车间温湿度控制系统
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《车间温湿度控制系统》 车间温湿度控制系统》
设计者：淮南师范学院 08自动化（1）班第七 08自动化（1 组 课题组成员：王威、王洋洋、 唐琦、陈浩、曹凤晓
一、项目背景
1.许多工厂车间环境对温度和湿度要求很高 2.温度过高、过低，湿气过重都对工人身体健 康不利，工人需要一个舒适的工作环境 3.由于人为控制比较麻烦，因此设计一套对车 3. 间的温度和湿度自动控制的系统有很大的意 义
•
核心模块由单片机STC89C52、电源电路、 核心模块由单片机STC89C52、电源电路、晶振 STC89C52 电路、复位电路、 构成。 电路、复位电路、 串口通信电路 构成。
b.核心模块 b.核心模块
最 小 系 统 的 PCB PCB 图
放大器ULN2003、温湿度传感器AM2301、 放大器ULN2003、温湿度传感器AM2301、 LCD602液晶显示器、报警器 LCD602液晶显示器、报警器
选中需要设置 的位置
按加键
按减键
选中项值加一
选中项值减一
按下设置键
核心程序
void main() //主函数 主函数 { uchar i; init(); aa=1; bb=1; while(1) { keyscan(); if(flag2==0) { RH(); SRH=h_b3(U8RH_data_H,U8RH_data_L); T= h_b3(U8T_data_H,U8T_data_L); distemp(0,T); distemp1(0x40+0,SRH); if(T<TL*10)
下限 温度
15 15 15 15 15 15 20 20 20 20
实时温 实时湿 热风机 状态 度 度
20.2 14.8 29 26.9 29 14 22 33 19 25
冷风机 状态 不工作 不工作 工作 不工作 工作 不工作 不工作 工作 不工作 不工作
抽湿机 状态 不工作 不工作 工作 工作 工作 不工作 不工作 不工作 不工作 工作
1.系统示意图 1.系统示意图
显示模块 采集模块 (AM2301)
(LCD1602)
核心模块
驱动模块
晶 振 电 路
复 单 位 片 电 机 路
供 电 电 路
串 口 电 路
冷 风 机
热 风 机
抽 湿 机
蜂 鸣 器
2.系统模块介绍 2.系统模块介绍
系统模块组成： 系统模块组成： a.采集模块 a.采集模块 b.核心模块 b.核心模块 c.显示模块 c.显示模块 d.驱动模块 d.驱动模块 核 显示模块 心 采集模块 模 块 驱动模块
温 湿 度 控 制 系 统 PCB PCB 图
核心模块实物图
串口
MAX232
复位 键 单片机
STC89C52单片机 STC89C52单片机
是一种低功耗、高性能的8位单片机， STC89C52 是一种低功耗、高性能的8位单片机， 片内具有一个4 字节的可编程Flas 只读存储器。 Flash 片内具有一个4K字节的可编程Flash只读存储器。
a.采集模块 a.采集模块
实物图
AM2301
数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出温 湿度复合传感器,传感器括一个电容式感湿元件和一 传感器括一个电容式感湿元件和一NTC 湿度复合传感器 传感器括一个电容式感湿元件和一 测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接 位单片机相连接。 测温元件，并与一个高性能 位单片机相连接。单总线 串行接口，使系统集成变得简易快捷。 串行接口，使系统集成变得简易快捷。
单片机实物图
晶振电路
晶振是能够输出稳定的震荡周期，震荡频率 晶振是能够输出稳定的震荡周期， 11.0592MHz。 为11.0592MHz。晶振的作用是为系统提供基本 的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振， 的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便 于各部分保持同步。 于各部分保持同步。
复位电路
三、设计方案
通过温湿度传感器AM2301采集温湿度数据信号 通过温湿度传感器AM2301采集温湿度数据信号 AM2301 传送到单片机STC89C52RC STC89C52RC， 传送到单片机STC89C52RC，单片机判断是否超过 设定值范围内并同时在LCD1602 LCD1602上显示实时温湿度 设定值范围内并同时在LCD1602上显示实时温湿度 和设定范围。 和设定范围。 a.当温度高于上限温度时 蜂鸣器报警， 当温度高于上限温度时， a.当温度高于上限温度时，蜂鸣器报警，继电 器控制电机运转使冷风机工作，降低环境温度； 器控制电机运转使冷风机工作，降低环境温度； 当温度低于下限温度时，蜂鸣器报警， 当温度低于下限温度时，蜂鸣器报警，继电器控 制电机运转使热风机工作，升高环境温度； 制电机运转使热风机工作，升高环境温度；当温 度在控制范围之内则电机不运转。 度在控制范围之内则电机不运转。 b.当湿度高于设定值时 蜂鸣器报警， 当湿度高于设定值时， b.当湿度高于设定值时，蜂鸣器报警，继电器 控制电机运转使抽湿机工作， 控制电机运转使抽湿机工作，使车间湿度保持在 设定范围内。 设定范围内。
驱动模块实物图
3.核心算法 3.核心算法
开始
控制流程
接受信号
温湿度
热风机
冷风机
抽湿机
显示
是否调节
程序流程图
开始 复位 开始
否 是 按键按下
进入调节
写字节 初始化 读位 显示实时信号 读字节 冷 风 温度转换 机 工 作 温度 热 风 机 工 作 抽 蜂 湿 鸣 机 器 工 工 作 作
按下设置键
是否正 常 正常 正常 正常 正常 正常 正常 正常 正常 正常 正常
75%RH 40%RH 90%RH 80%RH 97%RH 43%RH 56%RH 70%RH 58%RH 98%RH
不工作 工作 不工作 不工作 不工作 工作 不工作 不工作 工作 不工作
5.应用前景 5.应用前景
文物保存
种植大棚
工人需要一个舒适的工作环境
二、用户需求
当温度高于设定值的 最大值
冷风机工作 冷风机工作
工作
热风机工作
当湿度超出设定值 的范围
抽湿机工作 抽湿机工作
详细用户需求
1）用温湿度传感器检测实时温湿度并在 LCD显示。 2）在LCD上显示HT=xx；LT=yy； HH=zz%RH 。其中HT表示温度上限，LT 表示温度下限 3）当温度或湿度不在设定范围内时，用 蜂鸣器报警，运用外围设备使温湿度 达到用户需要范围。 4）温湿度范围可以根据需要进行调整
• { beep=0; aa=0; bb=1; } else if(T<TH*10) { beep=1; bb=1; aa=1; } else { beep=0; bb=0; aa=1; }
•
if(SRH>HH*10) { beep=0; cc=0; } else {
•
beep=1; cc=1; } } } }
单片机通过复位电路恢复到初始状态。 单片机通过复位电路恢复到初始状态。复位电路有上电 复位和手动复位两种。上电复位：当上电时， 复位和手动复位两种。上电复位：当上电时，电容相当于 短路，此时电阻上的电压约等于VCC VCC， 短路，此时电阻上的电压约等于VCC，经过一段时间后电 阻电压逐渐变小直至为0 ; 手动复位：按键后，电容器被短 阻电压逐渐变小直至为0 手动复位：按键后， 路放电、RST直接和VCC相连 就是高电平， 直接和VCC相连， 路放电、RST直接和VCC相连，就是高电平，此时进入 复位状态” 松手后，电源开始对电容器充电，此时， “复位状态”。 松手后，电源开始对电容器充电，此时， 充电电流在电阻上，形成高电平送到RST 仍然是“ RST， 充电电流在电阻上，形成高电平送到RST，仍然是“复位 状态” 稍后，充电结束，电流降为0 状态”； 稍后，充电结束，电流降为0，电阻上的电压也 将为0，RST降为低电平，开始正常工作。 将为0 RST降为低电平，开始正常工作。 降为低电平
串口通信电路
串口通信电路用于单片机的通信。其中芯片MAX232是将 串口通信电路用于单片机的通信。其中芯片MAX232是将 MAX232 计算机端的RS232电平与单片机端能接受的TTL电平互转换. RS232电平与单片机端能接受的TTL电平互转换 计算机端的RS232电平与单片机端能接受的TTL电平互转换. RS232中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系 中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。 在RS232中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即逻 15V；逻辑“ +5— +15V 。 辑“1”，-5— -15V；逻辑“0” +5 ，
串口通信电路实物图
c.显示模块 c.显示模块
通过单片机驱动1602液 通过单片机驱动1602液 1602 晶显示器显示实时温湿度。 晶显示器显示实时温湿度。 该系统设计需采用1602 该系统设计需采用1602 液晶显示，它具有微功耗、 液晶显示，它具有微功耗、 体积小、显示内容丰富、 体积小、显示内容丰富、 超薄轻巧、 超薄轻巧、使用方便等诸 多优点，与数码管相比， 多优点，与数码管相比， 显得更专业、 显得更专业、美观
d.驱动模块 d.驱动模块
此模块主要由继电器、光电耦合器等组成。当通 此模块主要由继电器、光电耦合器等组成。 等组成 单片机对采集的信号进行处理后控制继电器 对采集的信号进行处理后控制继电器， 过单片机对采集的信号进行处理后控制继电器，蜂鸣器 报警，同时控制外围设备抽湿机，热风机和冷风机工作. 报警，同时控制外围设备抽湿机，热风机和冷风机工作. 光电耦合器起到光电隔离的作用。 光电耦合器起到光电隔离的作用。
车间温湿度控 制
生产车间
医药保存
a.生产车间 a.生产车间
b.医药保存 b.医药保存
c.种植大棚 c.种植大棚
d.文物保存 d.文物保存
6.学习体会 6.学习体会
通过本次学习，收获良多， 通过本次学习，收获良多，把我们在校几年的 理论知识应用到实际。 理论知识应用到实际。在学习中锻炼了实际操作 能力，对原先书本上的理论知识有进一步了解， 能力，对原先书本上的理论知识有进一步了解， 原本枯燥的知识原理在实际中不再乏味。 原本枯燥的知识原理在实际中不再乏味。 这次学习中五人一组， 这次学习中五人一组，也培养了我们的团队合 作精神。 作精神。
•
4.测试记录 4.测试记录
测试记录：（摄氏度） 测试记录：（摄氏度） ：（摄氏度
测试次 数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
湿度范 上限 温度 围 <80%RH 28 <80%RH 28 <80%RH 28 <70%RH 28 <70%RH 28 <70%RH 28 <80%RH 32 <80%RH 32 <80%RH 32 <80%RH 32
谢谢观看
设计者：淮南师范学院 08自动化（1）班第七 08自动化（1 组 课题组成员：王威、王洋洋、 唐琦、陈浩、曹凤晓
一、项目背景
1.许多工厂车间环境对温度和湿度要求很高 2.温度过高、过低，湿气过重都对工人身体健 康不利，工人需要一个舒适的工作环境 3.由于人为控制比较麻烦，因此设计一套对车 3. 间的温度和湿度自动控制的系统有很大的意 义
•
核心模块由单片机STC89C52、电源电路、 核心模块由单片机STC89C52、电源电路、晶振 STC89C52 电路、复位电路、 构成。 电路、复位电路、 串口通信电路 构成。
b.核心模块 b.核心模块
最 小 系 统 的 PCB PCB 图
放大器ULN2003、温湿度传感器AM2301、 放大器ULN2003、温湿度传感器AM2301、 LCD602液晶显示器、报警器 LCD602液晶显示器、报警器
选中需要设置 的位置
按加键
按减键
选中项值加一
选中项值减一
按下设置键
核心程序
void main() //主函数 主函数 { uchar i; init(); aa=1; bb=1; while(1) { keyscan(); if(flag2==0) { RH(); SRH=h_b3(U8RH_data_H,U8RH_data_L); T= h_b3(U8T_data_H,U8T_data_L); distemp(0,T); distemp1(0x40+0,SRH); if(T<TL*10)
下限 温度
15 15 15 15 15 15 20 20 20 20
实时温 实时湿 热风机 状态 度 度
20.2 14.8 29 26.9 29 14 22 33 19 25
冷风机 状态 不工作 不工作 工作 不工作 工作 不工作 不工作 工作 不工作 不工作
抽湿机 状态 不工作 不工作 工作 工作 工作 不工作 不工作 不工作 不工作 工作
1.系统示意图 1.系统示意图
显示模块 采集模块 (AM2301)
(LCD1602)
核心模块
驱动模块
晶 振 电 路
复 单 位 片 电 机 路
供 电 电 路
串 口 电 路
冷 风 机
热 风 机
抽 湿 机
蜂 鸣 器
2.系统模块介绍 2.系统模块介绍
系统模块组成： 系统模块组成： a.采集模块 a.采集模块 b.核心模块 b.核心模块 c.显示模块 c.显示模块 d.驱动模块 d.驱动模块 核 显示模块 心 采集模块 模 块 驱动模块
温 湿 度 控 制 系 统 PCB PCB 图
核心模块实物图
串口
MAX232
复位 键 单片机
STC89C52单片机 STC89C52单片机
是一种低功耗、高性能的8位单片机， STC89C52 是一种低功耗、高性能的8位单片机， 片内具有一个4 字节的可编程Flas 只读存储器。 Flash 片内具有一个4K字节的可编程Flash只读存储器。
a.采集模块 a.采集模块
实物图
AM2301
数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出温 湿度复合传感器,传感器括一个电容式感湿元件和一 传感器括一个电容式感湿元件和一NTC 湿度复合传感器 传感器括一个电容式感湿元件和一 测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接 位单片机相连接。 测温元件，并与一个高性能 位单片机相连接。单总线 串行接口，使系统集成变得简易快捷。 串行接口，使系统集成变得简易快捷。
单片机实物图
晶振电路
晶振是能够输出稳定的震荡周期，震荡频率 晶振是能够输出稳定的震荡周期， 11.0592MHz。 为11.0592MHz。晶振的作用是为系统提供基本 的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振， 的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便 于各部分保持同步。 于各部分保持同步。
复位电路
三、设计方案
通过温湿度传感器AM2301采集温湿度数据信号 通过温湿度传感器AM2301采集温湿度数据信号 AM2301 传送到单片机STC89C52RC STC89C52RC， 传送到单片机STC89C52RC，单片机判断是否超过 设定值范围内并同时在LCD1602 LCD1602上显示实时温湿度 设定值范围内并同时在LCD1602上显示实时温湿度 和设定范围。 和设定范围。 a.当温度高于上限温度时 蜂鸣器报警， 当温度高于上限温度时， a.当温度高于上限温度时，蜂鸣器报警，继电 器控制电机运转使冷风机工作，降低环境温度； 器控制电机运转使冷风机工作，降低环境温度； 当温度低于下限温度时，蜂鸣器报警， 当温度低于下限温度时，蜂鸣器报警，继电器控 制电机运转使热风机工作，升高环境温度； 制电机运转使热风机工作，升高环境温度；当温 度在控制范围之内则电机不运转。 度在控制范围之内则电机不运转。 b.当湿度高于设定值时 蜂鸣器报警， 当湿度高于设定值时， b.当湿度高于设定值时，蜂鸣器报警，继电器 控制电机运转使抽湿机工作， 控制电机运转使抽湿机工作，使车间湿度保持在 设定范围内。 设定范围内。
驱动模块实物图
3.核心算法 3.核心算法
开始
控制流程
接受信号
温湿度
热风机
冷风机
抽湿机
显示
是否调节
程序流程图
开始 复位 开始
否 是 按键按下
进入调节
写字节 初始化 读位 显示实时信号 读字节 冷 风 温度转换 机 工 作 温度 热 风 机 工 作 抽 蜂 湿 鸣 机 器 工 工 作 作
按下设置键
是否正 常 正常 正常 正常 正常 正常 正常 正常 正常 正常 正常
75%RH 40%RH 90%RH 80%RH 97%RH 43%RH 56%RH 70%RH 58%RH 98%RH
不工作 工作 不工作 不工作 不工作 工作 不工作 不工作 工作 不工作
5.应用前景 5.应用前景
文物保存
种植大棚
工人需要一个舒适的工作环境
二、用户需求
当温度高于设定值的 最大值
冷风机工作 冷风机工作
工作
热风机工作
当湿度超出设定值 的范围
抽湿机工作 抽湿机工作
详细用户需求
1）用温湿度传感器检测实时温湿度并在 LCD显示。 2）在LCD上显示HT=xx；LT=yy； HH=zz%RH 。其中HT表示温度上限，LT 表示温度下限 3）当温度或湿度不在设定范围内时，用 蜂鸣器报警，运用外围设备使温湿度 达到用户需要范围。 4）温湿度范围可以根据需要进行调整
• { beep=0; aa=0; bb=1; } else if(T<TH*10) { beep=1; bb=1; aa=1; } else { beep=0; bb=0; aa=1; }
•
if(SRH>HH*10) { beep=0; cc=0; } else {
•
beep=1; cc=1; } } } }
单片机通过复位电路恢复到初始状态。 单片机通过复位电路恢复到初始状态。复位电路有上电 复位和手动复位两种。上电复位：当上电时， 复位和手动复位两种。上电复位：当上电时，电容相当于 短路，此时电阻上的电压约等于VCC VCC， 短路，此时电阻上的电压约等于VCC，经过一段时间后电 阻电压逐渐变小直至为0 ; 手动复位：按键后，电容器被短 阻电压逐渐变小直至为0 手动复位：按键后， 路放电、RST直接和VCC相连 就是高电平， 直接和VCC相连， 路放电、RST直接和VCC相连，就是高电平，此时进入 复位状态” 松手后，电源开始对电容器充电，此时， “复位状态”。 松手后，电源开始对电容器充电，此时， 充电电流在电阻上，形成高电平送到RST 仍然是“ RST， 充电电流在电阻上，形成高电平送到RST，仍然是“复位 状态” 稍后，充电结束，电流降为0 状态”； 稍后，充电结束，电流降为0，电阻上的电压也 将为0，RST降为低电平，开始正常工作。 将为0 RST降为低电平，开始正常工作。 降为低电平
串口通信电路
串口通信电路用于单片机的通信。其中芯片MAX232是将 串口通信电路用于单片机的通信。其中芯片MAX232是将 MAX232 计算机端的RS232电平与单片机端能接受的TTL电平互转换. RS232电平与单片机端能接受的TTL电平互转换 计算机端的RS232电平与单片机端能接受的TTL电平互转换. RS232中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系 中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。 在RS232中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即逻 15V；逻辑“ +5— +15V 。 辑“1”，-5— -15V；逻辑“0” +5 ，
串口通信电路实物图
c.显示模块 c.显示模块
通过单片机驱动1602液 通过单片机驱动1602液 1602 晶显示器显示实时温湿度。 晶显示器显示实时温湿度。 该系统设计需采用1602 该系统设计需采用1602 液晶显示，它具有微功耗、 液晶显示，它具有微功耗、 体积小、显示内容丰富、 体积小、显示内容丰富、 超薄轻巧、 超薄轻巧、使用方便等诸 多优点，与数码管相比， 多优点，与数码管相比， 显得更专业、 显得更专业、美观
d.驱动模块 d.驱动模块
此模块主要由继电器、光电耦合器等组成。当通 此模块主要由继电器、光电耦合器等组成。 等组成 单片机对采集的信号进行处理后控制继电器 对采集的信号进行处理后控制继电器， 过单片机对采集的信号进行处理后控制继电器，蜂鸣器 报警，同时控制外围设备抽湿机，热风机和冷风机工作. 报警，同时控制外围设备抽湿机，热风机和冷风机工作. 光电耦合器起到光电隔离的作用。 光电耦合器起到光电隔离的作用。
车间温湿度控 制
生产车间
医药保存
a.生产车间 a.生产车间
b.医药保存 b.医药保存
c.种植大棚 c.种植大棚
d.文物保存 d.文物保存
6.学习体会 6.学习体会
通过本次学习，收获良多， 通过本次学习，收获良多，把我们在校几年的 理论知识应用到实际。 理论知识应用到实际。在学习中锻炼了实际操作 能力，对原先书本上的理论知识有进一步了解， 能力，对原先书本上的理论知识有进一步了解， 原本枯燥的知识原理在实际中不再乏味。 原本枯燥的知识原理在实际中不再乏味。 这次学习中五人一组， 这次学习中五人一组，也培养了我们的团队合 作精神。 作精神。
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4.测试记录 4.测试记录
测试记录：（摄氏度） 测试记录：（摄氏度） ：（摄氏度
测试次 数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
湿度范 上限 温度 围 <80%RH 28 <80%RH 28 <80%RH 28 <70%RH 28 <70%RH 28 <70%RH 28 <80%RH 32 <80%RH 32 <80%RH 32 <80%RH 32
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