系统硬件结构框图

2。2器件选型

2。2。1单片机选型方案论证

方案一：MSP430 系列单片机是美国德州仪器研发的一种 16 位超低功耗的单片机。其处理能力强大 ，采用精简指令集结构，具有丰富的寻址方式 、简洁的内核指令以及大量的模拟指令；寄存器和片内数据存储器都可参加多种运算；有较高的处理速度，而且中断源较多，可以任意嵌套，编程方便。

方案二：使用STC89C52型号单片机。STC89C52单片机是STC公司生产的一种微控制器。它与MCS-51系列完全兼容，但与之相比，STC89C52芯片具备更多的功能。具有8K字节的Flash可编程可擦除只读存储器读取的高性能，低功耗CMOS8位。

综合比较上述两种方案，MSP430低功耗，同等价格下功能强大很多，但是性能不稳定，成本偏高，多用于消费类电子产品；而STC89C52型号单片机是51与AVR的结合体，处理速度很快，编程较为容易，成本偏低。故选择STC89C52单片机。

2。2。2温湿度传感器方案论证

教室的温度湿度对打造一个更加智能的教室尤为重要。当教室温度过低时，需要及时打开空调，对教室进行升温。当教室内湿气太重时需要对教室进行除湿。本次设计，运用温湿度一体传感器对教室进行测试，并将测量后的信息发送到DGUS触摸屏上。

方案一：采用F3321温湿度传感器，该传感器是由GREYWELL厂家生产的具有高性能的温湿度传感器。F3321传感器采用进口湿敏电容，测量精确，抗干扰能力强。它的温度测量范围是-20-80℃，测量的误差为±1℃。湿度的测量范围是0%-100%RH，测试的误差为±3%RH。该传感器安装方便，使用灵活。文献综述

方案二：采用DHT11温湿度传感器，它的工作电压是3。3-5V，采用单总线的串行接口，简化了单片机的外围电路。它的温度测量范围是0-50℃，测量误差是±2℃。湿度的测量范围是20-90%RH，测量的误差是±5%RH。该传感器常常用于教室、会议室等场所温度测量。结构简单，方便开发使用。综上所述，选择方案二。

2。2。3光照传感器方案论证

教室的光线强度的测量是一件很重要的工作。当光线较暗时，教室需要开灯。当光线较亮时，则关灯。这样不仅舒适了学生们的学习环境，同时也节约了能源。绿色环保，健康生活。此外，当需要开投影的时候，系统会自动关闭窗帘，此时传感器检测到教室光线太暗，并不会开灯。

因此选用BH1750FVI光照强度传感器，它的工作电压是3-5V直流电。对光源依赖程度不高，输出的光亮度为数字值，不需要外部部件，且红外光线对测试的影响很小 ，测量精度高。主要适用于手机电脑平板等。体型小，安装简单，便于使用，完全满足本次毕业设计的功能要求。

2。2。4 CO2传感器方案论证

本课题设计中，对CO2的浓度测量是为了对教室空气质量进行监测，以便做出相应的措施，以防止孩子在不空气不清新的教室中成长，提高教室的绿色健康性。

方案一：采用MINIR型号的传感器，该传感器是由英国GSS公司生产的超低功耗的传感器。该传感器体积小，测量精确，采用20探头型NDIR红外CO2传感器，具有成本低，超低功耗，宽量程适用于便携式仪器，煤矿安全，石油化工，工业安全和CO2培养箱等行业。

方案二：采用MG811固体型CO2传感器。该传感器测量比较精确，响应速度快，价格便宜，可靠性高，结构简单，安装方便，易于开发使用。

综上所述，选择方案二。

2。2。5烟雾传感器方案论证

本设计使用的烟雾传感器是MQ-2型气体传感器，它是由SnO2敏感层和微型AL2O3陶瓷管构成的。SnO2电导率很低，因此只要传感器位于可燃气体的环境中，电导率就会产生变化。增加一些简单的电路就可以将电导率转变为气体的浓度，并输出相应的信号。它的腔体里面固定着测量电极和加热器的敏感元件，能够灵敏的检测出空气中所含的可燃气体及烟雾的含量。