【正文】 5℃范圍內(nèi)，精度為177。 綜合比較方案一與方案二，方案一雖然滿足精度及測(cè)量濕度范圍的要求，但其只限于一定范圍內(nèi)使用時(shí)具有良好的線性，可有效地利用其線性特性。不需校準(zhǔn)的完全互換性，高可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)8快速響應(yīng)時(shí)間，專利設(shè)計(jì)的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，由頂端接觸（HS1100）和側(cè)面接觸（HS1101）兩種封裝產(chǎn)品，適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路，適宜于制造流水線上的自動(dòng)插件和自動(dòng)裝配過(guò)程等。 方案一：采用HOS201濕敏傳感器 HOS201濕敏傳感器為高濕度開關(guān)傳感器，它的工作電壓為交流1V 以下，頻率為50HZ ～1KHZ ，測(cè)量濕度范圍為 0～100%RH，工作溫度范圍為0～50℃，阻抗在75%RH（25℃）時(shí)為1MΩ。它工作在3V~電壓范圍，采用多種封裝形式，從而使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便，設(shè)定分辨率及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在EEPROM中，掉電后依然保存。 方案二：采用DS18B20作為溫度傳感器 DS18B20是由Dallas半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的“一線總線” 接口的溫度傳感器。（℃+︱t︱），B級(jí)為177。其主要的特點(diǎn)為精度高、測(cè)量范圍大、便于遠(yuǎn)距離測(cè)量。 傳感器的選型 傳感器是實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制的首要環(huán)節(jié)，是測(cè)控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，如果沒有傳感器對(duì)原始被測(cè)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的捕捉和轉(zhuǎn)換，一切準(zhǔn)確的測(cè)量和控制都將無(wú)法實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分是將溫濕度傳感器置于溫室內(nèi)部，測(cè)出室內(nèi)的溫濕度值之后送入 AT89S51 單片機(jī)中，然后 LED 顯示出溫濕度測(cè)量值。由數(shù)據(jù)采集及處理、單片機(jī)、控制和人機(jī)接口等 4個(gè)大的部分組成。 系統(tǒng)完成后可以通過(guò)溫度傳感器 DB18B20 和濕度傳感器 HS1101 對(duì)大棚溫室內(nèi)的溫濕度進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)單片機(jī) AT89S51 對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用LED 顯示出當(dāng)前環(huán)境的溫濕度狀況，其中溫度可以有操作人員根據(jù)不同作物所需的最適宜溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)環(huán)境溫度和設(shè)置的最適宜溫度之差大于 3℃時(shí)，報(bào)警裝置即會(huì)啟動(dòng)。 電子式濕度傳感器的特點(diǎn)： 電子式濕度傳感器的準(zhǔn)確度可以達(dá)到 2％—3％RH。干濕球測(cè)濕法采用間接測(cè)量方法，通過(guò)測(cè)量干球、濕球的溫度經(jīng)過(guò)計(jì)算得到濕度值，因此對(duì)使用溫度沒有嚴(yán)格限制，在高溫環(huán)境下測(cè)濕不會(huì)對(duì)傳感器造成損壞。而 DS1820 新型單總線數(shù)字溫度傳感器，采用 3 腳(或 8 腳)封裝，從 DS1820 讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)僅需要一根 I/O 口線，而且測(cè)量精度達(dá)到 12 位，最低精確到小數(shù)點(diǎn)后 4 位有效數(shù)字。溫度傳感器一般采用熱電阻、熱電偶等模擬器件，需要額外加補(bǔ)償電路，安裝復(fù)雜，成本較高。這種人工測(cè)試方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低，且測(cè)試的溫度及濕度誤差大，隨機(jī)性大?；趩纹瑱C(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目 錄中文 摘要 ....................................................................................................I英文摘要 ...................................................................................................II緒 論 ...................................................................................................11 系統(tǒng)總體方案及傳感器選型 .............................................................3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn) 述 ...............................................................3 系統(tǒng)的工作原理 ...........................................................................3 傳感器的選型 ...............................................................................4 溫度傳感器的選型 .....................................................................4 濕度傳感器的選擇 .....................................................................52 傳感器及其硬件電路設(shè)計(jì) .................................................................6 溫度傳感器 DS18B20 介紹 ...........................................................6 濕度傳感器 HS1101 介紹 ...........................................................11 硬件電路設(shè)計(jì) .............................................................................16 溫度測(cè)量電路 ..........................................................................16 濕度測(cè)量電路 ..........................................................................163 人機(jī)接口電路 ....................................................................................17 鍵盤部分 .....................................................................................17 顯示部分 .....................................................................................17 報(bào)警電路設(shè)計(jì) .............................................................................18 RS485 異步半雙工通信總線 ....................................................194 軟件設(shè)計(jì) ............................................................................................20 主程序流程圖 .............................................................................20 按鍵掃描子程序流程圖 .............................................................21 溫度程序流程圖 .........................................................................22 濕度程序流程圖 .........................................................................24結(jié)束語(yǔ) ......................................................................................................25致 謝 ......................................................................................................26參考文獻(xiàn) ..................................................................................................27附錄 1.......................................................................................................28附錄 2.......................................................................................................37基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)I基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)首先給出了基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體方案，描述了溫度傳感器 DS18B20 和濕度傳感器 HS1101 的工作原理；其次，進(jìn)行了硬件電路的設(shè)計(jì)，包括溫度測(cè)量電路、濕度測(cè)量電路、鍵盤與顯示電路以及報(bào)警電路；然后在硬件部分的基礎(chǔ)上又進(jìn)行了軟件部分的設(shè)計(jì)，包括主程序流程圖、按鍵掃描子程序流程圖和溫濕度程序流程圖，最后運(yùn)用 C 語(yǔ)言對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行了編程。因此我們需要一種造價(jià)低廉、使用方便且測(cè)量準(zhǔn)確的溫濕度測(cè)量?jī)x。而且必須經(jīng)過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換后才可以被微處理器識(shí)別和處理。用這種智能化數(shù)字式傳感器的優(yōu)勝顯而易見。干濕球測(cè)濕法的維護(hù)相當(dāng)簡(jiǎn)單，在實(shí)際使用中，只需定期給濕球加水及更換濕球紗布即可。電子式濕度傳感器的精度水平要結(jié)合其長(zhǎng)期穩(wěn)定性去判斷，一般說(shuō)來(lái)，電子式濕度傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和使用壽命不如干濕球濕度傳感器?；趩纹瑱C(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)51 系統(tǒng)總體方案及傳感器選型 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)述 該溫濕度測(cè)控系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)組成，由溫度、濕度傳感器，顯示器，鍵盤與報(bào)警電路等組成。該測(cè)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)采集（檢測(cè)溫室大棚內(nèi)的溫濕度） 、實(shí)時(shí)處理（對(duì)監(jiān)測(cè)到的溫濕度值進(jìn)行比較分析，決定下一步控制進(jìn)程） 、實(shí)時(shí)控制（根據(jù)處理的結(jié)果發(fā)出控制指令，指揮被控對(duì)象動(dòng)作）的功能。單片機(jī)將預(yù)設(shè)的參考值與測(cè)量值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果做出判斷。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化測(cè)量和控制，幾乎主要依靠各種傳感器來(lái)檢測(cè)和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各種參量，使設(shè)備和系統(tǒng)正常運(yùn)行在最佳狀態(tài)，從而保證生產(chǎn)的高效率和高質(zhì)量，因此選擇正確的溫濕度傳感器在設(shè)計(jì)中起著至關(guān)重要的作用。 鉑的物理、化學(xué)性能極穩(wěn)定，耐氧化能力強(qiáng)，易提純，復(fù)制性好，工業(yè)性好，電阻率較高，因此，鉑電阻用于工業(yè)檢測(cè)中高精密測(cè)溫和溫度標(biāo)準(zhǔn)。（℃+︱t︱）。一線總線結(jié)構(gòu)具有簡(jiǎn)潔且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，可使用戶輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，從而為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念，DS18B20的測(cè)溫范圍為55℃~+125℃，在10℃~+85℃ 范圍內(nèi)，精度為 177。綜合比較方案一與方案二，方案二更為適合于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)于溫度傳感器的選擇。這種傳感器原是用于開關(guān)的傳感器，不能在寬頻帶范圍內(nèi)檢測(cè)濕度，因此，主要用于判斷規(guī)定值以上或以下的濕度電平。相對(duì)濕度在1%100%RH范圍內(nèi)；電容量由16pF 變到200pF，其誤差不大于177。而且還不具備在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中對(duì)溫度30～50℃的要求，因此，我們選擇方案二來(lái)作為本設(shè)計(jì)的濕度傳感器?！?，現(xiàn)場(chǎng)溫度可直接通過(guò)“一線總線” 以數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。DS18B20 有三個(gè)引腳，GND 接地；DQ 數(shù)字信號(hào)的輸出/輸入；Vdd 為外接電源輸入端。 (2) DS18B20中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，以12位轉(zhuǎn)化為例：用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，℃/LSB形式表達(dá)，其中S 為符號(hào)位。在DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)置為0，用戶不要去改動(dòng)。主機(jī)總線T0時(shí)刻發(fā)送一復(fù)位脈沖(最短為 480us的低電平信號(hào))，接著在tl時(shí)刻釋放總線并進(jìn)入接收狀態(tài)，DSl8B20 在檢測(cè)到總線的上升沿之后，等待1560us，接著DSl8B20 在t2時(shí)刻發(fā)出存在脈沖 (低電平持續(xù)60240us)，如圖中虛線所示：圖24 主機(jī)讀時(shí)序(2) 寫時(shí)間隙 當(dāng)主機(jī)總線t0時(shí)刻從高拉至低電平時(shí)，就產(chǎn)生寫時(shí)間隙，見圖 、從t0時(shí)刻開始15us之內(nèi)應(yīng)將所需寫的位送到總線上，DSl8B20在t0后1560us間對(duì)總線采樣。之后在t1時(shí)刻將總線拉高，產(chǎn)生讀時(shí)間隙，讀時(shí)間隙在t1時(shí)刻后t2時(shí)刻前有效。下面介紹HS1101濕度傳感器及其應(yīng)用。 圖28 濕敏電阻工作的溫、濕度范圍 圖29 濕度電容響應(yīng)曲線 相對(duì)濕度在1%100%RH范圍內(nèi)；電容量由16pF變到200pF ，其誤差不大于177?？梢詰?yīng)用于辦公自動(dòng)化，車廂內(nèi)空氣質(zhì)量控制，家電，工業(yè)控制系統(tǒng)等。 空氣濕度與電壓頻率的典型值如表24所示：表 24 空氣濕度與電壓頻率的典型值濕度 頻率 濕度 頻率%RH HZ %RH HZ0 7351 60 660010 7224 70 646820 7100 80 63