精選基于at89s52單片機的蔬菜大棚溫濕度檢測裝置的設(shè)計(編輯修改稿)
2024-11-28 11:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 I／ O 口線，而且測量精度達到 12 位，最低 精確到小數(shù)點后 4 位有效數(shù)字。用這種智能化數(shù)字式傳感器的優(yōu)勢顯而易見 。 近十年來隨著時代的發(fā)展，科研、農(nóng)業(yè)、暖通、紡織、機房、航空航天 、電力等工業(yè)部門，越來越需要采用濕度傳感器，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，對環(huán)境溫、濕度的控制以及對工業(yè)材料水分 值的監(jiān)測與分析都已成為比較普遍的技術(shù)條件之一。濕度傳感器產(chǎn)品及濕度測量屬于 90 年代興起的行業(yè)， 濕度傳感器，分為電阻式和電容式兩種，產(chǎn)品的基本形式都為在基片涂覆感濕材料形成感濕膜，空氣中的水蒸汽吸附于感濕材料后，元件的阻抗、介質(zhì)常數(shù)發(fā)生很大的變化，從而制成濕敏元件。 目前， 國 內(nèi)外各廠家的濕度傳感器產(chǎn)品水平不一，質(zhì)量價格都相差較大，用戶如何選擇性能價格比最優(yōu)的理想產(chǎn)品確有一定難 度 ， 而且， 濕度傳感器普遍存在著互換性差的現(xiàn)象，同一型號的傳感器不能互換 ，嚴重影響了使用效果，給維修、調(diào)試增加了困難，有些廠家在這方面做 出了種種努力，但互換性仍很差 。而且校正濕度要比校正溫度困難得多，溫度標(biāo)定往往用一根標(biāo)準(zhǔn)溫度計作標(biāo)準(zhǔn)即可而濕度的標(biāo) 定標(biāo)準(zhǔn)較難實現(xiàn)，干濕球濕度計和一些常見的指針式濕度計是不能用來做 標(biāo)定的，精度無法保證，因其要求環(huán)境條件非常嚴格，一般情況，（最好在濕度環(huán)境適合的條件下）在缺乏完善 的檢定設(shè)備時，通常用簡單的飽和鹽溶液檢定法，并測量其溫度。 濕度傳感器的精度應(yīng)達到 177。2%— 177。5%RH，達不到這個水平很難作為計量器具使用，濕度傳感器要達到 177。2%— 177。3%RH 的精度是比較困難的，通常產(chǎn)品資料中給出的特性是在常溫（ 20℃ 177。10℃ ）和潔凈的氣體中測量的。在實際使用中，由于塵土、油污及有害氣體的影響，使用時間一長，會產(chǎn) 3 生老化，精度下降，濕度傳感器的精度水平要結(jié)合其長期穩(wěn)定性去判斷，一般說來，長期穩(wěn)定性和使用壽命是影響濕度傳感器質(zhì)量的頭等問題，年漂移量控制在 1%RH 水平的產(chǎn)品很少，一般都在 177。2%左右， 甚至更高。 濕敏元件除對環(huán)境濕度敏感外， 對溫度亦十分敏感，其溫度系數(shù)一般在 —%RH/℃ 范圍內(nèi)，而且有的濕敏元件在不同的相對濕度下，其溫度系數(shù)又有差別。溫漂非線性，這需要在電路上加溫度補償式。采用單片機軟件補償，或無溫度補償?shù)臐穸葌鞲衅魇潜ＷC不了全溫范圍的精度的，濕度傳感器溫漂曲線的線性化直接影響到補償?shù)男Ч?，非線性的溫漂往往補償不出較好的效果，只有采用硬件溫度跟隨性補償才會獲得真實的補償效果。濕度傳感器工作的溫度范圍也是重要參數(shù)。多數(shù)濕敏元件難以在40℃ 以上正常工作。 預(yù)期目標(biāo) 本設(shè)計 裝置完成后可以通過溫度傳感器 DB18B20 和濕度傳感器HS1101 對蔬菜大棚內(nèi)的溫度濕度進行實時檢測，通過單片機 AT89S52 對采集到的溫度濕度數(shù)據(jù)進行處理，用 LCD 顯示出當(dāng)前蔬菜大棚內(nèi)的溫度濕度的測量值，其中溫度濕度的設(shè)定值可由工作人員根據(jù)蔬菜大棚內(nèi)種植的具體作物所需的最適宜溫度濕度進行按鍵調(diào)整，當(dāng)測量到的溫度濕度值超過設(shè)定值時，報警器（蜂鳴器）則會動作報警。 本設(shè)計裝置完成封裝后正面視圖 應(yīng)如下圖 11 所示： 圖 11 裝置正面封裝視圖 顯示檢測到的 實時 溫度、濕度 按鍵調(diào)整 區(qū) 工作狀態(tài)指示燈及報警 4 2 設(shè)計方案的選擇 溫度 傳感器的 選擇 溫度傳感器：能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。 溫度傳感器是 溫度測量儀表 的核心部分，品種繁多。 傳統(tǒng)的溫度傳感器主要包括熱電阻溫度傳感器和模擬溫度傳感器。 方案 一 ：采用熱電阻溫度傳感器 導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而改變，通過測量其阻值推算出被測物體的溫度，利用此原理構(gòu)成的傳感器就是電阻溫度傳感器。（如圖 21 所示） 圖 21 熱電阻溫度傳感器 這種傳感器主要用于 200—500℃ 溫度范圍內(nèi)的溫度測量。純金屬是熱電阻的主要制造材料，熱電阻的材料應(yīng)具有以下特性：（ 1） 電阻溫度系數(shù)要大而且穩(wěn)定，電阻值與溫度之間應(yīng)具有良好的線性關(guān)系。（ 2）電阻率高，熱容量小，反應(yīng)速度快。（ 3）材料的復(fù)現(xiàn)性和工藝性好，價格低。（ 4）在測溫范圍內(nèi)化學(xué)物理特性穩(wěn)定。目 前，在工業(yè)中應(yīng)用最廣的 鉑 和 銅 ，并已制作成標(biāo)準(zhǔn)測溫?zé)犭娮?，其主要的特點為精度高、測量范圍大、便于遠距離測量 ，但 在腐蝕性介質(zhì)中使用穩(wěn)定性差。 方案二：采用模擬溫度傳感器 AD590 是美國模擬器件公司的電流輸出型溫度傳感器，供電電壓范圍 E+ S+ S E 5 為 3—30V，輸出電流 223μA（ 50℃ ） —423μA（ +150℃ ），靈 敏度為 1μA/℃ 。當(dāng)在電路中串接 采樣電阻 R 時， R 兩端的電壓可作為輸出電壓。注意 R 的阻值不能取得太大，以保證 AD590 兩端電壓不低于 3V。 AD590 輸出電流信號 傳輸距離可達到 1km以上。作為一種高阻電流源，最高可達 20MΩ，所以它不必考慮選擇開關(guān)或 CMOS 多路轉(zhuǎn)換器所引入的附加電阻造成的誤差 。適用于多點溫度測量和遠距離溫度測量的控制。 方案三：采用 DS18B20 溫度傳感器 DS18B20 是 “一線總線 ”接口的溫度傳感器，一線總線結(jié)構(gòu)具有簡潔且經(jīng)濟的特點，可使用戶輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，從而為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念， DS18B20 的測溫范圍為 55℃ —+125℃ ，在 10℃ —+85℃ 范圍內(nèi)，精度為 177?！?，現(xiàn)場溫度可直接通過 “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 適 合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。它工作在 的電壓范圍，采用多種封裝形式，從而使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便，設(shè)定分辨率及
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