基于单片机仓库温湿度的监测系统的设计
基于单片机的粮仓温湿度检测系统
摘要本毕业设计是基于单片机的温湿度监测系统设计方案,主要由温度、湿度采集、AD转换、单片机控制、数码管显示、USB连接器六部分组成。
本设计采用89c51单片机为控制中心,该芯片具有4KB的快擦写可编程/擦除只读存储器EEPROM、256 KB片内RAM、3个16位定时计数器、5个中断源,无需进行系统扩展既可满足任务要求,能较大幅度提高系统的性价比。
而温湿度传感器我选用的是dht11传感器,他性价比高。
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与卓越的长期稳定性。
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。
另外该系统除了能显示温湿度以外,还能设置温湿度报警阈值。
关键词:温湿度;89c51单片机;dht11传感器Barn temperature monitoring systemAbstractThe graduation project is based on the single chip design temperature and humidity monitoring system, mainly by temperature, humidity acquisition, AD conversion, microprocessor control, digital display, usb connector composed of six parts.The design of the control center using 89c51 microcontroller, the chip has 4KB of flash programmable / erasable read only memory EEPROM, 256 KB on-chip RAM, 3 16-bit timer counters, six interrupt sources, both without the need for system expansion to meet mission requirements, can greatly improve the system's cost. The temperature and humidity sensor I use is dht11, he cost effective. DHT11 digital temperature and humidity sensor is a calibrated digital signal output with the temperature and humidity combined sensor. Its application-specific digital modules acquisition and temperature and humidity sensor technology, to ensure that products with high reliability and excellent long-term stability. Sensor includes a resistive element and a sense of wet NTC temperature components, and with a high-performance 8-bit microcontroller connected. So the product has excellent quality, fast response, anti-interference ability, high cost performance advantages.In addition the system in addition to showing the outside temperature and humidity, but also set the temperature and humidity alarm threshold.Keywords:Temperature and humidity;89c51 microcontroller;dht11 Sensor1 绪论1.1 选题背景近几年据海关统计结果显示,我国粮食进出口同比均呈下降趋势,我国粮食供求开始进入紧平衡阶段。
基于单片机的粮仓温湿度控制系统设计
题目基于单片机的粮仓温湿度控制系统设计学生姓名张大陆学号********** 所在学院物理与电信工程学院专业班级电子信息工程专业12级3班指导教师帅春江完成地点陕西理工学院2016年6月5日基于单片机的粮仓温湿度控制系统设计作者:张大陆(陕西理工学院物理与电信工程学院电子信息工程专业12级3班,陕西汉中723001)指导老师:帅春江[摘要]影响粮食安全储存的主要参数是粮仓的温度和湿度,粮仓温湿度测量方法以及相应的智能控制一直是粮食储存的一个重要问题。
本设计采用STC89C52单片机最小系统对检测、报警、显示、调控等模块进行多点控制,传统的温湿度控制利用温度计、湿度表、湿度试纸等测试器材,通过人工进行检测,对不符合温湿度要求的库房进行通风、降温、去湿等操作。
这种方法费时费力,效率低,随机性大,误差大,不能及时的解决问题。
本设计则通过自动检测、即时报警、自动调控等功能很好的解决了。
并且,本设计不仅针对粮仓,对于大多譬如蔬菜大棚、花圃、实验室、医院等需要温湿度检测控制的各个领域都是适用的。
[关键词] 粮仓;温湿度;多点检测控制;单片机 Design of temperature and humidity control system for granany basedon single chip microcomputerAuthor:Dalu Zhang(Grade 12, Class 3, Major electronic1s and information engineering, School of Physics and Electronic Information Engineering, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723001, Shaanxi)Tutor: Chunjiang ShuaiAbstract:Grain is a necessity for human , the grain storage is very essential to the maintenance of social stability and keep the economy sustainable developmented. And the main parameters to the grain safe storage is the temperature and humidity . This design uses the STC89C52 system of single chip microcomputer to cotrol the modules about the detection , alarm , control and the key . And it could automatic measurement and control without people , and improve effciency and quality of work very well . DHT11 temperature and humidity sensors and OLED display shows real time data and pass to the staff with instant and accurate . While the traditional temperature and humidity control is use of Thermometer , humidity table , humidity dipstick test equipment . Through the artificial testing . Not in conformity with the requirements of the temperature and humidity supply cooling , ventilation , to wet operation . This artificial testing time-consuming , the efficiency is low . This design is by automatic detection , instant alarm , automatic regulation of functions such as a good solution to these problems . At last , this design not only against the granary , but also for most such as vegetable greenhouses , flowers garden , laboratories , hospitals could also be applicabled .Keywords:Granary; automatic detection and control ;temperature and humidity ;Singlechip目录 3.2.21 引言1.1背景及意义粮食储存是国家针对战争、饥荒和一些突发事件所做的预防准备,所以粮食的储存安全至关重要。
基于单片机的温湿度监测系统设计
基于单片机的温湿度监测系统设计基于单片机的温湿度监测系统设计一、引言随着工业自动化和物联网技术的快速发展,对环境参数的监测变得越来越重要。
特别是在工业生产过程中,保持环境条件的稳定对于产品质量和生产效率具有重大影响。
为了实现这一目标,本文将介绍如何基于单片机设计一种温湿度监测系统。
二、相关技术在这个系统中,我们将使用单片机作为主控制器,负责采集和处理环境中的温度和湿度数据。
单片机是一种集成度高、价格低廉的微控制器,广泛应用于各种嵌入式系统中。
传感器则负责采集环境中的温湿度数据,并将数据传输给单片机。
我们将选择具有数字输出功能的温湿度传感器,以确保数据传输的稳定性和准确性。
此外,单片机通过液晶显示屏实时显示采集到的温湿度数据,用户可以通过按键对系统进行设置和校准。
单片机的编程语言通常为C语言,程序编写的好坏将直接影响系统的性能和稳定性。
三、系统设计1、硬件选择:选择具有I2C接口的温湿度传感器,如DHT11或SHT11,它们可以同时采集温度和湿度数据,且精度较高。
选择一个适用于单片机的液晶显示屏,如1602或2004,用于实时显示数据。
2、软件设计:根据系统的需求,编写单片机程序。
程序应包括数据采集、数据处理、数据显示和按键处理等功能。
在编写程序时,需要注意代码的优化,以提高系统的响应速度和稳定性。
3、程序编写:使用C语言编写单片机程序,实现上述功能。
程序应具有良好的可读性和可维护性,同时考虑代码优化,以提高系统的性能。
四、系统优化为了提高系统的性能和稳定性,可以进行以下优化:1、减小系统功耗:选择低功耗的单片机和传感器,优化程序,降低系统的待机功耗。
2、提高系统稳定性:在程序中加入自检功能,确保系统在异常情况下能自动复位,提高系统的稳定性。
3、优化数据传输速度:根据实际需要,调整数据传输速度,以提高系统的响应速度。
五、结果分析为了评估系统的性能,我们将对设计的温湿度监测系统进行实验验证。
比较实验结果与预期目标之间的差异,分析系统的优缺点,并根据实际情况进行优化。
基于AT89S52单片机仓库温度、湿度检测系统设计与实现
基于AT89S52单片机仓库温度、湿度检测系统设计与实现摘要本文从硬软件两个方面进行了基于AT89S52单片机温度、湿度自动检测系统设计。
系统硬件由控制电路、温度采集电路、湿度采集、键盘和LED显示电路组成。
软件设计从设计思路、软件系统框图出发,逐一分析各模块程序算法的实现,最终编写出满足任务需求的程序。
系统基本上满足了温湿度检测与报警的要求,具有超调量小,采样值与设定值基本一致,操作简单等优点。
关键词:AT89S52;LED显示;湿度自动检测系统Design And Implementation Of Warehouse Temperature And Humidity Detection SystemABSTRACTThe paper introduces the design based on AT89S52 SCM temperature, humidity automatic detection system from hardware and software.Hardware of system is consisted of control circuit, temperature, humidity acquisition circuit collection, keyboard and LED display circuit component.The software design from the design idea, software system of block diagram, by analyzing the module program the realization of the algorithm, and finally writes a mission requirement to meet the program.The system basically meets the requirements of temperature and humidity detection and alarm,and possesses advantages of small overshoots, samples values and basic value consistent, simple operation etc.Key words:AT89S52;LED demonstrate;Humidity automatic detection system目录1 绪论 (1)1.1 系统背景 (1)1.2国内外研究状况和相关领域研究成果 (1)1.3 温湿度控制系统的设计意义 (2)1.4 温湿度控制系统完成的功能 (3)2系统方案设计 (3)2.1 温度检测方案设计 (3)2.2系统总体方案设计 (4)3 系统硬件及电路介绍 (6)3.1 单片机AT89S52介绍 (6)3.2 温湿度检测电路 (8)3.3报警电路与LED显示电路 (9)3.4 键盘与继电器电路 (11)3.5 时钟与复位电路 (12)4 系统设计及实现 (14)4.1 系统硬件电路设计 (14)4.2 系统主程序方案 (15)4.3 键盘扫描程序流程图 (16)5实物演示记录 (18)结论 (20)参考文献 (21)附录............................................................................................................... 错误!未定义书签。
基于单片机的温湿度监测系统设计
基于单片机的温湿度监测系统设计一、引言在现代生活和工业生产中,对环境温湿度的准确监测具有重要意义。
温湿度的变化可能会影响到产品质量、设备运行以及人们的生活舒适度。
因此,设计一个高效、准确且可靠的温湿度监测系统至关重要。
本设计基于单片机,旨在实现对环境温湿度的实时监测和数据处理。
二、系统总体设计方案(一)系统功能需求本系统需要实现以下功能:1、实时采集环境温湿度数据。
2、对采集到的数据进行处理和分析。
3、将温湿度数据显示在液晶显示屏上。
4、具备数据存储功能,以便后续查询和分析。
5、当温湿度超出设定范围时,能够发出报警信号。
(二)系统总体架构本系统主要由传感器模块、单片机控制模块、显示模块、存储模块和报警模块组成。
传感器模块负责采集温湿度数据,并将其转换为电信号传输给单片机。
单片机对接收的数据进行处理和分析,然后将结果发送给显示模块进行显示,同时将数据存储到存储模块中。
当温湿度超出设定范围时,单片机控制报警模块发出报警信号。
三、硬件设计(一)传感器选择选用 DHT11 数字温湿度传感器,它是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。
具有体积小、功耗低、响应速度快、性价比高等优点,能够满足本系统的设计要求。
(二)单片机控制模块选择 STC89C52 单片机作为控制核心。
它具有丰富的 I/O 口资源、较高的处理速度和稳定性,能够有效地处理和控制整个系统的运行。
(三)显示模块采用液晶显示屏 1602,它能够清晰地显示温湿度数据和相关信息。
(四)存储模块选用 EEPROM 芯片 AT24C02 作为存储模块,用于存储温湿度数据,方便后续查询和分析。
(五)报警模块使用蜂鸣器作为报警装置,当温湿度超出设定范围时,单片机控制蜂鸣器发出报警声音。
四、软件设计(一)主程序流程系统上电后,首先进行初始化操作,包括单片机内部资源的初始化、传感器的初始化、显示模块的初始化等。
然后,系统进入循环,不断读取传感器采集到的温湿度数据,并进行处理和分析。
基于51单片机的粮仓温湿度检测系统毕业设计
基于51单片机的粮仓温湿度检测系统[摘要]粮仓温度湿度监测控制系统是基于STC12C52A60S2的数据采集、对比、控制的系统。
以STC12C52A60S2单片机为控制器,对温度传感器DS18B20传送的数字量信号和对湿度传感器HR202传送的模拟量信号进行采集和处理,当前值和设定温度上限值进行对比,进而执行控制作用,通过对继电器的控制进而控制设备的启停,对粮仓温度湿度进行调节,使其维持在适当范围,维护粮仓正常运行。
[关键词] 单片机、温湿度、检测、控制Abstract:The granary’s temperature and humidity control and detect system is based on the micro control unit of STC12C5A60S2,the system is used for date acquisition,comparison,and control.In this system,STC12C5A60S2 is the controller,the controller is designed to deal with temperature and humidity signal from the temperature sensor and humidity sensor.Then compare these data with limits the value of temperature and humidity.If the date is out of limits,then the controller send a control signal to warn people,besides,the controller will make the fan running to make the temperature and humidity lower.In this way,the granary can be working at usual status.Key words: MCU、temperature and humidity、control目录第一章绪论 (1)1.2相关领域国内外应用的现状及发展趋势 (1)1.3 粮仓温湿度检测控制系统原理 (2)1.4 本章小结 (2)第二章:系统分析、设计要求及模块选择 (3)2.1 设计要求 (3)2.2 单片机型号的选择 (3)2.21 采用STC89C52单片机 (3)2.22 采用STC12C5A60S2单片机 (3)2.3 显示系统模块的选择 (3)2.31采用LED数码管显示 (3)2.32采用1602液晶显示 (3)2.4 测温模块的选择 (4)2.41 采用模拟量温度传感器 (4)2.42 采用数字量温度传感器 (4)2.5 测湿模块的选择 (4)2.6 控制模块的选择 (4)2.7 通讯模块的选择 (4)2.8本章小结 (4)第三章系统总体方案及硬件电路模块设计 (5)3.1 系统总体设计思路: (5)3.2 系统硬件设计 (5)3.2.1 单片机最小系统 (5)3.2.2 温度信号采样电路模块 (9)3.2.3 湿度采样电路模块 (12)3.3 串口模块 (14)3.4显示模块 (15)3.5 控制模块 (16)3.6 继电器模块 (17)3.7 本章小结 (18)第四章系统的软件设计 (19)4.1 流程图设计 (19)4.1.1系统总体流程图 (19)4.1.2温度检测流程图 (19)4.1.3湿度检测流程 (20)4.2系统的程序设计 (20)4.2.1 DS18B20测温程序 (20)4.2.2 A/D转换程序 (25)4.2.3 1602显示程序 (26)4.3 本章小结 (29)第五章硬件调试部分 (30)结束语 (31)参考文献 (32)第一章绪论1.1 本课题的研究意义及必要性民以食为天,粮食是社会安定的保证,自1990年我国建立粮食储备制度以来,储备粮在国家宏观调控中占据了重要地位,无论何时,必须时刻保持储备粮的调控作用不动摇,是维持社会安定、粮食市场稳定、农民增收的重要保证。
基于单片机的温湿度检测系统的设计
基于单片机的温湿度检测系统的设计一、引言温湿度是常见的环境参数,对于很多应用而言,如农业、生物、仓储等,温湿度的监测非常重要。
因此,设计并实现一个基于单片机的温湿度检测系统是非常有实际意义的。
本文将介绍该温湿度检测系统的设计方案,并详细阐述其硬件和软件实现。
二、系统设计方案1.硬件设计(1)传感器选择温湿度传感器的选择非常关键,常用的温湿度传感器包括DHT11、DHT22、SHT11等。
根据不同应用场景的精度和成本要求,选择相应的传感器。
(2)单片机选择单片机是整个系统的核心,需要选择性能稳定、易于编程的单片机。
常用的单片机有51系列、AVR系列等,也可以选择ARM系列的单片机。
(3)电路设计温湿度传感器与单片机的连接电路包括供电电路和数据通信电路。
供电电路通常采用稳压电源,并根据传感器的工作电压进行相应的电压转换。
数据通信电路使用串行通信方式。
2.软件设计(1)数据采集单片机通过串行通信方式从温湿度传感器读取温湿度数据。
根据传感器的通信协议,编写相应的代码实现数据采集功能。
(2)数据处理将采集到的温湿度数据进行处理,可以进行数据滤波、校准等操作,以提高数据的准确性和可靠性。
(3)结果显示设计一个LCD显示屏接口,将处理后的温湿度数据通过串行通信方式发送到LCD显示屏上显示出来。
三、系统实现及测试1.硬件实现按照上述设计方案,进行硬件电路的实现。
连接传感器和单片机,搭建稳定的供电电路,并确保电路连接无误。
2.软件实现根据设计方案,使用相应的开发工具编写单片机的代码。
包括数据采集、数据处理和结果显示等功能的实现。
3.系统测试将温湿度检测系统放置在不同的环境条件下,观察测试结果是否与真实值相符。
同时,进行长时间的测试,以验证系统的稳定性和可靠性。
四、系统优化优化系统的稳定性和功耗,可以采用以下方法:1.优化供电电路,减小电路噪声和干扰,提高电路的稳定性。
2.优化代码,减小程序的存储空间和运行时间,降低功耗。
【大学论文】基于单片机的仓库温湿度监测系统设计ppt课件
系统硬件电路设计
• 硬件电路设计框图
•
硬件电路设计模块:以
AT89S51为中心,同时利用
集温度传感器和湿度传感器
于一体的SHT11采集仓库温
湿度,并利用A/D电路进展
转换,并用液晶1602为显示
器件,同时系统还包含超限
处置模块,当前温湿度超越
设定上下限时会做出报警提
示,系统电路设计框图如图
1-1所示。பைடு நூலகம்
SHT11温 湿度监测
复位电路
时钟电路
电源电路
AT89S51 单片机
LCD显示模块 超限处置模块
图1-1系统整体电路框图
• 整体电路图设计
系统硬件电路设计
系统软件设计
• 系统软件设计流程图:
•
程序流程设计:单片机
复位后开场读取程序,首先
对LCD1602和SHT11进展初
始化,然后调用丈量温度和
丈量湿度程序,然后调用液
基于AT89S51的仓库温湿度监测系统设计
课题研讨背景及意义
• 温湿度控制广泛运用于人们的消费和生活中,传统 方法人们运用温度计来采集温度,经过人工操作加热、 通风和降温设备来控制温度,这样不但控制精度低、 实时性差,而且操作人员的劳动强度大。
• 目前,单片机芯片作为中心控制部件,曾经渗入到 人们任务和生活的各个角落,有力地推进了各行业的 技术改造和产品的更新换代,前景宽广。用单片机来 实现对温湿度的自动控制,可以大幅度提高被测温湿 度的技术目的。
晶显示程序,显示当前的温
湿度,而后判别能否有超限
情况发生,假设存在超限情
况那么启动超限处置。
开始
LCD初始化 SHT11初始化
读温湿度控制 参数
基于单片机的温湿度监测系统毕业设计
基于单片机的温湿度监测系统毕业设计一、引言在现代社会中,温湿度的监测在许多领域都具有重要意义,例如农业生产、仓储管理、工业制造以及室内环境控制等。
为了实现对温湿度的准确、实时监测,基于单片机的温湿度监测系统应运而生。
本毕业设计旨在设计并实现一种基于单片机的温湿度监测系统,以满足实际应用中的需求。
二、系统总体设计方案(一)系统功能需求分析本系统需要实现对环境温湿度的实时采集、数据处理、显示以及超限报警等功能。
能够在不同的环境中稳定工作,并具有较高的测量精度和可靠性。
(二)系统总体结构设计系统主要由单片机控制模块、温湿度传感器模块、显示模块、报警模块以及电源模块等组成。
单片机作为核心控制器,负责协调各个模块的工作,温湿度传感器用于采集环境温湿度数据,显示模块用于实时显示测量结果,报警模块在温湿度超限时发出警报,电源模块为整个系统提供稳定的电源。
三、硬件设计(一)单片机控制模块选择合适的单片机型号,如 STC89C52 单片机,其具有丰富的资源和良好的性价比。
单片机通过 I/O 口与其他模块进行通信和控制。
(二)温湿度传感器模块选用 DHT11 数字温湿度传感器,该传感器具有体积小、功耗低、测量精度高、响应速度快等优点。
通过单总线方式与单片机进行数据传输。
(三)显示模块采用液晶显示屏(LCD1602)作为显示设备,能够清晰地显示温湿度测量值。
通过并行接口与单片机连接。
(四)报警模块使用蜂鸣器和发光二极管作为报警装置,当温湿度超过设定的阈值时,蜂鸣器发声,发光二极管闪烁。
(五)电源模块设计稳定的电源电路,为整个系统提供 5V 直流电源。
可以采用电池供电或者通过电源适配器接入市电。
四、软件设计(一)系统主程序设计主程序主要负责系统的初始化、各模块的协调控制以及数据处理和显示。
首先对单片机进行初始化,包括设置 I/O 口状态、定时器和中断等。
然后循环读取温湿度传感器的数据,并进行处理和显示,判断是否超过阈值,若超过则启动报警。
基于单片机的温湿度检测控制系统设计
基于单片机的温湿度检测控制系统设计温湿度检测控制系统是一种常见的智能化控制系统,它可以采集环境中的温度和湿度数据,并根据设定的控制策略对环境进行控制,以满足特定的需求。
在这个设计中,我们将使用单片机作为核心组件,并结合温湿度传感器、执行器等外围元件来实现系统功能。
系统设计所需的硬件部分主要包括:单片机、温湿度传感器、液晶显示屏、执行器等,下面将逐步介绍各个组件的功能和使用方法。
1.单片机选择:在温湿度检测控制系统中,我们可以选择一款具有较强处理能力和丰富资源的单片机。
例如,我们可以选择STC89C52单片机作为控制器。
2.温湿度传感器:温湿度传感器是用于采集环境温度和湿度数据的重要组件。
常见的温湿度传感器有DHT11和DHT22等,其中DHT22的精度更高一些。
我们需要将温湿度传感器与单片机进行连接,并通过单片机进行数据采集。
3.液晶显示屏:液晶显示屏用于实时显示温湿度数据和系统状态等信息。
我们可以选择带有I2C通信接口的1602液晶显示屏,通过单片机与其进行通信,将温湿度数据显示在屏幕上。
4.执行器:执行器根据系统的控制策略来改变环境的温度湿度。
例如,我们可以选择风扇作为执行器,当环境温度超过设定的阈值时,单片机通过控制风扇的开关来降低环境温度。
在系统设计的软件部分,我们需要编写单片机的控制程序,主要包括以下几部分内容:1.数据采集:通过单片机与温湿度传感器的通信,实现温湿度数据的读取和采集。
可以通过单片机的GPIO接口来实现和传感器的通信。
2.数据显示:通过单片机与液晶显示屏的通信,将温湿度数据实时显示在屏幕上。
液晶显示屏通常支持I2C通信协议,因此可以通过单片机的I2C接口实现与屏幕的通信。
3.数据处理:对采集到的温湿度数据进行处理。
可以根据设定的控制策略,判断当前环境是否需要进行温湿度调节,如果需要则进行相应的控制。
4.控制执行:通过单片机的GPIO接口控制执行器的开关状态。
当环境温湿度不满足设定的要求时,单片机可以通过控制执行器来调节环境温湿度。
基于单片机的仓库温湿度智能控制系统设计
目录摘要 (1)Abstract (1)前言 (1)1 系统整体设计 (2)2 硬件设计 (3)2.1 芯片介绍 (3)2.1.1 单片机AT89C51 (3)2.1.3 液晶显示LCD1602 (8)2.2 模块功能介绍 (10)2.2.1 复位电路和时钟电路 (11)2.2.2 传感器电路 (11)2.2.3 显示电路 (12)2.2.4 超限处理电路 (13)2.3 整体电路图 (14)3 软件设计 (14)3.1 主程序框图 (14)3.2 温湿度采集及处理框图 (15)3.3 LCD显示框图 (15)4 仿真与调试 (15)4.1 仿真软件介绍 (15)4.1.1 Proteus简介 (16)4.1.2 Keil C51 编译器简介 (16)4.2 系统整体仿真图 (19)5 结束语 (19)致谢 (20)附录 (20)参考文献 (24)摘要:本课题是基于AT89C51单片机的仓库温湿度智能控制系统,系统采用集温湿度传感器与A/D 转换器为一体的SHT11芯片作为温湿度采集模块,通过单片机处理进而通过LCD1602构成的显示模块显示温湿度。
其它模块包括了串行通信模块和超限报警处理电路,分别实现了上下位机温湿度给定值的设定和超限报警处理。
本文主要介绍了系统的硬件设计和软件设计。
系统结构简单、实用,提高了测量精度和效率。
关键词:单片机;SHT11;LCD;温湿度SCM based intelligent temperature and humidity controlsystem design of warehouseAbstract:This topic is the AT89C51 microcontroller-based warehouse of intelligent temperature-humidity control system, the system uses the set temperature and humidity sensor with a/d converter for one SHT11-temperature and humidity data acquisition module, by single-chip computer in turn by LCD1602 constitute the display module displays the temperature and humidity. Other modules include serial communication module and overload alarm circuit, respectively, to achieve a set and overload alarm for a given value of temperature and humidity. This article mainly introduces the system of hardware design and software design. System structure is simple, practical, improves accuracy and efficiency.Key words: single chip microcomputer; SHT11; LCD; temperature and humidity前言防潮、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。
基于单片机的温湿度检测系统的设计
基于单片机的温湿度检测系统的设计设计一个基于单片机的温湿度检测系统需要考虑多个方面,包括硬件设计和软件设计。
硬件设计方面,系统需要包括传感器、单片机、显示屏、通信模块等部分。
传感器方面可以选择常见的温湿度传感器,如DHT11或DHT22、单片机方面可以选择常见的Arduino、STM32或PIC单片机等。
显示屏可以选择OLED屏幕或液晶屏幕,用于显示实时的温湿度数据。
通信模块可以选择无线通信模块,如WiFi或蓝牙模块,用于将温湿度数据发送到远程设备。
在软件设计方面,需要编写单片机的程序,实现数据的采集、处理和显示。
首先,需要编写传感器读取的代码,通过读取传感器的引脚来获取温湿度数据。
然后,可以使用合适的算法来处理数据。
例如,可以添加滤波算法,以提高数据的稳定性。
接下来,需要设计显示的界面,并将处理后的数据显示在屏幕上。
最后,可以添加通信模块的代码,将温湿度数据发送到远程设备。
具体步骤如下:1.硬件准备:-选择合适的温湿度传感器(如DHT11或DHT22),并将其与单片机连接。
-选择合适的显示屏,并将其与单片机连接。
-如果需要将数据发送到远程设备,选择合适的通信模块,并将其与单片机连接。
2.软件编程:-编写单片机的程序,通过读取传感器的引脚获取温湿度数据。
-实现数据处理算法,例如滤波算法。
-设计显示的界面,并将处理后的数据显示在屏幕上。
-如果需要将数据发送到远程设备,编写通信模块的代码,并将温湿度数据发送出去。
3.调试和测试:-确保硬件连接正确,并进行必要的调试。
-测试程序是否正常工作,能够准确地读取温湿度数据并显示在屏幕上。
-如果需要发送数据到远程设备,测试通信模块的功能是否正常。
4.优化和改进:-可以根据实际需求对系统进行优化和改进,例如添加数据存储功能,实现数据的历史记录和分析。
-可以添加报警功能,当温湿度超过设定阈值时发出警报。
通过以上步骤,可以设计一个基于单片机的温湿度检测系统,实现温湿度数据的采集、处理和显示,并实现数据的远程传输和其他功能的扩展。
基于单片机的库房温湿度监测系统设计
基于单片机的库房温湿度监控系统设计摘要温度、湿度和人类的生产、生活有着密不可分的联系,同时,也是工业生产中最常见、最基本的参数。
作为最常见的参数,温度和湿度已经不再是两个相互独立的物理量,而应该在系统中综合考虑。
温湿度会直接影响到储备物资的使用寿命以及工作可靠性。
为了保证日常工作的正常进行,首要问题便是要加强库房内的温湿度的监控工作。
传统的温湿度监控是利用湿度表、毛发湿度表、温度计和双金属式测量计等设备,通过人工检测的方式,对不符合温度、湿度规定的库房进行通风、降温、增湿、去湿等操作。
但这种方法极其浪费劳动力,而且温湿度测试的误差较大,随机性较大。
利用单片机控制传感器对温湿度进行监控,具有监控效率高、体积小、价格低、使用灵活等优点,并且满足了库房温湿度监控的要求。
本次设计通过使用STC89C52RC单片机控制DHT11温湿度传感器,对数据进行分析,通过LCD1602液晶显示屏显示处理后的数据,用二极管和嗡鸣器进行警报,从而实现温湿度监控的功能。
关键词:STC89C52RC单片机,DTH11温湿度传感器,LCD1602液晶显示屏,二极管和嗡鸣器报警Microcontroller-based Temperature and HumidityMonitoring SystemAbstractTemperature, humidity, and the production of human life is inextricably linked to, and also the industrial production of the most common, most basic parameters. As the most common parameters, temperature and humidity are no longer two mutually independent physical quantities, but should be considered in the system. Temperature and humidity will directly affect the life and reliability of reserve materials. In order to ensure the normal daily work, the most important issue is to strengthen the monitoring of working temperature and humidity inside the warehouse.Traditional temperature and humidity monitoring is the use of hygrometer, hair hygrometer, a thermometer and bimetal type gauges and other equipment, manual inspection by the way, do not meet temperature and humidity requirements of the Treasury ventilation, cooling, humidification, dehumidification, etc. operating. However, this method is extremely wasteful of labor, and a large error of temperature and humidity testing, greater randomness.Use SCM control sensors to monitor temperature and humidity, highmonitoring efficiency, small size, low cost, flexible, etc., and to meet the requirements of the Treasury temperature and humidity monitoring.This design by using STC89C52RC SCM DHT11 temperature and humidity sensors, analyze the data, display data processed by LCD1602 LCD display, and perform the warning buzz diode, thereby realize the function of temperature and humidity monitoring.This design through the use of microprocessor controlled STC89C52 DHT11 temperature and humidity sensor, analyze the data, by 1602 the LCD display, LED and beeper buzzing be alert, to realize the function of temperature and humidity monitoring.Keywords:STC89C52 microcontroller, DTH11 temperature and humidity sensors, 1602 LCD and buzz alarm目录第1章绪论 (1)1.1 课题的背景 (1)1.2国内外发展状况以及单片机的发展动态 (1)1.2.1单片机的发展现状: (1)1.3课题的意义 (2)1.4课题的主要内容 (2)1.5基本工作原理 (3)第2章控制系统总体设计方案 (5)2.1功能要求 (5)2.2设计的思路 (5)2.3设计方案的选择 (5)2.3.1传感器的选择方案 (5)2.3.2显示器的选择方案 (6)2.3.3单片机芯片选择方案 (6)2.4总体设计框图 (7)第3章硬件系统的设计 (9)3.1概述 (9)3.2控制模块的设计 (9)3.2.1 STC89C52RC单片机的简介 (9)3.2.2控制模块的电路原理图 (12)3.3传感器模块设计 (12)3.3.1DHT11传感器的简介 (12)3.3.2 DHT11传感器模块电路设计 (14)3.4 1602液晶显示模块 (15)3.4.1 1602显示屏简介 (15)3.5警报模块 (18)3.5.1嗡鸣器(蜂鸣器)介绍 (18)3.5.2嗡鸣器(蜂鸣器)工作原理图 (18)第4章系统软件的设计 (20)4.1 显示模块设计 (21)4.2 传感器模块设计 (22)第5章系统调试与制作 (24)第6章总结与展望 (26)参考文献 (28)致谢 (29)第1章绪论1.1 课题的背景在我们日常生活中,温湿度,无处不在,同时它又与我们的生产工作密不可分。
基于单片机的智能仓库温湿度控制系统
第一章引言1.1 课题背景在现代工业现场, 随着科技的进步和自动化发展, 温、湿度监测系统在某些行业中要求越来越高, 特别是在大中型仓库管理系统中, 由于温湿度过高或过低引起的仓库储藏物本身的水分过高或连续的高湿天气将导致储藏物新陈代谢加快而放出热量, 放热引起的温升又是代谢进一步加剧以至发霉变质, 因此仓库必须重视对空气温湿度精确的而又方便的实时监测, 长期以来, 由于受经济条件限制, 我国仓库环境较差, 而且管理落后。
仓库管理的重点之一就是要合理布置测温点, 经常检查温度变化, 以便及时发现储藏物发热点, 减少损失。
然而, 堆积物的热传递又是那样的缓慢, 使人感知极差, 需要管理人员经常进入闷热、呛人的仓库内观察温、湿度, 不断进行翻仓、加湿、通风和降温设备来控制温湿度, 这样不但控制精度低、实时性差, 而且操作人员的劳动强度大。
这种繁重的体力劳动, 不仅对人体有极大的伤害, 而且不科学、不及时。
所以, 仓库储藏物虫蛀、霉变的情况时有发生。
我国的储藏物现均集中存放在地方或国家的仓库中。
按照国家储藏物保护法, 必须定期抽样检查粮食的温、湿度, 以确保储藏质量。
这就迫切需要温湿度监控系统来控制仓库。
本课题即以上述问题为出发点, 设计仓库温、湿度监控系统, 该系统不仅能采集仓库内的温、湿度值, 而且能够迅速做出相应的处理, 并将数据及处理结果显示给用户, 并储存数据以方便以后的对比研究。
1.2 仓库温、湿度控制技术的国内外研究状况近年来, 由于超大规模集成电路技术、网络通信技术和计算机技术的发展, 是监控系统在工农业生产等领域得到广泛引用, 因此, 仓库温、湿度监控技术的研究在软、硬件等方面都得到了一定的发展。
1.2.1 硬件技术早期仓库温湿度检测主要采用温度计量算法, 它是将温度计放入特定的插杆中, 根据经验插入仓库的多个测温点, 工作人员定期拔出读数, 决定采取相应的措施。
这种方法由于温度计精度、人工读数的人为因素等原因, 温度检测不仅速度慢而且精度低, 抽样不彻底, 局部粮食温度过高不易被及时发现, 局部粮食发霉变质引起大面积坏掉的情况时有发生。
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基于单片机仓库温湿度的监测系统的设计引言随着社会的发展人们对生产生活中所需储备物资的质量保证要求越来越高,因而对储备物资的仓库管理质量也更加重视,而防潮、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。
但传统的方法是用与湿度表、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。
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。
因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度测量仪。
由此而来的基于单片机的温湿度测量仪开始出现在了人们的生产生活中,随着其不断的发展也将被大部分人所接受。
伴随时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、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、价格低廉等一系列优点,目前已经渗入到人们工作和生活得方方面面,几乎“无处不在,无所不为”。
单片机的应用领域已从面向工业控制、交通、智能仪器等迅速发展的家用消费产品、仪器仪表、医疗设备、信息和通信产品、航空航天、专用设备的智能化管理、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。
本课题研究的主要内容有:以单片机为核心的主控制模块的设计;温湿度采集模块的设计;温湿度显示模块的设计;语音警报模块的设计。
与传统的温湿度测量仪器相比,该设计的温湿度监测系统具有读数方便,测温范围广,测温精确,数字显示,适用范围宽等特点。
第1章绪论1.1 选题背景随着时代科技的迅猛发展,微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。
常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代,使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化,并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统,使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。
同时传感器技术作为新技术革命和信息社会的重要技术基础,是现代科技的开路先锋,也是当代科学技术发展的一个重要标志。
传感器技术、通信技术、计算机技术、分别对应信息技术中的采集、传输和处理。
如果说计算机是人类大脑的扩展,那么传感器就是人类五官的延伸。
当集成电路、计算机技术飞速发展时,电脑的运算速度和信息处理能力得以成倍的提高,这时人们才逐步认识到信息摄取装置:传感器没跟上信息技术的发展,因而惊呼“大脑发达、五官不灵”。
世界上技术发达的国家对传感器技术开发都十分重视。
这些技术的发展也为仓库的温湿度监测系统的发展提供了科学依据。
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。
但传统的方法是用与湿度表、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。
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。
因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度测量仪。
1.2 设计过程及工艺要求一、基本功能•检测温度、湿度•显示温度、湿度•过限报警二、主要技术参数•温度检测范围: -30℃~+50℃•测量精度: 0.5℃•湿度检测范围: 10%-100%RH•检测精度: 1%RH•显示方式:温度:四位显示湿度:四位显示•报警方式:三极管驱动的蜂鸣音报警第2章方案的比较和论证当将单片机用作测控系统时,系统总要有被测信号懂得输入通道,由计算机拾取必要的输入信息。
对于测量系统而言,如何准确获得被测信号是其核心任务;而对测控系统来讲,对被控对象状态的测试和对控制条件的监察也是不可缺少的环节。
传感器是实现测量与控制的首要环节,是测控系统的关键部件,如果没有传感器对原始被测信号进行准确可靠的捕捉和转换,一切准确的测量和控制都将无法实现。
工业生产过程的自动化测量和控制,几乎主要依靠各种传感器来检测和控制生产过程中的各种参量,使设备和系统正常运行在最佳状态,从而保证生产的高效率和高质量。
2.1 温度传感器的选择方案一:采用热电阻温度传感器。
热电阻是利用导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件。
现应用较多的有铂、铜、镍等热电阻。
其主要的特点为精度高、测量范围大、便于远距离测量。
铂的物理、化学性能极稳定,耐氧化能力强,易提纯,复制性好,工业性好,电阻率较高,因此,铂电阻用于工业检测中高精密测温和温度标准。
缺点是价格贵,温度系数小,受到磁场影响大,在还原介质中易被玷污变脆。
按IEC标准测温范围-200~650℃,百度电阻比W(100)=1.3850时,R0为100Ω和10Ω,其允许的测量误差A级为±(0.15℃+0.002 |t|),B级为±(0.3℃+0.005 |t|)。
铜电阻的温度系数比铂电阻大,价格低,也易于提纯和加工;但其电阻率小,在腐蚀性介质中使用稳定性差。
在工业中用于-50~180℃测温。
方案二:采用AD590,它的测温范围在-55℃~+150℃之间,而且精度高。
M档在测温范围内非线形误差为±0.3℃。
AD590可以承受44V正向电压和20V 反向电压,因而器件反接也不会损坏。
使用可靠。
它只需直流电源就能工作,而且,无需进行线性校正,所以使用也非常方便,借口也很简单。
作为电流输出型传感器的一个特点是,和电压输出型相比,它有很强的抗外界干扰能力。
AD590的测量信号可远传百余米。
综合比较方案一与方案二,方案二更为适合于本设计系统对于温度传感器的选择。
2.2 湿度传感器的选择测量空气湿度的方式很多,其原理是根据某种物质从其周围的空气吸收水分后引起的物理或化学性质的变化,间接地获得该物质的吸水量及周围空气的湿度。
电容式、电阻式和湿涨式湿敏原件分别是根据其高分子材料吸湿后的介电常数、电阻率和体积随之发生变化而进行湿度测量的。
方案一:采用HOS-201湿敏传感器。
HOS-201湿敏传感器为高湿度开关传感器,它的工作电压为交流1V以下,频率为50HZ~1KHZ,测量湿度范围为0~100%RH,工作温度范围为0~50℃,阻抗在75%RH(25℃)时为1MΩ。
这种传感器原是用于开关的传感器,不能在宽频带范围内检测湿度,因此,主要用于判断规定值以上或以下的湿度电平。
然而,这种传感器只限于一定范围内使用时具有良好的线性,可有效地利用其线性特性。
方案二:采用HS1100/HS1101湿度传感器。
HS1100/HS1101电容传感器,在电路构成中等效于一个电容器件,其电容量随着所测空气湿度的增大而增大。
不需校准的完全互换性,高可靠性和长期稳定性,快速响应时间,专利设计的固态聚合物结构,由顶端接触(HS1100)和侧面接触(HS1101)两种封装产品,适用于线性电压输出和频率输出两种电路,适宜于制造流水线上的自动插件和自动装配过程等。
相对湿度在1%---100%RH范围内;电容量由16pF变到200pF,其误差不大于±2%RH;响应时间小于5S;温度系数为0.04 pF/℃。
可见精度是较高的。
综合比较方案一与方案二,方案一虽然满足精度及测量湿度范围的要求,但其只限于一定范围内使用时具有良好的线性,可有效地利用其线性特性。
而且还不具备在本设计系统中对温度-30~50℃的要求,因此,我们选择方案二来作为本设计的湿度传感器。
2.3 信号采集通道的选择在本设计系统中,温度输入信号为两路的模拟信号,这就需要多通道结构。
方案一、采用多路并行模拟量输入通道,如图2-1。
这种结构的模拟量通道特点为:(1)可以根据各输入量测量的饿要求选择不同性能档次的器件。
总体成本可以作得较低。
(2)硬件复杂,故障率高。
(3)软件简单,各通道可以独立编程。
方案二、采用多路分时的模拟量输入通道,如图2-2。
这种结构的模拟量通道特点为:(1)对ADC、S/H要求高。
(2)处理速度慢。
(3)硬件简单,成本低。
(4)软件比较复杂。
综合比较方案一与方案二,方案二更为适合于本设计系统对于模拟量输入的要求,比较其框图,方案二更具备硬件简单的突出优点,所以选择方案二作为信号的输入通道。
图2-1多路并行模拟量输入通道图2-2 多路分时的模拟量输入通道第3章系统总体设计本设计是基于单片机对数字信号的高敏感和可控性、温湿度传感器可以产生模拟信号,和A/D模拟数字转换芯片的性能,我设计了以AT89C51基本系统为核心的一套检测系统,其中包括A/D转换、单片机、复位电路、温度检测、湿度检测、键盘及显示、报警电路、系统软件等部分的设计。
图3-1 系统总体框图本设计由信号采集、信号分析和信号处理三个部分组成的。
(一)信号采集由AD590、HS1100及多路开关CD4051组成;(二)信号分析由A/D转换器MC14433、单片机AT89C51基本系统组成;(三)信号处理由串行口LED显示器和报警系统等组成。
3.1 信号采集3.1.1 温度传感器集成温度传感器AD590 是美国模拟器件公司生产的集成两端感温电流源。
一、主要特性AD590是电流型温度传感器,通过对电流的测量可得到所需要的温度值。
根据特性分挡,AD590的后缀以I,J,K,L,M表示。
AD590L,AD590M一般用于精密温度测量电路,其电路外形如图3-2所示,它采用金属壳3脚封装,其中1脚为电源正端V+;2脚为电流输出端I0;3脚为管壳,一般不用。
集成温度传感器的电路符号如图3-2所示。
图3-2 AD590外形及电路符号1、流过器件的电流(μA)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数,即:I T/T=1μA /K式中:IT——流过器件(AD590)的电流,单位μA。
T——热力学温度,单位K。
2、 AD590的测温范围-55℃- +150℃。
3、 AD590的电源电压范围为4V-30V。
电源电压可在4V-6V范围变化,电流IT变化1μA,相当于温度变化1K。
AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压,因而器件反接也不会损坏。
4、输出电阻为710MΩ。
5、精度高。
AD590共有I、J、K、L、M五档,其中M档精度最高,在-55℃~+150℃范围内,非线形误差±0.3℃。
AD590的工作原理在被测温度一定时,AD590相当于一个恒流源,把它和5~30V的直流电源相连,并在输出端串接一个1kΩ的恒值电阻,那么,此电阻上流过的电流将和被测温度成正比,此时电阻两端将会有1mV/K的电压信号。