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智能应用
引言
随着国民经济与人民生活水平的不断提高，人们对住宅
环境的要求不断提高，人们越来越希望自己的生活环境舒
适、安全、节能。本文设计了一款低成本的监测室内温度、湿度、亮度以及可燃性气体浓度的系统，以为人们提供一个舒适安全的居住环境。 1.系统总体设计
本设计采用DSP(TMS320F2812)为主控芯片，结合
外围电路，组成智能家庭监控系统。系统硬件电路主要由TMS320F2812及其外围温度检测电路、湿度检测电路等组成。DSP 主控制器循环检测温度、湿度、光照强度、气体浓度的值，并且在液晶屏上显示出来，当温度、湿度、气体浓度超过阈值则启动风扇，低于阈值则风扇不动作，当光照强度低于设定阈值则
LED 灯被点亮，高于阈值则熄灭。系统设计框图如图1所示。
图1 系统设计框图
2.系统硬件电路设计
■2.1 主控制器
主控制器选用TI 公司的高性能32位信号处理器
TMS320F2812，它能够在一个周期内完成32×32位的乘
法累加运算，或两个16×16位乘法累加运算。它的中断延迟时间短，能满足实时控制的需要。此外，它具有高度集成、高速、低功耗、易于开发等优点，特别适用于高性能数字控
制和通讯等领域[1]。主控制器最小系统图如图2所示[2]。
图2 主控制器最小系统图
■2.2 温度检测电路
温度检测电路主要实现对环境温度的检测，本设计采
用PT100铂电阻作为温度传感器。温度检测电路连接图如图3所示，其主要由运算放大器LM358构成电压跟随器、PT100和R14构成的分压电路构成，通过分压检测PT100的阻值，由运放构成电压跟随器，提高测量点电压驱动能力，
最后将检测电压送到DSP 的模数转换单元进行处理。图3 温度检测电路
■2.3 湿度检测电路
湿度检测电路主要实现对家居环境湿度的检测，本设
计采用HIH-4000系列湿度传感器里的HIH-4000-03。由其
设计与制作
作者/徐敏、梁亚清，江苏信息职业技术学院
摘要：本设计以TI公司的TMS320F2812作为主控制芯片，辅以传感器外围电路，实现了一个智能家庭监控系统，对室内温度、湿度、亮度以及可燃性气体进行检测和处理，监测结果由液晶显示屏显示，当检测物理量超出设定值时，启动报警，并打开相应的执行模块。经调试验证，本系统运行正常，能够有效地监控室内环境，各物理量直观地显示在液晶显示屏上，达到了系统设计要求。
关键词：DSP TMS320F2812；温度；湿度；光照强度；可燃性气体；MS12864液晶显示屏
22 | 电子制作 2017年11月
紫铜电极图4 湿度检测电路
图5 光照强度检测电路
■
2.4 光照强度检测电路
光照强度检测电路主要实现对家居环境中光照强度的
检测，本设计采用光敏电阻作为光照检测传感器。光照强度检测电路连接图如图5所示，其主要由运算放大器构成电压跟随器、光敏电阻R18和R21构成分压电路构成，通过
分压检测光敏电阻R18的阻值，由运放构成电压跟随器，提高测量点电压驱动能力，最后光照强度转换成将检测电压
送到DSP 的模数转换单元进行处理。 ■2.5 可燃性气体检测电路
国内煤气的使用非常普遍，为了防止煤气中毒事件发
生，加强煤气检测是非常重要的。本设计采用MQ-9气体传
感器实现室内煤气一氧化碳的检测[3]。封装好的MQ-9有六
图7 报警电路
图8 风扇驱动电路阀门手轮
■2.7 执行电路
本设计有两个执行电路：风扇电路和LED 驱动电路。
分级授权当温度、湿度以及可燃性气体浓度超过设定阈值时，则启动风扇驱动电路[4]；当光照强度低于设定阈值时，则启动照明
装置，光照强度高于阈值时，则LED 灯熄灭。电路连接图如图8和图9所示。
图9 LED 驱动电路
3.系统软件设计
■3.1 系统流程图
系统软件主要由主程序和子程序等组成。
图6 可燃性气体检测电路
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主程序完成系统初始化、中断设置等功能；子程序完成湿度、温度、气体浓度以及光照强度的检测和显示。主程序流程图如图10所示，子程序流程图如图11
超市手推车广告所示。
图10 主程序流程图
图11 子程序流程图 ■3.2 系统程序设计
本设计是基于 uCOS-II 操作系统，采用C 语言编程实
无纺布储物箱现的，主要包括main()主程序、系统外部中断程序、显示子程序、采样子程序等几个部分构成。经调试后，程序运行情况稳定，显示结果如图12所示。
图12 显示结果
4. 结论
本设计能够正常检测室内温度、湿度、亮度以及可燃气
体浓度，当物理量超过设定阈值时会自动报警，并打开风扇通风，实现自动调节；在亮度低于设定阈值时系统自动报警，并打开照明装置，各检测物理量直观的显示在液晶显示屏
上，达到了系统设计要求。本设计在今后可以进一步完善，采用模块化电路实现，通过预留出的端口，
水溶性聚氨酯通过改变传感器模块电路就可以方便地实现不同物理量的检测，另外将无线通信引入进来，可实现真正意义上的智能家居控制。
参考文献
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业的发展，本系统可以在实际运用中日趋完善，达到越来越好的效果。
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