识符，若是标识符，则通过第二无线传输模块将完整的数据发送给探测装置的第一无线传输模块；否则，保存当前数据，等待下次中断，直到接收到完整的数据再发送数据。
8.根据权利要求6所述的无线环境监测方法，其特征在于：所述步骤S2，具体为：
S21、探测装置通过第一无线传输模块接收无线数据，并等待中断；
S22、当定时器中断产生后，若未到达采样时间，则等待下次中断，若到达采样时间，则通过温湿度采集传感器采集温度、湿度数据，并打开第一单片机的A/D转换接口，通过可燃气体传感器采集可燃气体浓度数据；
S23、判断可燃气体浓度是否大于报警浓度阀值，若可燃气体浓度大于报警浓度阀值，则继电器闭合，蜂鸣器发出响声，同时LED指示灯亮；否则，继电器断开，蜂鸣器不发出响声，同时LED指示灯灭；
S24、通过第一无线传输模块发送数据到接收装置的第二无线传输模块，再通过串口通信模块发送给上位机，并通过显示模块显示温度、湿度、可燃气体浓度、报警浓度阀值和继电器状态。
9.根据权利要求6所述的无线环境监测方法，其特征在于：所述步骤S3，具体为：
S41、上位机从串口接收下位机发送的数据，对温度、湿度、可燃气体浓度和继电器状态进行实时数据监视；
S42、判断可燃气体浓度是否大于报警浓度阀值，若可燃气体浓度大于报警浓度阀值，则发出报警声；
S43、通过界面显示温度、湿度、可燃气体浓度和继电器状态，并生成实时曲线。

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