摘 要疫情期间，学生们集中在教室上课对环境安全提出了巨大挑战，因此基于此问题，设计了一款疫情下的教室环境检测系统，本设计的核心控制MCU采用STC89C52单片机，利用红外对管、温度传感器、烟雾传感器等模块对教室环境进行监测，对环境监测的值通过主控模块和外部电路转换后，用显示屏显示出红外对管和温度传感器检测出的学生人数和教室温度，如果超出设定的温度值后1利用风扇进行降温操作，但是如果温度值高于温度值2，则通过蜂鸣器输出报警信号。此外还设置了烟雾报警系统，检测出有气体，LED灯和蜂鸣器就会间歇性的闪动和发出急促的报警声，从而达到提醒在教室里的老师和同学们的目的。
目 录
一、引言 6
（一） 选题背景 6
（二） 当前的发展现状 6
（三） 本文主要研究内容 6
二、 整体方案设计 7
（一）各模块设计与简述 7
（二）元器件的选择 7
（1）STC89C52处理器的简介 7
（2）LCD1602液晶屏的简介 8
（3）DS18B20温度传感器的简介 8
（4）烟雾感器简介 9
三、硬件设计 9
（一）最小系统电路设计 9
（1）复位电路配置 9
（2）晶振电路配置 10
（二）显示电路设计 10
（三）风扇电路设计 11
（四）红外对管检测电路设计 11
（五）蜂鸣器报警电路设计 12
（六）按键电路设计 12
（七）温度检测电路设计 12
（八）烟雾检测电路 13
（九）电源电路 13
四、系统软件设计 14
（一）监测系统主程序的流程设计 14
（二）液晶显示流程设计 14
（三）人数统计流程图设计 15
（四）温度子流程图 16
五、实物制作与安装 17
总结 19
致 谢 20
参考文献 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 元件列表 24 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072* 

附录四 程序 26
一、引言
选题背景
教室是学生们学习的摇篮，是学习的秘密基地，是人才发展的重要支撑平台。作为一个学生，在教室的时间占据了我们生命中的五分之一，是我们学习知识的重要地方。去年初疫情的忽然袭击，给人们的日常生产生活带来了非常大的影响。作为一名学生，就从上学方面来谈，对学校的复课计划增加了一定难度，所以学校对学生上课的教室环境要求也更加严格。当前，环境监测方面的传感技术也已经越发成熟，无论从传感器的准确度方面还是反应速度来说，都已经大大的超过了以前传统的监测仪器。除此以外，微电子技术、物联网技术和通信技术等各种先进技术的快速发展，从根本上的推动了传感器技术的进步与发展。因此根据现有的先进技术，设计制造出了在疫情环境中的教室环境监测感知系统。本设计的MCU采用的是STC89C52单片机，其作为核心控制部件，从而制作出相对应的实物。根据最后的检验测试，测试结果表明该设计的系统能够有效及时的监测出教室的环境安全信息，对学生的安全提供了保障。
当前的发展现状
疫情期间，教室的环境安全问题得到社会的广泛重视，更多的人认识到了教室环境监测的必要性。随着物联网感知与传感技术以及互联网技术的发展与进步，环境监测方面的传感器和设备也越发成熟，都比之前传统的仪器更加先进，更加灵敏，更加准确，更加快捷，更加方便。这些条件的支撑让我们能够更加简单方便的对环境进行监测同时分析这些环境的参数，能够向人们及时的反应环境安全问题，教室环境检测，可以在疫情期间保证学生的教室环境安全，对于异常情况能够及时报警避免了学生的生命安全收到威胁。目前环境监测系统已经在很多领域有所涉及 ，如仓库的环境监测，农场的环境监测，科研室的环境监测等等，因此教室环境监测系统在未来应该是一个大的趋势，特别是在当前疫情严峻的情况下，学生们在教室里进行上课是一个很大的挑战。一个良好的学习环境可以为同学们营造良好的学习氛围，学习环境好了，自然而然学习的效率就会增大。因此，教室的环境检测系统在以后应该会被推广。
本文主要研究内容
本系统设计核心控制MCU选用了STC89C52这款单片机为主导。整个系统设计由软件编程、内部流程设计和硬件模块电路的搭建三个部分所组成。通过在校时相关课程的学习以及对所用电子元件相关特性功能的了解，从而完成对线路搭建和焊接，对故障检测的学习与实践，在此基础之上通过自己的想法设计教室环境监测系统。电路通过两个红外对管、温度传感器、烟雾/可燃气体传感器，实现对教室人数、温度等各个数据的监测分析是否超过设置值，并且可以液晶显示模块显示出来，进一步实现对蜂鸣器、风扇和LED小灯的控制作用。
整体方案设计
（一）各模块设计与简述
核心MCU在本设计中采用了STC89C52单片机作为核心控制部件，下图1为本设计的设计框图，通过该框图简单明了的反映教室环境监测系统系统的实现方案。当系统上电后，各模块将监测到的数据上传到单片机，核心MCU针对于各个采集节点采集到的数据进行分析，当检测到数值异常时可以控制相关模块进行控制报警。
1、LCD1602液晶显示电路用于实现教室人数、温度以及温度上下限等数据的高清显示；
2、人数、温度、烟雾检测电路用于监测当前教室内的人数、温度和可燃气体；
3、风扇控制电路用于当温度超过第一个设定值时自动开启风扇实现降温功能；
4、蜂鸣器报警电路用于产生实现报警的功能,若当前温度值和人数超过预先设置的数值时进行蜂鸣器报警；
5、按键模块用于实现设置人数、温度报警阀值；
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图1教室环境监测系统框图设计
（二）元器件的选择
（1）STC89C52处理器的简介
本论文采用的核心MCU是STC公司推出的一款的低功耗、高性能的微控制器芯片STC89C52。STC89C52使用经典的MCS51内核，即便如此它还是与一些其他的传统单片机不一样，因为它进行了许多方面的改进与优化，使得MCU不仅具有传统51单片机的功能而且还增加了新功能,使得该芯片系统能够应用于Flash编程并行使精简运算方式，此外STC89C52拥有32个管脚分别作用、方便使用。因此我挑选主控芯片时，选择使用STC89C52。图2显示了STC89C52的引脚排列。
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图2 STC89C52单片机引脚图
（2）LCD1602液晶屏的简介

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