【正文】 .......................................... 21 參考文獻(xiàn) ............................................................. 22致謝 .................................................................. 23畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 ...................................... 24 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 ........................................ 25 附錄 .................................................................. 26 附 錄 A 系統(tǒng)仿真圖 .................................................. 26 附錄 B 系統(tǒng)實(shí)物圖 .................................................... 27 1 緒論 1 1 緒 論 研究背景及意義 防潮、防霉、防腐、防爆是倉庫日常工作的 重要內(nèi)容，是衡量倉庫管理質(zhì)量的重要指標(biāo)。由于糧庫、機(jī)房、檔案館等場所對于溫濕度的特殊要求，這些地點(diǎn)需要裝有溫濕度在線監(jiān)控系統(tǒng)，由用戶根據(jù)環(huán)境要求設(shè)定系統(tǒng)的溫濕度閾值，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到的溫濕度值超過閾值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)空氣溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備；當(dāng)環(huán)境溫濕度值降到設(shè)定范圍內(nèi)，溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備停止工作。因此我們需要一種造價(jià)低廉、使用方便且測量準(zhǔn)確的溫濕度測量儀。溫度采集控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和人們的生活領(lǐng)域中，得到了廣泛應(yīng)用。 國內(nèi)外發(fā)展情況 溫度傳感器是最早開發(fā)，應(yīng)用最廣的一類傳感器。受傳感器靈敏度的限制 ,這類溫濕度儀 器 的精度不可能很高 ,一般條件下還可以滿足需要 ,但是在環(huán)境實(shí)驗(yàn)設(shè)備等對精度要求頗高的場合就難以滿足要求了。 2 系統(tǒng)方案選擇和工作原理 3 2 系統(tǒng)方案選擇和工作原理 系統(tǒng)綜述 根 據(jù)本設(shè)計(jì)第一章要求的性能指標(biāo)， 方案設(shè)計(jì)時(shí) 不僅要 考慮怎么樣實(shí)現(xiàn) 測量一定精度 的 溫濕度信號 值 的基本功能， 還要考慮 溫濕度超 過閾值 時(shí)系統(tǒng)的報(bào)警功能 。 （ 2）數(shù)字式 這種方案在信號的采樣、放大電路、報(bào)警設(shè)置以及報(bào)警電路等環(huán)節(jié)與第一種方案區(qū)別不大，只是在放大電路后采用了 A/D 轉(zhuǎn)換電路，它將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行數(shù)碼顯示，它最大的好處是顯示直觀，這是模擬式產(chǎn)品向智能式產(chǎn)品過渡的中間型產(chǎn)品，屬于第二代儀表，在上個(gè)世紀(jì) 80 年代的設(shè)計(jì)中大都 采用這 本種結(jié)構(gòu)的方案，在 日常生活中 看到的大都是未被替換的產(chǎn)品 。 所以濕度的測量比溫度的測量要復(fù)雜的多。 從節(jié)約能源和成本及使用方便的角度考慮，每一個(gè)設(shè)計(jì)都要本著滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，盡量簡單方便快捷的設(shè)計(jì)。放大電路是提高單片機(jī)對信號進(jìn)行識別的有效方法，而且在復(fù)雜電路的各種設(shè)計(jì)領(lǐng)域中是最常用也是必須要采用的方法 。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，采用 這種設(shè)計(jì) 方案設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品由于自身的缺陷性已滿足不了當(dāng)今社會(huì)的要 求，所以 基本上被淘汰了 。此系列單片機(jī) 易于開發(fā)、使用靈活、而且體積小、抗干擾能力強(qiáng)， 可以兼容種類眾多的支持芯片、較為豐富的軟件資源，可以工作于各種惡劣的 條件下，工作穩(wěn)定等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)中采用內(nèi)部時(shí)鐘產(chǎn)生方式。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為 5V177。 并且糧倉環(huán)境中的溫度都在 － 20— ＋ 45℃ 之間。溫度傳感器是指檢測外界溫度的傳感器，它將所測環(huán)境 中的溫 度 信號 轉(zhuǎn)換為便于處理，顯示，記錄的電（頻率）信號等，在很多領(lǐng)域都有普遍的應(yīng)用。目前在工 業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究工作中得到廣泛使用的接觸式溫度傳感器主要是熱電傳感器。 但是 ,溫度和壓力的變化導(dǎo)致飽和水蒸氣 氣 壓也將隨之而變化。露點(diǎn)在 0℃ 以下結(jié)冰時(shí)即為霜點(diǎn)。 濕度傳感器的精度水平要結(jié)合其長期穩(wěn)定性去判斷 。 目前國際上新型傳感 器正從模擬式向數(shù)字式、集成化向智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。它不僅能準(zhǔn)確測量相對濕度，還能測量濕度和露點(diǎn)。 采用 SHT11 進(jìn)行溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測的系統(tǒng)具有精度高、成本低、體積小、接口簡單等優(yōu)點(diǎn)；另外 SHT11 芯片內(nèi)部集成了 1 14 位 A／ D轉(zhuǎn)換器，且采用數(shù)字信號輸出，因此抗干擾能力也比同類芯片高。由于它將溫度傳感器與濕度傳感器結(jié)合在一起而構(gòu)成了一個(gè)單一 的個(gè)體，因而測量精度較高且可得出露點(diǎn)，同時(shí)不產(chǎn)生由于溫度與濕度傳感器之間隨溫度梯度變化引起的誤差。使用8/12/14 位的分辨率測量分別需要大約 11/55/210 毫秒的時(shí)間。 測量分辨率設(shè)定 :將測量分辨率從 14位（溫度）和 12位（濕度）分別減到 12位和 8位可應(yīng)用于高速或低功耗場合 。當(dāng)電源電壓位 5V，且溫度傳感器的分辨率為 14位時(shí)，d1=4， d2=，當(dāng)溫度傳感器的分辨率為 12 位時(shí)， d1=40， d2=。 （ a）開始信號： SCL 為高電平時(shí)， SDA 由高電平向低電平跳變，開始傳送數(shù)據(jù)。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 數(shù)據(jù)線保持 允許數(shù)據(jù)變化穩(wěn)定數(shù)據(jù)有效 圖 342I C總線有效數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序圖 （ d）應(yīng)答信號：接收數(shù)據(jù)的 SHT11 收到 8bit 數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的 單片機(jī) 發(fā)出特定的低電平脈沖，表示已收 到數(shù)據(jù)。 SHT11 溫濕度芯片通過 兩個(gè) 虛擬的 2I C 總線接 連接在 AT89C51 單片機(jī)上 。 由 SHT11 和 AT89S52 單片機(jī)組成的測量電路原理圖如圖 。 LCD1602 液晶顯示模塊基本技術(shù)： 1）、主要功能 A、 40通道點(diǎn)陣 LCD 驅(qū)動(dòng) 。設(shè)計(jì)報(bào)警電路也是為了更完善系統(tǒng)的功能。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛材料制成，在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。 六個(gè)按鍵分別接到 。它采用模塊化設(shè)計(jì)，由主程序、 sht1 讀取子程序、按鍵處理子程序、 lcd1062 顯示子程序等模塊組成。對于一個(gè)空間來說，各個(gè)空間點(diǎn)的溫濕度值都是不同的。 這就使我們的系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)更簡單明了，測量的精確度有較大的提高。 [16]基于單片機(jī)的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) .作者 :劉寶元 ,張玉虹 ,段存麗等期刊 核心期刊 國外電子測量技術(shù) OGY 2021 年 第 12期 [17] Pattern and development of land use changes in the Kenyan highlands since the 1950s .Agriculture, Ecosystems and Environment, 1999, 76 :67~73 . [18] ZHAI G FIKEDA S. An empirical model of land use change inChina .Reviews of Urbanamp。構(gòu)成硬件電路的芯片為 AT89S52 和 SHT11，工作時(shí)受電源震動(dòng)的影響?。伙@示器為數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示，亮度高，可以在黑暗和強(qiáng)光清楚顯示。 由 LCD1602 為核心的顯示電路可以直觀的顯示測量結(jié)果。 主程序流程圖 開始 初始化單片機(jī)及程序 讀取 SHT1 溫濕度檢測傳感器數(shù)值 數(shù)據(jù)處理 LCD1602 顯示溫濕度數(shù)值 超出溫濕度范圍 ,報(bào)警器報(bào)警 . 結(jié)束 結(jié)論 21 結(jié) 論 在硬件電路設(shè)計(jì) 中選用了 AT89S52 作為系統(tǒng)的核心控制部件。其功能很簡單， 六 個(gè)鍵定義如下： ：溫度上限的設(shè)置 ：溫度下限的設(shè)置 ：濕度上限的設(shè)置 ：濕度下限的設(shè)置 ：溫濕度加的設(shè)置 ：溫濕度減的設(shè)置 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 鍵盤電路 鍵盤電路原理 本章小結(jié) 本章主要介紹了溫濕度傳感器的定義及其分類。當(dāng)AT89S52 單片機(jī)檢測工作間隙超過規(guī)定的量值時(shí)，通過報(bào)警電路向報(bào)警 器 發(fā)出有效信號 (高電平有效 )，聲音報(bào)警電路接到有效電平后則自動(dòng)發(fā)出預(yù)置的報(bào)警聲，同時(shí)紅色報(bào)警指示燈發(fā)出耀眼的紅色信號 . 當(dāng) Ｐ 24，Ｔ 0 為低電平時(shí)， 三極管為 低 電平，三極管截止，集電極電流為 0，發(fā)射極電流為 0，聲光報(bào)警器均不能正常工作。蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子 設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。 C、 輸入 /輸出信號 :輸出 ,能產(chǎn)生 20 2個(gè) LCD 驅(qū)動(dòng)波形 。作為溫濕度測量系統(tǒng)，顯示電路的設(shè)計(jì)也不例外。 當(dāng)測量 控制 系統(tǒng)發(fā)出溫濕度測量命令以后，使用8/12/14 位的分辨率測量分別需要大約 11/55/210 毫秒的時(shí)間。若 單片機(jī) 確認(rèn)失敗， 單片機(jī) 必須發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)束信號給從器件。 （ b）結(jié)束信號： SCL 為 高 電平時(shí)， SDA 由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。針對這一問題， Philips 公司提出了 2I C 總線協(xié)議， 2I C總線協(xié)議有效地解決了這一問題。首先是傳感器信號強(qiáng)度的增加增強(qiáng)了傳感器 芯片 的抗干擾性能，保證了傳感器的長期 穩(wěn)定性 ?？刂破鞅仨毻ㄟ^使 DATA 為低來確認(rèn)每一個(gè)字節(jié)。 SHT11 傳感器的校準(zhǔn)系數(shù)預(yù)先存在 OTP 內(nèi)存中。 SHT11 的主要特性如下： ● 將溫濕度傳感器、信號放大調(diào)理、 A/D 轉(zhuǎn)換、 2I C總線接口全部集成于一 體的 芯片（ COMensTM 技術(shù)）； ● 可給出全校準(zhǔn)相對濕度及溫度值輸出； ● 帶有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 2I C 總線數(shù)字輸出接口； ● 具有露點(diǎn)值計(jì)算輸出功能； ● 具有卓越的長期穩(wěn)定性； ● 是只讀輸出分辨率為 14 位，溫 度值輸出分辨率為 12 位； ● 小體積（ ） ,可表面貼裝； ● 具有可靠的 CRC 數(shù)據(jù)傳輸校驗(yàn)功能； ● 片內(nèi)裝載的校準(zhǔn)系數(shù)可保證 100%互換性； ● 電源電壓范圍為 — ； ● 電流消耗，測量時(shí)為 550μA, 休眠時(shí)為 3μA ； SHT11的工作原理 SHT11 的 DATA 引腳在 SCK 時(shí)鐘的下降沿之后改變狀態(tài)，并僅在 SCK 時(shí)鐘上升沿后有效，所以， AT89S52 單片機(jī) 可以在 SCK 高電平時(shí)讀出數(shù)據(jù)，而當(dāng)其向 SHT11 發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，則必須保證 DATA 上的電平狀態(tài)在 SCK 高電平段穩(wěn)定 。測量溫度的范圍 40℃ — +℃ ，分辨率為℃ 。 SHT11 是瑞士 Ssirion 公司推出的基于CMOSensTM 技術(shù)的新型溫濕度傳感器。溫濕度傳感器在使用過程中，由于受到 環(huán)境的影響都會(huì)產(chǎn)生 年漂移 。2% —