1系统硬件设计
1.1信号采集模块
温湿度和光照度是标定环境不可缺少的参数，对其的测量主要依靠传感器实现。本文温度的测量采用DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20，它具有微型化、低功耗、高性能抗干扰能力、测量范围广、强易配处理器等优点，DS18B20可直接将温度转化成串行数字信号送单片机处理，其温度测量范围为，测温分辨率可达。湿度的测量采用Humirel公司的电容式相对湿度传感器HS1101，其具有可瞬间脱湿、高可靠性、长期稳定性和响应时间快等优点，其湿度测量范围为1%~99%。光照度的测量采用光敏电阻，其光谱特性与人眼对可见光的响应很接近，只要人眼可感受到的光，均可引起其阻值的变化。
1.2信息传送模块
本文采用4×4矩阵按键作为信息传送的控制端，包括0~9这10个数字按键、温湿度及光照性能设置按键、小数点按键、确定按键和零下温度选择按键。该系统采用非编码式键盘，按键的识别采用全局扫描法。
1.3主控模块
本设计采用AT89S52单片机作为主控芯片。该芯片算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且功耗低、体积小、技术成熟、成本低，产品性价比高，满足系统的设计需求。本系统中AT89S52不断的对采集到的温、湿度和光照信号进行检测，并与输入的相应控制值比较，若超出设定范围则蜂鸣器将发出警报提醒外界予以干预。
1.4显示模块
本设计环境参数显示部分采用液晶显示器12864，环境参数的三个值实时在LCD上显示，环境参数设定显示模块采用8段共阳极数码管7SEG-MPX4-CA，可监测参数设定值。
1.5声音指示模块
声音指示用于提醒外界，可选择语音提示型、音乐型、警报型等。本设计样机设计中采用蜂鸣器，其电路结构简单，成本较低，同时也可以较好的实现警报功能。
2系统软件设计
本软件其中部分设计是采用模块化设计的，uVision3编译器是由Keil公司开发的，我们以uVision3编译器作为软件开发平台，采用C51语言编写程序，主要包括初始化子程序、温湿度及光照度检测子程序、键盘检测子程序和显示警报子程序等组成。主程序流程图如图2所示。
3结束语
本文环境监测系统主要针对家用及农用大棚而设计，采用数字温度传感器DS18B20采集温度信号，湿度传感器HS1101采集湿度信号，光敏电阻采集光照信号，实时将环境参数传送给AT89S52单片机处理，并送LCD显示，实现了对环境的实时监测，同时系统设有参数设定模块，可设定范围，若检测到的参数超出设定范围，则发出警报提醒外界。该系统结构简单，易于实现，监控方便，可广泛应用于家电、农用大棚等控制领域。
作者：邵婷婷 任瑞瑞 李平 单位：延安大学物理与电子信息学院
