温湿度测量系统设计要点
学号：
题目类型：设计
(设计、论文、报告)
本科毕业设计(论文) 题目：温湿度测量系统设计
学院：信息科学与工程学院
专业(方向)：通信工程
班级： 2011-2班
学生：
指导教师：
2015年 05月22日
摘要
利用ZigBee无线通信技术和传感器技术设计一个多点无线温湿度测量系统，该系统可以设置温度最大限值，实现超值预警报警。温湿度传感器采用DHT11，无线射频芯片采用ZigBee标准的CC2530。通过温湿度传感器对实时温湿度数据的采集，利用ZigBee无线技术把实时数据传输到接收终端，最终显示在LCD显示屏上，还可以通过按键减小或者增大温度报警限值。通过该系统对温湿度的实时测量与控制以实现对人们工作生活环境温度和湿度的测量监控。该系统因为采用了CC2530模块，使得PCB电路简单，易于实现，具有功耗低、适应性强等特点。
论文首先分析介绍传温湿度感器技术与ZigBee无线技术的发展，并解析它们的技术特点。之后介绍该温湿度测量系统的硬件设计：从CC2530芯片到DHT11传感器，最终到硬件电路的论述。紧接着介绍该系统的软件设计：从系统整体方面对该系统进行一个综述，然后分别对各部分实现的功能进行阐述。
关键词：无线通信；ZigBee；传感器；DHT11；温湿度测量
The Design of the Temperature and Humidity
Measurement System
Student:LUO Gang Teacher:SHEN Zhuo-jun
Abstract: The design of temperature and humidity measuring system based on ZigBee wireless communication technology and the temperature and humidity sensor technology. The system can set the maximum limit and carry out value warning and alarming. The sensor adopts DHT11 while the RFID chip adopts the standard CC2530 of Zigbee. The real-time data, collected by the sensor and transmitted to the receiving end over ZigBee, can be showed on the LCD screen. The alarm limit can be decreased or increased by pressing the button. The system is to measure and monitor the temperature and humidity of people’s living and working environment by real time measuring and controlling. The application of CC2530 module makes the PCB circuit simple and easy to implement. It features low power consumption and strong adaptability.
The paper is firstly to introduce the development of the sensor and ZigBee, and then analyzes their features. Secondly, it introduces the hardware design of the system: from CC2530 chip, DHT11 sensor to the dissertation of the hardware circuit. Thirdly, it introduces the software design. It gives a whole review to the system elaborates the functions of each part.
Key words: Wireless communication；ZigBee；Sensor；DHT11；Temperature and humidity measurement
目录
摘要................................................................... I Abstract .............................................................. II
1 绪论 (1)
1.1 引言 (1)
1.2 温湿度传感器 (1)
1.3 ZigBee通信技术 (2)
1.3.1 ZigBee协议 (2)
1.3.2 ZigBee网络拓扑结构 (2)
2 系统架构 (5)
2.1 总体架构 (5)
2.2 硬件设计 (5)
2.3 电路原理图 (6)
2..3.1 控制器主板 (6)
2.3.2 数据采集板 (11)
2.4 软件设计 (14)
2.4.1 程序框图 (14)
2.4.2 程序详解 (15)
3 调试与测试 (20)
4 总结 (21)
致谢 (22)
参考文献 (23)
附录 1 (24)
1 绪论
1.1引言
经过几十年上百年的工业化进程，工业化留下了太多的问题，而环境问题是极为突出的一方面。环境问题对工农业生产方面有着非常大的影响，如果是对工农业的影响只是生产者、各级政府、专家关注的方面。那么，现在在国内特别是在北方地区，当沙尘暴、PM2.5成为新闻热点，人们口中的焦点，空气污染正成为人们关注的对象。人们生活水平得到提高后，就开始关注生活质量，关注自身生活环境的舒适度。
而温度与湿度这个两个参数对人们的生产生活有着非常重要的影响，而且温度和湿度有着密不可分的联系，人不单纯的受温度或者湿度的影响，而是受温度和湿度两方面综合的作用。在工业生产中需要实时的监控温湿度，在农业生产中有些时候也需要实时的监控温湿度（例如：温室大棚农作物种植）。随着人们生活水平的提高和近年来环境问题逐渐严峻，人们越来越注意自身生活环境质量的改善，虽然我们可以通过天气预报获知当地的温湿度数据，但是天气预报的都是一个地区（一般精确到县区）的数据，在多山地区（尤其在广西），居住在同一区域的居民，居住的环境也有不同。同一区域中有居住在丘陵中，有些生活在海拔高的山上，以至于同一区域温湿度存在着差异。有些时候，人们还需要监测一定空间内（温室、饲养场）的温湿度数据。
温湿度对人们的一个比较明显的影响：在人们的卧室中，温湿度对人们的睡眠质量也有着重要的影响，实时地监控温湿度可以为改善人们睡眠质量提供条件。通过温湿度测量系统，用户可以了解其工作生活环境的温度和湿度情况，以做出相应的应对措施，改善其生活的环境。所以各种温湿度测控系统正以各种家电（例如空调、增湿器）或者智能硬件为载体进入个人用户家庭。
1.2温湿度传感器
21世纪是科技主导的世纪，得益于高科技的快速发展，在传感器方面，高度集成化、智能化的传感器的出现，使得现在传感器技术应用非常广泛，传感器除了在军用、航空、工农业生产等方面有极大的发展[1]。逐步地，传感器技术的应用很早就进入了民用领域，上至各种大家电，下到我们使用的智能手机，都应用了传感器技术。现状全球环境日益恶劣，人们越来越关注生活环境问题，在当今互联网行业发展最迅速的智能硬件更是把传感器技术发挥到了极致，各种温湿度、PM2.5、空气净化等环境监控智能硬件正走进各家各户。
而温湿度传感器也最初的分立式、模拟集成式发展到现在高度智能化、极致集成
化、系统化、微型化、低成本化的发展[2]，现在温湿度测量系统不仅仅应用于工农业生产，个人民用方面，温湿度及其相关环境监测系统也得到了长足的发展。特别是智能硬件与智能家居的兴起，让这些环境监测系统重新受到开发者的青睐。一个温湿度及其他环境监测系统，可以接入智能家居系统，成为其数据采集、数据改善的一部分。所以，受近些年来智能硬件的影响，温湿度及其他环境监测系统有着非常广阔的发展空间。
1.3 ZigBee通信技术
ZigBee通信技术是一种在IEEE802.15标准的基础上发展起来的低功耗、近距离的新兴的无线通信技术。相对于蓝牙，wifi等短距离无线通信技术，其特点是功耗低、安全性高、时延短、自组织、短距离、速率低、成本低。ZigBee工作在工业医疗频段，全球2.4GMHz，美国915MHz，欧洲868MHz，无需申请牌照即可免费使用[3]。ZigBee 可以嵌入各种设备，应用于各种自动控制和远程控制系统中。随着物联网与智慧城市的快速发展，城市中的各种控制系统互联，家庭中的设备互联尤为离不开无线通信技术。而ZigBee作为一种新兴的无线通信技术，更有着比蓝牙，wifi更多的优点，互联互操作是ZigBee的最大技术优势，在一些互操作性要求极高的场景（只能路灯控制、智能家居等）有着非常广泛的应用前景。更由于其统一性强，能大大缩短开发周期，使其越来越来的受到开发者的关注与应用。
1.3.1ZigBee协议
ZigBee协议的集成是802.15.4，其扩展了IEEE，并对网络层协议和API进行了标准化。它有自己的协议标准，适应了无线传感器花费低、能耗低、容错性高的要求，用于短距离无线通信，能在非常多个无线传感器中形成自组网络实现通信。能实现通信的网络就会有相应的网络协议的支持，无线温湿度测量系统的软件设计也需要针对各层通信编写出相应程序代码。ZigBee协议栈与IEEE制定的网络协议类似，其具有物理层，MAC层，传输层、网络层、应用层[4]。
1.3.2ZigBee网络拓扑结构
ZigBee网络结构有星形、树形和网状形3种。在整个网络中，每个网络节点都有一个属性，它们按照功能划分，分别为:协调器、路由器、终端节点。
星形是ZigBee最简单的一种网络拓扑结构，它包含一个作为中心节点的协调器和一系列只能与协调器进行通信的终端节点[5]（如图1.1所示）。这种网络结构所有的通信都由中心节点来支配，具有维护管理容易、扩展方便和配置灵活的特点。但是其也因为所有的通信数据都只能通过中心节点而使其有可能成为整个星形网络的瓶
颈，若中心节点出问题，那么整个网络就瘫痪了。
终端节点
协调器
图1.1 星形网络拓扑
树形结构是一种分层结构，有多个层级，其由协调器往下连接一系列的路由器与终端节点，而路由器也可以往下连接一系列的路由器跟终端节点[5]（如图1.2所示）。该网络结构命名为树形网络结构是因为其形状像一棵倒立的树，顶端是树根，树根往下有各种分支，分支之后还可接很多子分支。树形结构网络的每个节点只能和它的父节点或者它的子节点通信。树形拓扑也具有易于扩展、能很快隔离故障的优点，但是整个网络对根节点（协调器）的依赖性太大。
协调器
路由器
终端节
图1.2 树形网络拓扑
网状结构不依赖于某个单一的节点，每个节点可以与多个节点通信，在整个网络中节点与其他节点通信可以选择多条不同的路径[5]。加上网状结构具有灵活的路由信息规则，有较高的可靠性，可以有效的减少网络阻塞和碰撞，即使是局部网络出现故障这也不会影响整个网络的通信。虽然网状结构网络具有非常多的优点，但是由于网状网络关系复杂，结构也是非常的复杂。
网状结构图如图1.3所示：
协调器
路由器
终端节点
图1.3 网状网络拓扑
2 系统架构
2.1 总体架构
数据接收端
DATA DATA DATA DATA
数据采集端1 数据采集端2 数据采集端3 数据采集端4 图2.1 整体架构示意图
该系统共由五个模块组成（如图2.1所示），其中一模块（控制器模块）为数据接收处理单元，负责对接收到的温湿度数据进行处理并显示在显示屏上，还可在数据接收单元上设置相关参数与数值限额，实现对实时温湿度数据的监控报警。其余四个模块为数据采集单元，主要是对实现监控环境内四个不同点的温湿度进行实时采集，并把相关数据通过ZigBee 无线模块传输到数据接收单元。
2.2 硬件设计
该课题实现的是一个温湿度测量系统的设计，需具备以下功能：
1.对四个不同位点进行温度、湿度测量，并将数据以无线的方式传输到控制器模块。
2.控制器对多点温湿度进行处理、修正，并把温湿度显示在同一显示屏上。
3.可手动设置温湿度门限值，实现超值报警。
主控制器模块主要由Nokia5110 LCD 液晶显示屏和CC2530 ZigBee 模块组成，并 DHT11 ZigBee
ZigBee
ZigBee DHT11 ZigBee ZigBee DHT11
DHT11 诺基亚5110
配备一个自锁开关，为电路提供上电功能。主控制器模块上的ZigBee 模块作为整个系统的协调器，实现网络的建立与对数据的综合处理功能，如图2.2所示。
信号 DATA 图2.2 主控制器模块电路框图
数据采集模块相对于主控制器模块要简单得多，数据采集模块主要由CC2530模块与DHT11温湿度传感器组成。该模块上的ZigBee 模块作为系统的路由器，主要用于对数据通过无线方式传输到控制器模块上。而温湿度传感器作为系统的终端节点，为整个系统提供温湿度数据采集功能，如图2.3所示。
DATA 信号
图2.3 数据采集模块电路框图 2.3 电路原理图
2..
3.1 控制器主板
控制器主板最主要的是CC2530模块、和诺基亚5110显示屏和DHT11温湿度传感器。CC253模块内部已经集成了很多必要的电路，因此我们只要较少的外围电路即可对信号进行发送和接收。为了能更好的重复利用液晶显示屏和CC2530模块，对诺基亚5110与CC2530的处理是：不直接焊接在电路板上，而是利用把插排焊接于板子上，显示屏和CC2530采用插拔模式。电路板上的LED 指示灯是工作状态指示灯，若模块上电之后，指示灯开始不断地闪烁，随后稳定的长亮，这时候即表示整个ZigBee 网络已建立，模块之间就可以进行通信了。控制器主板电路图如2.4所示。
2.3.1.1 CC2530模块电路
本设计使用的是ZigBee 核心板Rev2.1版本的CC2530，该模块共有24个引脚，旧版本的单排插针改为双排插针。在该温湿度测量系统中，一共占用了CC2530模块的17 个端口，如上图，K1一端接复位接口，另一端接地，此按键负责对模块进行复
Nokia5110
CC2530 天线 天线
CC2530 DHT11
位，按下按键，整个系统即进行复位操作；K2是进行加操作，在设置温度上限报警值时负责加温度，按一次即对温度执行+1操作；K3进行减操作，在设置温度上限报警值时负责减温度，按一次即对温度执行-1操作。CC2530模块电路如图2.5所示。
图2.4 控制器主板电路图
图2.5 CC2530电路图
ZigBee CC2530内部集成了增强型的高速8051内核微型处理器，具有8KB的RAM，最多可达256KB的闪存（可编程）。具有8通道的12位ADC和USART接口两个，还有通用的GPIO21个等；供电电压为2.0~3.6V，具有3种电源管理模式：唤醒模式、睡眠模式、中断模式[6]，不同模式间的转换让其有更低的功耗，能适应系统低功耗的要求；CC2530还具有一个兼容802.15.4协议的无线收发器，RF内核控制无线模块[5]。此外，它还提供了一个接口给8051微型处理器与无线设备之间通信，这使得其可以发出命令控制各种设备，读取设备的工作状态。无线设备还具有数据包过滤与地址识别功能。该RF模块具有极高的接收灵敏度和抗干扰性，输出功率可达4.5dBm，使其传输距离大于75m，在数据传输方面，最高传输速率可达250kbps。CC2530模块还包括很多的外设，为开发者提高开发先进应用的条件。
CC2530模块上芯片引脚如图2.6所示：
图2.6 CC2530芯片引脚图
引脚说明：
1，2，3，4 GND 未使用引脚，接地
5，6，7，8，12，13，14，15，16，17，18，19，34，35，36，37，38 数字I/O 端口
10，39 DVDD2 电源（数字）2V-3.6V 连接数字电源
9，11 数字I/O端口 1.0-20mA驱动能力
20 RESET_N 数字复位，活动到低电平
21，24，27，28，29，31电源（模拟） 2V-3.6V 连接模拟电源
22，23 模拟I/O 32-MHz 晶振引脚
25 RF I/O RX期间正RF输入信号到LNA
26 RF I/O RX期间负RF输入信号到LNA
30 模拟I/O接口参考电流的外部偏置电阻
32，33 数字I/O 模拟端口
40 DVDD1 电源（数字）1.8V数字电源去耦，不接外部电路
2.3.1.2 诺基亚5110电路
图2.7 诺基亚5110电路图
诺基亚5110是实现对数据采集模块采集的温湿度数据进行显示，该模块是84*84的点阵LCD液晶显示屏，可显示4行汉字。它采用串口与处理器通信，仅有8条接口信号线，支持多种串行通信协议，传输速率可达4Mbps，写入数据的时间极短，无需等待。LCD控制器和驱动芯片已与LCD集成在一起，所以LCD模块的体积很小，为整块板子节约了极大空间。其采用低压供电，工作电压为3.3V，工作电流在200μA，完
全跟整个电路板上其他元件工作要求一致。诺基亚5110电路如图2.7所示。
Nokia5110引脚定义，如表2-1：
表2-1 诺基亚5110引脚表
引脚类型描述
1 RST 复位引脚，外部复
位信号输入
2 CS 片选引脚
3 DC 数据和命令切换引脚
4 DIN 数据输入
5 CLK 时钟引脚，串行输入
6 VCC 电源正
7 BLC 背光开关（低电平开）
8 GND 接地或电源负极
2.3.1.3 蜂鸣器电路
图2.8 蜂鸣器电路
如图2.8所示，此电路是蜂鸣器电路，蜂鸣器工作电压为3.3V，当设置温度报警上限之后，若温湿度传感器测得的温度大于上限值，则有高电平通过该电路，蜂鸣器报警。
2.3.1.4 稳压电路
稳压电路采用的是一个AS1117芯片，该芯片采用三脚封装，为整个主板提供3.3V 的稳定电压值，电压精度为+-1%，还具有过流保护与过热保护功能，为整个主控制器板块的稳定工作做出贡献，如图2.9所示。
图2.9 稳压电路
2.3.2 数据采集板
图2.10 数据采集板电路图
由于在数据采集板上的CC2530模块只是作为一个路由器，其主要的功能是负责
与协调器通信和数据的传送，所以相对于控制器板上的电路，数据采集板的外部电路非常的少，主要有温湿度传感器和稳压电路。按键K3负责对本数据采集模块进行复位操作，其电路板上同样具有LED指示灯，能显示该电路板的工作状态。。如图2.10所示。
2.3.2.1 CC2530电路
图2.11 采集板CC2530电路图
因为数据采集板上的路由器作为数据传输的部件，其没有协调器那样进行复杂的数据处理，所以该板子上引用CC2530模块的引脚非常的少，只利用了其上的6个引脚。
数据采集板CC2530引用引脚，如表2-2所示：
表2-2 CC2530引用引脚
引脚类型描述
P0.4 I/O CC2530 P0.4
P0.7 I/O CC2530 P0.7
P1.4 I/O CC2530 P1.4
GND 地接地
RST 复位低电平大于5ms
有效
VCC 电源 2.0V-3.3V DC
2.3.2.2 DHT11电路
图2.11 温湿度传感器电路
DHT11是一款数字温湿度传感器，因该传感器应用专用的温湿度传感技术与数字模块采集技术，因此DHT11传感器具有稳定性强和非常高的可靠性。除此之外，DHT11还有高度集成化、低功耗、抗干扰强、性价比高等优点。DHT11测量范围:湿度20-90%RH，温度0-50℃；测量精度：湿度+-5%RH，温度+-2℃；正常工作电压为直流3.0-5.5V[7]。DHT11电路图如图2.11所示。
DHT11采用4引脚安装，但在该设计中只利用了其中的三个引脚：1pin为VDD 供电3.0-5.5VDC，2pin为DATA串行数据，3pinGND接地。DATA串行数据接口为单线双向设置[7]，DATA用于MCU与DHT11间的通信，采用总线数据格式，单次通信世界为4ms。
DHT11的内部结构如图2.12，其内部包括了一个电阻式感湿原件与一个NTC测温原件，并连接一个微型处理器。OTP是一种微处理器内存，该内存中存储以程序形式存储的校准系数。得益于制造工艺的进步，DHT11采用模块化设计，集成化程度比较高，很大程度上减小了应用电路的复杂程度与体积。
图2.12 DHT11内部原理图
2.3.2.3稳压电路
图2.13 稳压电路
稳压电路如图2.13所示，稳压电路采用的是一个AS1117芯片，该芯片采用三脚封装，为整个主板提供3.3V的稳定电压值，同样具有过流与过热保护功能，为整个数据采集板块的稳定工作做出贡献。
2.4 软件设计
本次针对CC2530采用IAR公司的C编译器IAR Embedded Workbench 进行程序的编写，采用的协议栈为德州仪器公司ZStack-CC2530 -2.5.1 - 1.4.0。上电之后设备初始化，温湿度模块开始工作，加入数据采集模块，并把采集到的温湿度数据传输给ZigBee模块，ZigBee加入网络之后数据通过无线传输到控制器模块，最终在液晶显示屏上显示。
2.4.1 程序框图
所有设备上电初始化，ZigBee模块（协调器与路由器）开始建立通信形成网络；当建立网络之后，协调器把从温湿度传感器获得的相关数据通过网络无线传输到路由器；路由器接收到数据，经过CPU综合处理之后，就可以在LCD液晶显示屏上显示出来。
总体程序流程图如图2.14所示：
图2.14 程序框图
2.4.2 程序详解
2.4.2.1自组网络建立过程
当ZigBee数据采集模块（协调器）完成初始化之后，周期性的在一个合适的信道中发送请求包；当控制器模块（路由器）扫描到协调器发送的请求包之后，也会周期性的发送请求包来回复协调器；协调器接收到路由器的请求包之后再发送一个包含自己MAC地址的包；路由器接收包含协调器MAC地址的包之后就将协调器的MAC 地址保存；路由器再向协调器发送一个数据包寻求加入网络，收到协调器的确认包之后紧接着发送一个请求网络地址的请求包；协调器接收到路由器网络地址请求包后就获得一个唯一的网络短地址，然后向路由器发送这个短网络地址，路由器获去了网络地址整个网络就已经建立了[8]，各节点直接就可以进行通信了。
1）初始化：
int main( void )
{
osal_int_disable( INTS_ALL );//关闭所有中断
HAL_BOARD_INIT();//初始化时钟
zmain_vdd_check();//检查电压，确保电压足以支撑系统运行
InitBoard( OB_COLD );//初始化LED
HalDriverInit(); //初始化硬件模块
osal_nv_init( NULL );//初始化存储器
ZMacInit();//MAC层
zmain_ext_addr();//形成MAC地址
osal_init_system();//操作系统
上电设备初始化开始，关闭所有中断，不执行任何中断请求；然后系统检查各个硬件设备和相关参数；最终获取MAC地址，初始化操作系统，完成整个系统的初始化。2）网络建立：
if ( zgDeviceLogicalType == ZG_DEVICETYPE_COORDINATOR ) //当启动的设备是一个协调器时
{
devStartMode = MODE_HARD;
ZDO_Config_Node_Descriptor.LogicalType= NODETYPE_COORDINATOR;
}
if ( devState == DEV_COORD_STARTING )
{
devState = DEV_ZB_COORD; //网络形成
}
osal_pwrmgr_device( PWRMGR_ALWAYS_ON );
osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_STATE_CHANGE_EVT );
设备初始化之后，如果整个系统中有协调器启动的话，就开始向网络层请求形成一个网络。网络建立后，如果检测到路由器的信号，路由器就可以加入到该网络之中，完成网络建立，各节点即可通信。
3）温湿度数据获取：
DHT11(); //获取温湿度
temp[0] ='C'; //将温湿度获取的数据转换成字符串,供LCD显示
temp[1] = wendu_shi+0x30; //温度十位数据
temp[2] = wendu_ge+0x30;//温度个位上的数据
基于单片机的温湿度控制系统设计
理工类大学本科毕业设计论文 基于单片机的温湿度控制系统 目录 摘要 (2) 1、绪论 (2) 1.1课题背景 (2) 1.2立题的目的和意义 (2) 1.3植被栽培技术 (2) 温室环境的调节 (3) 1.4本系统主要研究内容 (3) 2 、系统总体分析与设计 (3) 2.1系统功能及系统的组成和工作原理 (3) 2.1.1.总体方案 (3) 2.1.2. 实施措施 (3) 2.1.3.硬件系统设计 (4) 主机与主要部件的选择： (4) 2.2温湿度采样与控制系统 (4) 2.2.1.温湿度采样系统 (5) 2.2.2.温湿度控制系统 (5) 2.3键盘显示系统 (5) 2.4报警系统 (7) 2.5硬件电路设计 (7) 2.5.1. 系统硬件配置 (7) 2.5.2. 主要组件简介 (7) 3 软件系统设计 (10) 3.1系统初始化模块 (10) 3.2键盘显示模块 (11) 3.3采样转换模块 (11) 3.4温湿度控制模块 (12) 3.5报警模块 (13) 4 硬件调试方案 (14) 4.1硬件电路的调试 (14) 4.2功能模块的调试方案 (15) 结论 (15) 致谢 (16) 参考文献 (16) 附录： (18)
基于单片机的温湿度控制系统设计 摘要 本文利用8051单片机设计一个温室的温湿度控制系统，对给定的温湿度进行控制并实时显示，其中温湿度信号各有四路，系统采用一定的算法对信号处理以确定采取某种控制手段，在本系统中采用温度优先模式，循环处理。 关键字：89C51 8729键盘显示 LCD显示 ADC0809 1、绪论 1.1 课题背景 改革开放以来，人们对生活质量要求显著提高，对美丽的植被和花卉的需求量也急剧上升，这对以种植植被为生计的园林工人是一个机遇，同时也对传统的手工植被种植是一个挑战，而基于单片机的温湿度控制系统对解决这些问题有着非常重大的意义。 前种植植被一般都用温室栽培，为了充分的利用好温室栽培这一高效技术，就必需有一套科学的，先进的管理方法，用以对不同种类植被生长的各个时期所需的温度及湿度等进行实时的监控。温湿度控制对于单片机的应用具有一定的实际意义，它代表了一类自动控制的方法。而且其应用十分广泛。 1.2 立题的目的和意义 8051单片机是常用于控制的芯片，在智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面取得了令人瞩目的成果，用其作为温湿度控制系统的实例也很多。使用8051单片机能够实现温湿度全程的自动控制，而且8051单片机易于学习、掌握，性价比高。 使用8051型单片机设计温湿度控制系统，可以及时、精确的反映室内的温度以及湿度的变化。完成诸如升温到特定温度、降温到特定温度、在温度上下限范围内保持恒温等多种控制方式，在湿度控制方面也是如此。将此系统应用到温室当中无疑为植被的生长提供了更加适宜的环境。 1.3 植被栽培技术 植被“设施栽培”，即“保护地栽培”。它是指在某种类型的保护设施内（如阳畦、温室、大棚等），人为地创造适宜植被生长发育的最佳环境条件，在不同季节内，尤其是不利于植被生长的季节内进行植被栽培的一种措施[1]。设施栽培是人类利用自然、改造自然的一种创造。由于设施内的条件是可以人为控制的，使得植被调节的周年生产得以实现。玻璃温室和塑料薄
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温湿度计的测量方法和技术指标 温湿度计湿度定义：在计量法中规定,湿度定义为”物象状态的量”。蒸汽流量计说:日常生活中所指的湿度为相对湿度，用RH%表示。总言之，即气体中（通常为空气中）所含水蒸气量（水蒸气压）与其空气相同情况下饱和水蒸气量（饱和水蒸气压）的百分比。湿度很久以前就与生活存在着密切的关系,但用数量来进行表示较为困难。对湿度的表示方法有绝对湿度、相对湿度、露点、湿气与干气的比值（重量或体积）等等。湿度计分类:按测量方法分类1.干湿球湿度计;2.露点湿度计;3.毛发湿度计4.库伦湿度计;5.电化学湿度计;6.光学型湿度计 湿度测量方法：温湿度计湿度测量从原理上划分有二、三十种之多。但湿度测量始终是世界计量领域中著名的难题之一。一个看似简单的量值，深究起来，涉及相当复杂的物理-化学理论分析和计算，初涉者可能会忽略在湿度测量中必需注意的许多因素，因而影响传感器的合理使用。蒸汽流量计说:常见的湿度测量方法有：动态法（双压法、双温法、分流法），静态法（饱和盐法、硫酸法），露点法，干湿球法和电子式传感器法。①双压法、双温法是基于热力学P、V、T 平衡原理，平衡时间较长，分流法是基于绝对湿气和绝对干空气的精确混合。由于采用了现代测控手段，这些设备可以做得相当精密，却因设备复杂，昂贵，运作费时费工，主要作为标准计量之用，其测量精度可达 ±2%RH 以上。②静态法中的饱和盐法，是湿度测量中最常见的方法，简单易行。但饱和盐法对液、气两相的平衡要求很严，对环境温度的稳定要求较高。用起来要求等很长时间去平衡，低湿点要求更长。特别在室内湿度和瓶内湿度差值较大时，每次开启都需要平衡6~8 小时。③露点法是测量湿空气达到饱和时的温度，是热力学的直接结果，准确度高，测量范围宽。
基于单片机的温湿度测量仪设计
单片机课程设计报告 题目：基于单片机的温湿度仪表设计 班级：智能科学与技术1201班
学生姓名：文波 学号：120407130 指导教师：朱建光 成绩： 工业大学 摘要 温度和湿度是两个最基本的环境参数，人们生活与温湿度息息相关。在日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域，经常需要对环境温度和湿度进行测量和控制。准确测量温湿度在生物制药食品加工、造纸等行业更是至关重要。因此，研究温湿度的测量方法和装置具有重要的意义。 随着科技的不断发展，单片机技术已经普及到我们的工作、生活、科研等各个领域。已经成为一种比较成熟的技术。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便等优点，目前已经渗透到我们工作和生活的方方面面。 本设计STC89C52为主要控制器件，以DHT11为数字温度传感器的新型数字温湿度计。本设计主要包括硬件电路的设计和系统软件的设计。
目录 第一章目标及主要任务 (3) 第二章硬件设计 (3) 2.1系统设计方案 (3) 2.2 STC89C52介绍 (4) 2.3 DHT11数字传感器介绍 (5) 2.4电路设计 (7) 第三章软件设计 (11) 3.1 系统软件主程序流程 (11) 3.2 DHT11数据采集流程 (13) 第四章结论与调试 (13)
附录（程序清单） (14) 参考文献 (22) 第一章目标及主要任务 在本次课程设计中，为实现对温湿度的检测与显示，主要利用以STC89C52为核心构架硬件电路，DHT11温湿度传感器采集环境温度及湿度信息(温度检测围：0℃至+50℃。测量精度：2℃.；湿度检测围：20%-90%RH检测精度：5%RH)，数码管直接显示温度和湿度(显示方式：温度：两位显示；湿度：两位显示)；同时利用C语言编程实现温湿度信息的显示功能。 扩展功能：可设置温湿度报警值，温湿度超过设置的响应报警值，会发出报警信号。 第二章硬件设计 2.1 系统设计方案
温湿度检测系统
DH11数字温湿度测量系统设计 1.1.1项目背景介绍 随着单片机和传感技术的迅速发展，自动检测领域发生了巨大变化，本文参考了一种基于单片机并采用数字化单总线技术的温度测控系统应用于仓库车间的的设计方案，根据实用者提出的问题进行了改进，提出了一种新的设计方案,在单总线上传输数字信号。即采用DHT11温湿度传感器解决传输模拟量误差大的问题，以及采用高技术的无线收发模块来代替之前大量的电缆，具有更好的经济与实用价值。 1.1.1功能要求 采用8051单片机和DHT11传感器设计一个数字温-湿度测量系统，温湿度测量范围为-20~100℃相对湿度测量范围为0~100%，采用LED数码管显示器，同时二极管作为工作正常指示灯和出错指示灯。 1.1.2 硬件电路设计 图1.1温湿度检测原理示意图 DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式存在OTP内存中，传感器内部在检测型号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，使其成为给类应用甚至最为苛刻的应用场合的
最佳选择。产品为4针单排引脚封装，连接方便。 技术参数 供电电压： 3.3~5.5V DC 输出：单总线数字信号 测量范围：湿度20-90%RH，温度0~50℃ 测量精度：湿度+-5%RH，温度+-2℃ 分辨率：湿度1%RH，温度1℃ 互换性：可完全互换， 长期稳定性：<±1%RH/年 图1.2DH11通讯过程 图1.3部分硬件
基于单片机的温湿度控制系统设计
基于单片机的温湿度控制系统 目录 摘要 (2) 1、绪论 (2) 1.1课题背景 (2) 1.2立题的目的和意义 (2) 1.3植被栽培技术 (2) 温室环境的调节 (3) 1.4本系统主要研究内容 (3) 2 、系统总体分析与设计 (3) 2.1系统功能及系统的组成和工作原理 (3) 2.1.1.总体方案 (3) 2.1.2. 实施措施 (3) 2.1.3.硬件系统设计 (4) 主机与主要部件的选择： (4) 2.2温湿度采样与控制系统 (4) 2.2.1.温湿度采样系统 (5) 2.2.2.温湿度控制系统 (5) 2.3键盘显示系统 (5) 2.4报警系统 (7) 2.5硬件电路设计 (7) 2.5.1. 系统硬件配置 (7) 2.5.2. 主要组件简介 (7) 3 软件系统设计 (10) 3.1系统初始化模块 (10) 3.2键盘显示模块 (11) 3.3采样转换模块 (11) 3.4温湿度控制模块 (12) 3.5报警模块 (13) 4 硬件调试方案 (14) 4.1硬件电路的调试 (14) 4.2功能模块的调试方案 (15) 结论 (15) 致谢 (16) 参考文献 (16) 附录： (18)
基于单片机的温湿度控制系统设计 摘要 本文利用8051单片机设计一个温室的温湿度控制系统，对给定的温湿度进行控制并实时显示，其中温湿度信号各有四路，系统采用一定的算法对信号处理以确定采取某种控制手段，在本系统中采用温度优先模式，循环处理。 关键字：89C51 8729键盘显示 LCD显示 ADC0809 1、绪论 1.1 课题背景 改革开放以来，人们对生活质量要求显著提高，对美丽的植被和花卉的需求量也急剧上升，这对以种植植被为生计的园林工人是一个机遇，同时也对传统的手工植被种植是一个挑战，而基于单片机的温湿度控制系统对解决这些问题有着非常重大的意义。 前种植植被一般都用温室栽培，为了充分的利用好温室栽培这一高效技术，就必需有一套科学的，先进的管理方法，用以对不同种类植被生长的各个时期所需的温度及湿度等进行实时的监控。温湿度控制对于单片机的应用具有一定的实际意义，它代表了一类自动控制的方法。而且其应用十分广泛。 1.2 立题的目的和意义 8051单片机是常用于控制的芯片，在智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面取得了令人瞩目的成果，用其作为温湿度控制系统的实例也很多。使用8051单片机能够实现温湿度全程的自动控制，而且8051单片机易于学习、掌握，性价比高。 使用8051型单片机设计温湿度控制系统，可以及时、精确的反映室内的温度以及湿度的变化。完成诸如升温到特定温度、降温到特定温度、在温度上下限范围内保持恒温等多种控制方式，在湿度控制方面也是如此。将此系统应用到温室当中无疑为植被的生长提供了更加适宜的环境。 1.3 植被栽培技术 植被“设施栽培”，即“保护地栽培”。它是指在某种类型的保护设施内（如阳畦、温室、大棚等），人为地创造适宜植被生长发育的最佳环境条件，在不同季节内，尤其是不利于植被生长的季节内进行植被栽培的一种措施[1]。设施栽培是人类利用自然、改造自然的一种创造。由于设施内的条件是可以人为控制的，使得植被调节的周年生产得以实现。玻璃温室和塑料薄
基于单片机AT89C51下蔬菜大棚温湿度测控系统毕业设计
蔬菜大棚温湿度测控系统设计 摘要 温室大棚是设施农业的重要组成部分，大棚测控系统是实现大棚自动化、科学化的基本保证。通过对监测数据的分析，结合作物生长规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。计算机应用技术的发展，也使得用计算机控制的方面也涉及到各个领域，其中在大棚内用单片机控制温度、湿度是应用于实践的主要方面之一。 对于蔬菜大棚来说，最重要的一个管理因素是温度和湿度等控制。本设计是一个专门为温室大棚温湿度测量控制而设计的系统。通过对系统的硬件部分和软件部分设计来达到监控要求。硬件部分实现了对温湿度传感器模块、显示模块、控制模块的设计；软件部分主要根据系统的设计思想设计出了主程序和子程序流程图，并通过程序实现。在系统设计过程中充分考虑到性价比，选用价格低、性能稳定的元器件。通过实践证明，系统具有性能好、操作方便等优点，能实现对温湿度等的显示、调节和控制。系统在其它领域还具有一定的推广价值。 关键词：大棚，温度，湿度，传感器
The Design of Greenhouse Temperature and Humidity Control System ABSTRACT Greenhouse is an important component of protected agriculture. Measuring and controlling systen is the basis of the management automation in the greenhouse. With the growth rules analyzing measurement data and controlling circumstance condition. It makes greenhouse better, and more productive and high quality. With the development of computer application technology, the computer-controlled areas are also involved, the plastic temperature using SCM and humidity is one of the main aspects used in practice. For vegetable shed speaking, one of the most important management factor is the temperature and humidity control. The thesis is about an intelligent system designed for controlling the temperature and humidity of a greenhouse. It can meet the demand of monitoring through the design of hardware and that of software in details. The former is more important in this dissertation, including the introduction of sensor of measuring temperature and humidity, demonstrating mode of data, the mode of control and the connecting part of the changing column. And according to the design thoughts the latter shows the flow chart of the main program and the subprogram, realized by program. This thesis choose the decices as full consideration of the ration between prformance and cost as possible. The system adopts quite a new integrated circuit, which makes it function better and run more conveniently when put into practice. Furthermore, not only can it achieve the goals of manifesting and regulating the temperature, but also it can be controlled. And it has much of value to apply and popularize in other fields. KEY WORDS:Vegetable, Temperature, Humidity, Sensor
温湿度检测系统
郑州轻工业大学 实训报告 实训名称：嵌入式软件工程实践 姓名： 院（系）： 专业班级： 学号： 指导教师： 实习时间：
一、实训目的 （一）实习目的 本实训课程是针对嵌入式软件专业学生专门设计的，通过本课程设置的几个嵌入式综合项目的系统学习，可以使学生由浅入深的对嵌入式Linux系统进行全面学习，能够独立胜任嵌入式Linux应用开发、系统开发、驱动开发等多方面工作，并注重敬业团队精神培养。 1）增强学生的理论联系实际的能力 2）通过实训了解企业项目开发流程和学习新技术的方法 3）通过实训项目了解企业项目开发过程中文档的整理方法和问题的分析方法 4）通过实训项目加强学生对基础课程的运用能力，使其认识到基础知识的重要性5）通过实训争强学生对本专业和未来工作岗位的理解，端正心态，明确就业目标6）通过实训争强学生的编程技能，培养其良好的编码风格和编码习惯 （二）方法 本实训课程安排在学校实验室统一进行实训，学生上机独立完成规定实训项目。 （三）任务 要求每位同学独立完成实训题目的编程、调试、优化与测试，并交付使用。要求强化编程思维、编程能力和代码优化的能力，撰写《实训报告》（含：需求分析、总体设计、算法分析及设计中遇到的主要问题和解决方法，设计中尚存的不足与心得体会）。上交完成的所有源程序及相关文件。
信模块 第三周实现创建阿里云产品和设备，并A9开 发板链接阿里云 第四周实现Android获取阿里云端数据 三、实训报告 3.1 项目名称 项目名称：嵌入式远程监测 3.1.1 实训内容 1、嵌入式远程监测与语音控制系统包括智能网关（A9内核，Linux Ubuntu操作系统）1个，无线通信节点1个，包含常用的物联网传感器DHT11，STM32开发板，A9开发板。 2、系统每个节点都采用ARM Cortex-M3架构的MCU，可以外接多种传感器以及控制设备。 3、同时把传感器的数据以及控制设备的状态在2.8寸LCD屏上进行显示。 4、节点通过NRF24L01无线通信模块，把节点的数据传输到网关。 5、网关再把数据传输到云服务器。 3.1.2 实训过程及相关结果 一、采用STM32F103ZE为硬件开发平台，裸板开发驱动程序： 1)关于STM32开发板的介绍 核心处理器：STM32F103ZET6、主频：72MHZ、引脚：144、GPIO口的管脚个数112
仓库温湿度控制系统设计
仓库温湿度控制系统 姓名 学号 专业班级 提交日期
目录 摘要 (2) 1 仓库温湿度控制系统设计任务和性能指标 (3) 1.1 设计任务 (3) 1.2 性能指标 (3) 2 系统总体设计........ .. (3) 3 硬件设计 (4) 3.1 单片机最小系统 (4) 3.2 LCD1602显示模块 (5) 3.3 温湿度传感器模块 (6) 3.3.1 SHT10温湿度传感器的介绍 (6) 3.3.2 SHT10与单片机的接口电路 (7) 3.4 报警模块 (7) 3.4 按键模块 (8) 3.4 控制模块 (8) 4 软件设计 (9) 4.1 主程序流程图 (9) 4.2SHT10子程序流程图 (10) 4.3 LCD1602子程序流程图 (10) 4.4 输出控制子程序流程图 (11) 4.5键盘扫描子程序流程图 (11) 5仿真与调试 (12) 5.1 调试环境 (12) 5.2不足与优化 (13) 6 总结 (13) 7 参考文献 (13) 附件1系统仿真图 (14)
摘要 防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的重要内容，是衡量仓库管理质量的重要指标。它直接影响到储备物资的使用寿命和工作可靠性。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强仓库内温度与湿度的监测工作。 传统的方法是用湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。为解决这种传统温湿度检测主要以人为基础、依靠人工轮流值班,人工巡回查看等方式来测量和记录环境状况信息的模式,避免许多由人为因素造成的重大事故,解决效率低下不利于人才充分利用的问题,让测量更具有科学性,本设计提供了一套更方便和精确度更高的测控系统。 本设计是基于AT89C52单片机的仓库温湿度自动控制系统，采用SHT10作为温湿度传感器，LCD1602液晶屏进行显示。SHT10使用类似于I2C总线的时序与单片机进行通信，因为它高度集成，已经包括A/D转换电路，所以使用方便，而且准确、耐用。LCD1602能够分两行显示数据，第一行显示温度，第二行显示湿度。这个控制系统能够测量仓库中的温度和湿度，并将其显示在液晶屏LCD1602上，同时将其与设定值进行对比，如果超出上下限，将进行报警并通过串口向PC端发送信息以及启动温湿度调节设备。此外，还可以通过独立式键盘对设定的温湿度的上下限数值进行修改。经过整机调试，实现了仓库温湿度控制的模拟。
温室大棚温湿度测控系统设计毕业设计论文
温室大棚温湿度测控系统设计 [摘要]随着计算机应用技术的发展，用计算机控制的方面也涉及到各个领域，其中在塑料大棚内用单片机控制温度、湿度是应用于实践的主要方面之一。这对于农作物的生长发育有非常大的促进作用，它可以避免因为外面气候的剧烈变化对农作物造成的伤害，而使农作物能够在一个最适合它的温度、湿度的环境中生长发育，从而可以促进作物健康生长，抑制微生物的危害，提高产量，增加经济效益。本设计由AT89S52单片机，温度检测电路，湿度检测电路，控制系统，报警电路，采用LCD12864作为显示电路组成；温度检测和湿度检测采用DHT90温湿度传感器采集信息，将其采集到的数字信号传入AT89S52单片机，单片机通过比较输入温度与设定温度来控制风扇或电炉驱动电路，当棚内温度在设定范围内时，单片机不对风扇或电炉发出动作，实现了对大棚里植物生长温度及土壤和空气湿度的检测、监控，并能对超过正常温度、湿度范围的状况进行实时处理，使大棚环境得到了良好的控制。 该设计还具有对温度和湿度的显示功能，对大棚内环境温度和湿度的预设功能。 [关键词]温度检测、湿度检测、控制系统、报警系统
Design in Greenhouse Temperature and Humidity Monitoring System XX Tutor: xxx Abstract: With the development of computer application technology, the computer-controlled areas are also involved, including the plastic canopy temperature using SCM and humidity is one of the main aspects used in practice. This crop growth and development of a very large role in promoting, it could avoid severe climate change outside the damage to crops, Er Shi crops it can be one of the most suitable temperature and humidity of the environment, growth and development, which can promote healthy crop growth, inhibition of microbial hazards, increase productivity, increase economic benefits. The design by the AT89S52 microcontroller, temperature detection circuit, humidity detection circuit, control system, alarm circuit, as shown by LCD12864 circuit; temperature measurement and humidity detected by DHT90 temperature and humidity sensors to collect information, its collection to the digital signal incoming A T89S52 SCM, SCM by comparing the input temperature and set temperature to control fan or electric drive circuit, when the studio, the set temperature range, the microcontroller does not send fan or electric action, realized in the canopy and the plant growth and soil and air temperature humidity detection, monitoring, and can exceed the normal temperature and humidity range of state of real-time processing, so a good greenhouse environment control. The design also features display of temperature and humidity, ambient temperature and humidity of the shed by default. Key words: temperature testing, humidity testing, control system, alarm system.
基于单片机的温度测量系统设计(DOC)
基于STC单片机的温度测量系统的研究 摘要：本文针对现有温度测量方法线性度、灵敏度、抗振动性能较差的不足，提出了一种基于STC单片机，采用Pt1000温度传感器，通过间接测量铂热电阻阻值来实现温度测量的方案。重点介绍了，铂热电阻测量温度的原理，基于STC实现铂热电阻阻值测量，牛顿迭代法计算温度，给出了部分硬件、软件的设计方法。实验验证，该系统测量精度高，线性好，具有较强的实时性和可靠性，具有一定的工程价值。 关键词：STC单片机、Pt1000温度传感器、温度测量、铂热电阻阻值、牛顿迭代法。 Study of Temperature Measurement System based on STC single chip computer Zhang Yapeng,Wang Xiangting,Xu Enchun,Wei Maolin Abstract:A method to achieve temperature Measurement by the Indirect Measurement the resistance of platinum thermistor is proposed. It is realized by the single chip computer STC with Pt1000temperature sensor.The shortcomings of available methods whose Linearity, Sensitivity, and vibration resistance are worse are overcame by the proposed method. This paper emphasizes on the following aspects:the principle of temperature measurement by using platinum thermistor , the measurement of platinum thermistor’s resistance based on STC single chip computer, the calculating temperature by Newton Iteration Method. Parts of hardware and software are given. The experimental results demonstrate that the precision and linearity of the method is superior. It is also superior in real-time character and reliability and has a certain value in engineering application. Keywords: STC single chip computer，Pt1000temperature sensor，platinum thermistor’s resistance，Newton Iteration Method 0 引言 精密化学、生物医药、精细化工、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高，而温度控制的核心正是温度测量。 目前在国内，应用最广泛的测温方法有热电偶测温、集成式温度传感器、热敏电阻测温、铂热电阻测温四种方法。 (1) 热电偶的温度测量范围较广，结构简单，但是它的电动势小，灵敏度较差，误差较大，实际使用时必须加冷端补偿，使用不方便。 (2) 集成式温度传感器是新一代的温度传感器，具有体积小、重量轻、线性度好、性能稳定等优点，适于远距离测量和传输。但由于价格相对较为昂贵，在国内测温领域的应用还不是很广泛。 (3) 热敏电阻具有灵敏度高、功耗低、价格低廉等优点，但其阻值与温度变化成非线性关系，在测量精度较高的场合必须进行非线性处理，给计算带来不便，此外元件的稳定性以及互换性较差，从而使它的应用范围较小。 （4）铂热电阻具有输出电势大、线性度好、灵敏度高、抗振性能好等优点。虽然它 的价格相对于热敏电阻要高一些，但它的综合性能指标确是最好的。而且它在0~200°C范
温湿度检测控制系统
1 前言 温度和湿度的检测和控制是许多行业的重要工作之一，不论是货品仓库、生产车间，都需要有规定的温度和湿度，然而温度和湿度却是最不易保障的指标，针对这一情况，研制可靠且实用的温度和湿度检测与控制系统就显得非常重要。 温湿度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用。在生产中，温湿度的高低对产品的质量影响很大。由于温湿度的检测控制不当，可能使我们导致无法估计的经济损失。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强生产车间温度与湿度的监测工作，但传统的方法过于粗糙，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。目前，在低温条件下(通常指100℃以下)，温湿度的测量已经相对成熟。利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发。但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、学习、生活提供更好的更方便的设施就需要从数字单片机技术入手，一切向着数字化，智能化控制方向发展。 对于国外对温湿度检测的研究，从复杂模拟量检测到现在的数字智能化检测越发的成熟，随着科技的进步，现在的对于温湿度研究，检测系统向着智能化、小型化、低功耗的方向发展。在发展过程中，以单片机为核心的温湿度控制系统发展为体积小、操作简单、量程宽、性能稳定、测量精度高，等诸多优点在生产生活的各个方面实现着至关重要的作用。 温湿度传感器除电阻式、电容式湿敏元件之外，还有电解质离子型湿敏元件、重量型湿敏元件（利用感湿膜重量的变化来改变振荡频率）、光强型湿敏元件、声表面波湿敏元件等。湿敏元件的线性度及抗污染性差，在检测环境湿度时，湿敏元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。 2002年Sensiron公司在世界上率先研制成功SHT10型智能化温度/温度传感器，体积与火柴头相近。它们不仅能准确测量相对温度，还能测量温度和露点。测量相对温度的围是0～100%，分辨力达0.03%RH，最高精度为±2%RH。测量温度的围是-40℃～
基于单片机的室内温湿度监测控制系统设计
基于单片机的室内温湿度监测控制系统设计 12物联网 12030835 周春燕 一、课题设计方案 研究设计的基本内容和观点： 温度检测控制：对室内温度进行测量，并通过升温或降温达到最佳温度。 湿度检测控制：对室内湿度进行测量，并通过喷雾或去湿达到最佳湿度。 控制处理：当温度、湿度越限时声光报警，根据报警信号提示采取一定手段自动控制。 显示：1602 LCD显示相应的温湿度。 本系统所要完成的任务： 1.人性化的设计。根据人体的生活需求，把温湿度值控制在一定的范围内。 2.能够实时、准确的显示采样温度值与湿度值。 3.通过采集温度及湿度值，准确的判断标准值与当前值之间的差异，及时的启动报警装置（包括警报灯的提示功能以及提示音等）进行报警，并采取相应的控制方案。 二、系统总体设计 2.1系统功能设计 系统要完成的设计功能是： 2.1.1 实现对室内温湿度参数的实时采集，测量空间的温度和湿度，由单片机对采集的温湿度值进行循环检测、数据处理、显示，实现温湿度的智能检测。 2.1.2 实现超越数据的及时报警，并启动控制系统，实现恒温的目的。 2.1.3 现场检测设备应具有较高的灵敏度、可靠性、抗干扰能力。 要求达到的技术指标： 测温范围： 0。C -60。C 测温精度：+0.5。C 测湿范围：0-100%RH 测湿精度：+2.5%RH 2.2系统的组成和工作原理
2.2.1系统的组成 以单片机为控制核心，采用温湿度测量，通信技术，控制技术等技术，以温湿度传感器作为测量元件，构成智能温湿度测量控制系统。可分为温湿度测量电路，显示电路，声光报警电路，温湿度控制电路，选用的主要器件有：AT89C51，温湿度传感器AM2301，1602LCD显示模块，降温装置风扇，升温装置加热器，増湿装置喷雾器，除潮装置除潮器，红绿LED灯，报警装置蜂鸣器等 2.2.2系统的工作原理 本系统以单片机Atmel89C51为核心，数据采集、传输、显示、报警都要通过单片机。数据采集通过单总线的智能数字温湿度传感器AM2301完成；通过单片机把采集的数据显示在1602LCD上；当采集的数据超出给定范围时，有蜂鸣器实时报警，并显示红灯提示，并进行相应的控制处理。在整个系统中采用了AM2301单总线技术，单片机采用C语言编程。 ·室内温湿度控制系统是以89C51单片机作为中央控制装置，风扇，加热设备，加湿设备，排潮设备等 ·89C51作为中央控制装置，负责中心运算和控制，协调系统各个模块的工作。 ·风扇：负责系统的降温工作。 ·加热设备：负责系统的加热工作。 ·喷雾设备：负责系统的加湿工作。 ·排潮设备：负责系统的去湿工作。 ·双色灯，报警模块：负责系统的报警功能。如果当前的温度超过用户设定的界限值时系统将自动警，双色灯在单片机的控制下有规律的切换，同时报警模块发出报警声，通知用户采取相应的措施。 三、系统硬件设计 3.1 AT89C51单片机 MCS-51系列单片机主要包括基本型产品8031/8051/8751(对应的低功耗型80C31/80C51/87C51和增强型产品8032/8052/8752。虽然他们是8位的单片机，但是具有品种全、兼容性强性能价格比高等特点且软硬件应用设计资料丰富齐全，已为我国广大工程技术人员所熟悉和掌握。在20世纪80年代和90年代，MCS-51
无尘车间温湿度测试的必要性和方法
无尘车间温湿度测试的必要性和方法 无尘车间的温度和湿度控制对于无尘车间的运作来说也非常重要，人和净化介绍无尘车间温湿度控制的必要性和无尘车间温湿度测试的方法。 无尘室安全规范指出无尘室一般温度测试的测点，每个温度控制区或每个房间1个测点，测试点高度宜为工作面高度，测量时间应至少1H，并至少6min测量一次，读数稳定后做好记录。供应无尘车间内的温湿度应满足哪些条件的详细描述：无尘车间的温湿度主要是根据工艺要求来确定，但在满足工艺要求的条件下，应考虑到人的舒适度感。随着空气洁净度要求的提高，出现了工艺对温湿度的要求也越来越严的趋势。 具体工艺对温度的要求以后还要列举，但作为总的原则看，由于加工精度越来越精细，所以对温度波动范围的要求越来越小。例如在大规模集成电路生产的光刻曝光工艺中，作为掩膜板材料的玻璃与硅片的热膨胀系数的差要求越来越小。直径100 um的硅片，温度上升1度，就引起了0.24um线性膨胀，所以必须有±0.1度的恒温，同时要求湿度值一般较低，因为人出汗以后，对产品将有污染，特别是怕钠的半导体车间，这种无尘车间不宜超过25度。 无尘车间湿度过高产生的问题更多。相对湿度超过55%时，冷却水管壁上会结露，如果发生在精密装置或电路中，就会引起各种事故。相对湿度在50%时易生锈。 此外，无尘车间湿度太高时将通过空气中的水分子把硅片表面粘着的灰尘化学吸附在表面耐难以清除。相对湿度越高,粘附的难去掉，但当相对湿度低于30%时，又由于静电力的作用使粒子也容易吸附于表面，同时大量半导体器件容易发生击穿。对于硅片生产最佳温度范围为35—45%。 无尘车间室温的湿度测试是检验净化车间内部稳定性的一项重要工作，目的是确认空气处理设施的温度控制能力。无尘室湿度的测试通常采用通风干湿球湿度计、电容式湿度计、数字式湿度计、毛发式湿度仪器。 相对湿度测试的测点、测试频度和时间与温度测试时间相同，建议采用一同测试。 无尘车间的温湿度测试的要求：温度测试应在无尘车间进行调试，气流均匀性测试完成，无尘室功能温度测试，应将洁净工作区划分为等面积的栅格，每个
仓库温湿度监测系统毕业设计演示版.doc
仓库温湿度监测系统 摘要 在电子科技的快速发展的同时，诞生于集成电路技术的单片机系统应用越来越广泛。单片机的发展，促进了工业测控领域的发展，其中对于仓库温湿度的监测要求不断增高。那么，由原始的人工监测仓库温湿度方法已经慢慢发展到利用单片机实现自动监测。 本文主要介绍基于单片机的仓库温湿度监测的相关系统的硬件和软件设计内容。系统设计结构简单、实用，相比传统监测方法，在监测精度这一方面大幅度被提升，节省了人力物力与时间。 关键词：STC89C51单片机；温湿度；DS18B20；HS1101
Warehouse temperature and humidity monitoring system ABSTRACT With the development of electronic technology, with the development of very large scale integrated circuit technology and the birth of the single chip microcom puter application system is more and more widely.MCU development, promote the development in the field of industrial measurement and control, including for increasing monitoring requirement of temperature and humidity in the warehouse.So, from the original manual monitoring warehouse temperature and humidity using single chip computer to realize automatic monitoring has become possible.This paper mainly introduces the related warehouse temperature and humidity monitoring system based on single chip microcomputer hardware and software design of the content.System structure is simple and practical, and improves the measuring precision and efficiency. KEYWORD: STC89C51;Temperature and humidity；DS18B20；HS1101
温湿度智能测控系统
温湿度智能测控系统 发表时间：2019-05-05T16:38:45.070Z 来源：《电力设备》2018年第31期作者：王波 [导读] 摘要：本智能温湿度控制仪核心器件是STC90C516RD+单片机，利用机械按键来设定需要控制温湿度的范围，采用DHT11来采集外界实际的温湿度，并送给微处理器，微处理器经过数据处理并与理论值进行对比，若超出范围，让继电器来控制加湿器、加热器、抽湿器或制冷器的工作，从而改变当前环境温湿度值达到预期值，并将采集的结果通过LCD1602液晶显示器显示出来。 (上海宝冶集团有限公司安装工程公司上海 201900) 摘要：本智能温湿度控制仪核心器件是STC90C516RD+单片机，利用机械按键来设定需要控制温湿度的范围，采用DHT11来采集外界实际的温湿度，并送给微处理器，微处理器经过数据处理并与理论值进行对比，若超出范围，让继电器来控制加湿器、加热器、抽湿器或制冷器的工作，从而改变当前环境温湿度值达到预期值，并将采集的结果通过LCD1602液晶显示器显示出来。 关键词：STC90C516RD+单片机；DHT11；加湿器；抽湿器 前言 在工农业生产过程中，温度和湿度是一组关系着产品的质量、产量与提高能源利用率等指标的重要参数。因此，根据需求的特点合理设计温湿度控制系统是研究的一项重点。单片机以其成本低廉、技术成熟和扩展性强等诸多优点，被工业控制界广泛应用。但目前市场上常见温湿度控制方面的农业机械化产品大多只是简单的定值开关控制，存在着温湿度控制精度差，响应速度慢，温湿度不均匀等缺点。再者，控制精度高的温湿度试验设备往往价格昂贵，扩展性差以至推广困难。 1 系统方案设计 本设计以STC90C516RD+为主控芯片，利用DHT11数字温湿度传感器模块数据采集，将采集回来的数据，送给微控制器处理，并且发出相应命令对系统外围设备加以控制来调节环境的温湿程度，并在液晶显示器LCD1602直观的显示采集模块采集回来的温度和湿度数据，当前环境温度和湿度超出理论设定的标准时，通过蜂鸣器的报警和红色指示灯亮对用户进行提醒，方便于用户及时的通过手动控制或其他方式来干预环境，减少因为环境因素对生产或者贵重器具带来的伤害。 2 系统设计 2.1测量模块的设计 为了保证测量的准确性，采用数字温湿度传感器DHT11模块采集温度，是硬件电路设计更加简单，DHT11采集外界环境的温湿度值，并送给STC90C516RD+微控制器处理。 2.2控制模块的设计与实现 控制模块的整体结构主要由MCU、拨码开关、继电器、温湿控制模块、报警等五大部分。LS1为蜂鸣器报警电路，R和G分别是红灯和绿灯，D0控制加湿继电器、D1控制温湿继电器、D2控制加热继电器、D3控制制冷继电器。温湿度控制模块通过继电器的断开和闭合来对加热器、制冷器、加湿器、抽湿器和报警器进行控制通过按键设置好当前环境中最佳温湿度值，利用数字温湿度传感器模块DHT11来采集环境的实际温度和湿度的。每个继电器动作时，都有一个对应的LED灯点亮或熄灭，这样可以方便操作人员对执行设备的开关状态进行把握。报警电路则是当MCU接收到的测量温度或湿度超出了设定的温度和湿度范围的时候，将P0.4引脚置为高电平，触发报警蜂鸣器发出报警的信号。 2.3系统软件设计 通过按键设置好当前环境中最佳温湿度值，利用数字温湿度传感器模块DHT11来采集环境的实际温度和湿度的值，再把采集回来的实际温度和湿度的值送入微处理器，微处理器经过数据处理并与理论值进行对比。若实际的温度或湿度值超出了理论值的范围，智能温湿度控制仪将报警并且做会做出相应的调整，使当前环境的温湿度值回归并且保持在理论环境的温湿度值范围内，假如实际温湿度值在设定的范围之内，温湿度控制仪将继续监测实际环境温湿度值，不做出任何动作，直到发生异常。 3 机械式温湿度表检定过程中的相关问题 温湿度表工作原理机械式温湿度表包括干湿球式温湿度计和指针式温湿度表。其中干湿球式温湿度计由两支相同的普通温度计组成，一支用于测量温度，称干球温度计；另一支用纱布包住球部，纱布下端浸入蒸馏水中，称湿球温度计，空气中温度与干湿球温差存在某种函数关系，所以通过测量干球温度和湿球温度即可算出空气中的湿度。指针式温湿度表由温度部分和湿度部分组成，温度部分是根据两种不同金属在温度改变时膨胀程度不同的原理工作的，主要的元件是一个用两种或多种金属片叠压在一起组成的多层金属片，为提高测温灵敏度，通常将金属片制成螺旋卷形状。当多层金属片的温度改变时，各层金属膨胀或收缩量不等，使得螺旋卷卷起或松开。由于螺旋卷的一端固定而另一端同可以自由转动的指针相连，因此，当双金属片感受到温度变化时，指针即可在一圆形分度标尺上指示出温度。湿度部分是利用毛发、尼龙和聚酰亚胺等有机高分子材料的几何尺寸都会随着相对湿度的变化而变化这一特性，将上述材料制成线状、带状感湿原件或涂覆在弹性材料上卷成游丝状感湿原件，然后通过机械放大装置将由湿度变化引起的几何量变化用指针指示出来，从而直接指示相对湿度。 3.1HWS型（调温调湿法）温湿度检定箱的操作、使用中的问题 （1）首先，温湿度检定箱的操作者应是经过严格培训的检定人员，否则错误的操作会对检定箱造成损害。 （2）在日常使用过程中，应保证检定箱加湿器液位槽符合使用要求，液位槽液位过低会导致加湿器无法工作，甚至会导致循环泵的损坏。 （3）在使用标准通风干湿表作为标准器时，需定期更换标准器中的白色纱布条。纱布条使用时间长了，会被介质污染，影响测量准确度。有时在工作的时候湿度不准，当湿度降不下去时，①这时就要检查工作区下部夹层是否有积水，积水多了，湿气就会增大，②检查干气阀是否打开；当湿度升不上去时，①这时首先检查加湿器是否缺水，导致液位槽液位过低，②检查加湿管路内是否有积水，如有积水应打开排水开关排水，③检查湿气阀是否打开。 3.2干湿温度计上水纱布套问题 干湿温度计湿球的上水纱布套作为该类计量器具的重要配件，它的质量优劣、捆扎方式、使用时间长短等因素会直接影响湿球温度计的示值准确性。建议尽量使用标准纱布套。如要自行用纱布捆扎，那在捆扎制作纱布套时也要注意对感温泡的上下包裹位置以及保留适当