日 期 高铁车厢环境监测系统设计与制作需要每时每刻监测高铁车厢中的安全信息，避免车厢中火灾事故发生。高铁车厢环境监测系统设计与制作选用单片机STC89C52作为驱动器。该系统由烟雾检测电路、高铁车厢的DS18B20温度监测电路、高铁车厢的LCD1602数据监测显示电路、系统预警电路、数据调控电路等组成。启动该系统后，高铁车辆内温度测量电路、烟雾检测电路进行高铁车厢内烟雾数据、温度数据的不断采集，这些数据被采集完成，将在LCD1602液晶屏中输出高铁车厢中烟雾数字信号、温度数字信号。高铁车厢内测温电路以及高铁车厢内烟雾信息达到预警上限，车厢内监控报警器发出预警响声。如此设计的高铁车厢环境监控系统，提高了高铁车厢检测的效率，提升了高铁车厢安全保障，可以减少高铁车厢火灾事故的发生，能够实时对其进行环境监测。
目录
一、引言 1
二、高铁车厢环境监测系统方案设计 2
(一)设计方案 2
(二)任务要求 2
三、硬件设计 4
(一)单片机时钟电路 4
(二)单片机复位电路 4
(三)LCD1602数显监测电路 5
(四)DS18B20温度数据采集电路 5
(五)烟雾数据采集电路 6
(六)数据调节电路 6
(七)声光报警电路 7
四、软件设计 8
(一)系统主流程图 8
(二)温度检测流程 8
(三)LCD1602数显流程 9
五、系统实物制作与调试 11
（一）系统实物制作 11
（二）系统实物调试 12
总结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录 20
附录一 原理图 20
附录二 实物图 21
一、引言
近年来高铁航线得到不断的拓展，高铁的出现改变了游客出行的方式，提高了人们的出行效率。以往异地城市之间的通行，游客会选择大巴、自驾、或者火车出行几种方式，这几种方式均能送游客到指定的城市，但是对
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于便捷性、效率性，时速性来说均比较滞后。为此，技术不断突破的当下，高铁进入到人们的视野。不在受限于交通出行的方式，国家为了提高铁路运输的时速性，为高铁开辟了专项通道，高铁可以一路畅行，不受红绿灯的出行的限制，这也是高铁快速的原因之一。同样，高铁速度虽然得到提升，但是，其安全性却一直是很多旅客以及工作人员所担心的。高铁采用了专项专线的方式建立，每一条轨道中均有严格的速度控制要求，最长的高铁携带十几个车厢，每个车厢可携带的人员可达一百多人。因此，需要保证车厢内部环境安全，通过智能的电子产品来实现高铁速度车厢中温度，烟雾数据信息的监测，如果发现高铁车厢中存在安全隐患，将会发出车厢预警信号，以便高铁车厢内部人员及时处理故障。高铁车厢内静止抽烟，可有些带烟瘾的游客，在一定的时刻不能控制自己，即使在明知高铁车厢内静止抽烟，却还是在工作人员不在时，偷偷抽烟，这样做法给高铁车厢所有的乘客都带了危害，加大了高铁列车的危险性。为此，基于这样的情况，将自己所学应用到课程中，将是一件刻不容缓的事情，所以，研究高铁车厢环境检测系统很有必要。一旦检测到旅客抽烟，或者高铁车厢内有火灾发生，高铁车厢监控系统将及时启动，像列车所有人员发出警报，以便能第一时间来找到火源，并进行灭火。如此设计的高铁车厢环境监控系统，提高了高铁车厢检测的效率，提升了高铁车厢安全保障，对高铁车厢安全监测系统的安全发展有重要意义。
二、高铁车厢环境监测系统方案设计
(一)设计方案
高铁车厢环境监测系统需要不断的烟雾监测、温度监测，将高铁车厢环内采集数据每分每秒在LCD1602数据监测中心显示，以此来保证高铁车厢内部环境安全。
高铁车厢环境监测系统设计与制作选用单片机STC89C52作为驱动器。高铁车厢环境监测系统结合了高铁车厢的烟雾检测电路、高铁车厢的DS18B20温度监测电路、高铁车厢的LCD1602数据监测显示电路、系统预警电路、数据调控电路等组成。完成的高铁车厢环境监测系统设计框图如图21所示。


图21 高铁车厢环境监测系统设计框图
由高铁车厢环境监测系统设计框图可知：当系统运行后，高铁车辆内DS18B20温度测量电路、烟雾检测电路进行高铁车厢内烟雾数据、DS18B20温度数据的不断采集，这些数据被采集完成会被输送到系统主控中心单片机STC89C52中，由主控单片机完成高铁车厢内采集数据的算术，并将在LCD1602数显监测中心输出高铁车厢中烟雾数字信号、温度数字信号。高铁车厢内测温电路以及高铁车厢内烟雾信息达到预警上限，车厢内监控中报警器发出预警响声，以便高铁车厢的工作者接收到系统的预警后，第一时间进行处理，减少高铁车厢的意外事件发生。在高铁车厢环境监测系统中，其工作者能够根据车厢内部实际情况，通过数据调控电路实现高铁车厢内温度数据、高铁车厢内烟雾数据调节。通过此设计方案完善的高铁车厢环境监测系统能够有效的给高铁车厢起到有效的预警，提高安全监测的效率。
(二)任务要求
高铁车厢环境监测系统设计中，完成的任务如下：
（1）DS18B20温度数据采集电路实现高铁车厢内温度采集；
（2）选用单片机STC89C52作为高铁车厢环境监测系统设计驱动器；
（3）烟雾检测电路进行高铁车厢内烟雾数据；
（4）LCD1602数显监测中心输出高铁车厢中烟雾数字信号、温度数字信号；
（5）数据调控系统实现高铁车厢内温度数据、高铁车厢内烟雾数据调节；
（6）高铁车厢内测温电路以及高铁车厢内烟雾信息达到预警上限，车厢内监控中报警器发出预警响声，告诫高铁车厢管理者及时处理危险情况。
三、硬件设计
(一)单片机时钟电路
高铁车厢环境监测系统设计与制作中，时钟电路是单片机最小系统的一部分。该时钟电路要提供高铁车厢环境监测系统稳定的时间，以保证高铁车厢环境监测系统能够每时每刻畅通运行，提供单片机精准时间。完成的单片机时钟电路如图31所示：
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图31 时钟电路
高铁车厢环境监测系统设计与制作的时钟电路由一个12MHz时钟晶振Y1、2个22pf陶瓷电容、1个STC89C52单片机构成。
高铁车厢环境监测系统的时钟电路运行后，时钟晶振12MHz开始运行，高铁车厢环境监测系统以1us启动运行，同时为了保证晶振提供的时间准确以及可靠的运行，2个22pf陶瓷电容会保证晶振提供高铁车厢环境监测系统的震荡频率，同时，提供单片机的周期性1us的震荡周期。
(二)单片机复位电路
高铁车厢环境监测系统设计与制作中，复位电路是单片机最小系统的一部分。复位电路在高铁车厢环境监测系统运行前，需要复位其系统中各个模块的工作状态，将单片机IO端口的状态初始化。完成的单片机复位电路如图32所示：

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