马百江 杨帆 吕润东
摘要：以STC12C5A60S2为主控芯片，通过利用单总线型数字式温湿度传感器DHT11，实现系统具有测温湿度烟雾检测电路，利用气体传感器GDS06以及ADC0832模数转换器实现基本功能。人体检测模块使用HC-SR501实现其功能。它感应入侵者的红外热辐射并将其转换成超低频信号，并通过电路放大并输出。探测器使用红外人体探测探头来探测预定义的范围。在危险的情况下，信号将发送到单片机，然后单片机将处理它，然后控制蜂鸣器和LED警告。
关键词：STC12C5A60S2；气体传感器GDS06以及ADC0832；HC-SR501模块；烟雾报警。
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）13-0232-02
1引言
随着科技发展人们的生活变得越来越方便。虽然现今市面上有很多空气净化器，但是做到智能化的确不多，有相当多的产品仅仅是通过记录使用者的习惯性开机时间来硬性的将其设定为空气净化器开启的依据。而并没有通过实际环境的情况来实现智能化。因此设计出一个简单实用的拥有自主环境测试功能的空气净化器是很有意义的。
2系统构成
设计涉及主硬件为：蓝牙多路继电器，STC89C52RC单片机，DHT11温湿度传感器，人体红外感应器，烟雾传感器，按键设置与LCD1602液晶显示模块，蜂鸣器报警电路，以及超标指示显示模块组成。本研究设计框图如图1所示：
2.1 DHT11温湿度传感器
方案一：选用DS18B20。DS18B20是一线式数字温度传感器。它是独特的单线式接口方式。测量范围在—55℃～125℃，—10℃～85℃，误差范围在-＼+0.5℃。最高精度可达0.0625℃。
方案二： 选用DHT11。DHT11是一款集成式数字温湿度传感器。测量范围20%～90%RH，0℃～50℃。测温精度为-＼+2℃，测试精度为-＼+5%RH。十分符合本次设计的要求。
我这次选择使用DHT11，是因为不仅设计要求，而且简便易行，可靠稳定，具有超高的性价比；而DS18B20虽然精度更精确，却稍显复杂。
DHT11传感器实物图如图2图3所示：
2.2烟雾传感器
GDS06是一款红外散射光学质量传感器，它可以检测灰尘反射。即使是非常小的颗粒，如烟草烟雾，通常可以在空气净化中检测到。应用于该系统中，可以测量0.3微米以上的细颗粒物，可以用来感应并且测试烟草产生的烟尘和灰尘。更重要的是它体积小、重量轻、安装方便，广泛应用于空气清新、通风空调、通风机等产品。其实物图4如下：
2.3 人体检测模块
方案一：被动式红外传感技术利用红外光敏器件将生物体发出的微红外转换为相应的电信号，并对其进行放大和处理。它可以可靠地移动生物（人）和跌倒。对象是不同的。
方案二：主动红外探测器由红外发射器、红外接收器和报警控制器构成。因此，有源探针检测点到点，而不是一个面的范围。其特点是检测的可靠性很高。然而，如果要部署一个空间，则需要多个有源检测器，这是昂贵的。在上述分析之后，方案一更适合家庭使用。成本低，安全性高。因此，这种设计采用廉价的被动红外传感器。
有两个关键部件的PIR探测器。一个是热释电红外传感器（PIR）。它可以转换为红外信号波长8和12um之间成电信号可以用于自然。白光信号具有抑制作用。因此，在被动式红外探测器的警戒区中，热释电红外传感器仅在没有人体移动时感知背景温度。当人体进入警戒区时，它通过菲涅耳透镜并加热。红外传感器感知人体温度与背景温度之间的差异。图中显示了人体感应模块的内部图。在该设计中，利用三极放大原理放大人体感应模块的输出信号，以将信号驱动到微控制器。
2.4蓝牙控制电磁继电器
电磁继电器工作原理：当电磁铁通电时（电压要满足一定条件），衔铁会被吸下来，然后两个触点接触，使得工作电路闭合，这时电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。蓝牙通信模块采用的是蓝牙模块，完成HC-05，负责接收和发送命令，在蓝牙系统。此模块是作为整个环境检测系统以及空气净化使能模块总开关进行工作，即其可人为决定是否开启环境监测以及空气净化器的风扇部分。
3 总结
通过本次设计的参与以及行动，同学的互相合作以及老师的及时指导，感觉有不少的收获，从题目的选取到材料的准备，从硬件的焊接到软件的编程，都有所感悟。通过查阅资料以及同学间互相帮助使我对于51单片机有了更深刻的认识。对于此次设计较为成功地完成了当初的预想，实现了通过多种传感器对环境的检测，并根据具体需求进行自主的工作模式，为人们的生产生活提供便利。
