基于51單片機(jī)的溫室大棚溫濕度檢測(cè)警報(bào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-25 00:20 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 下一個(gè)工序焊線才會(huì)順利，否則焊線將會(huì)出現(xiàn)很多異常，不僅會(huì)降低產(chǎn)量也會(huì)造成質(zhì)量問(wèn)題，因此要求每三個(gè)小時(shí)記錄一次室內(nèi)的溫濕度，且要保證其溫度在18℃23℃之間，濕度不可超過(guò)60%。隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及工業(yè)化的進(jìn)步,溫度和濕度不僅僅表現(xiàn)在以上幾個(gè)方面直接或間接影響著人類基本生活條件, 還表現(xiàn)在對(duì)工生物制品、醫(yī)藥衛(wèi)生、科學(xué)研究、國(guó)防建設(shè)等方面的影響。針對(duì)以上情況，研制可靠且實(shí)用的溫濕度控制器顯得非常重要。常用溫濕度傳感器的非線性輸出及一致性較差，使溫濕度的測(cè)量方法和手段相對(duì)較復(fù)雜，且給電路的調(diào)試帶來(lái)很大的困難。傳統(tǒng)的溫濕度測(cè)量多采用模擬小信號(hào)傳感器，不僅信號(hào)調(diào)理電路復(fù)雜，且溫濕度值的標(biāo)定過(guò)程也極其復(fù)雜，并需要使用昂貴的標(biāo)定儀器設(shè)備。因此對(duì)于溫濕度控制器的設(shè)計(jì)有著很大的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)意義。本文設(shè)計(jì)的是基于單片機(jī)STC89C52的溫濕度檢測(cè)和控制系統(tǒng)，主要以廣泛應(yīng)用的DHT11作為溫度和濕度的檢測(cè)，該儀器具有測(cè)量精度較高、硬件電路簡(jiǎn)單、并能很好的進(jìn)行顯示，可測(cè)試不同環(huán)境溫濕度的特點(diǎn)。另外和控制電路相連，可以進(jìn)行加濕電路和除濕電路的控制，使溫度和濕度參數(shù)在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)，不需要人的直接參與。本系統(tǒng)還通過(guò)RS232和上位機(jī)相連，可以設(shè)置每隔一定的時(shí)間進(jìn)行溫度和濕度的采集，上傳到上位機(jī)，以供查詢。傳統(tǒng)的溫度和濕度檢測(cè)系統(tǒng)主要有以下幾種：（1）水汽壓（e）：是水汽在大氣總壓力中的分壓力。它表示了空氣中水汽的絕對(duì)含量的大小，以毫巴為單位。（2）相對(duì)濕度（rh）：濕空氣中實(shí)際水汽壓e與同溫度下飽和水汽壓E的百分比，相對(duì)濕度的大小能直接表示空氣距離飽和的相對(duì)程度?？諝馔耆稍飼r(shí)，相對(duì)濕度為零。相對(duì)濕度越小，表示當(dāng)時(shí)空氣越干燥。當(dāng)相對(duì)濕度接近于100%時(shí)，表示空氣很潮濕，越接近于飽和。（3）露點(diǎn)（或霜點(diǎn)）溫度：指空氣在水汽含量和氣壓都不改變的條件下，冷卻到飽和時(shí)的溫度。（4）干濕球溫度表：用一對(duì)并列裝置的、形狀完全相同的溫度表，一支測(cè)氣溫，稱干球溫度表，另一支包有保持浸透蒸餾水的脫脂紗布，稱濕球溫度表。（5）發(fā)濕度表（計(jì)）：利用脫脂人發(fā)（或牛的腸衣）具有空氣潮濕時(shí)伸長(zhǎng)，干燥時(shí)縮短的特性，制成毛發(fā)濕度表或濕度自記儀器，它的測(cè)濕精度較差，毛發(fā)濕度表通常在氣溫低于10℃時(shí)使用。（6）電阻式濕度片：利用吸濕膜片隨濕度變化改變其電阻值的原理，常用的有碳膜濕敏電阻和氯化鋰濕度片兩種。前者用高分子聚合物和導(dǎo)電材料碳黑，加上粘合劑配成一定比例的膠狀液體，涂覆到基片上組成的電阻片；后者是在基片上涂上一層氯化鋰酒精溶液，當(dāng)空氣濕度變化時(shí)，氯化鋰溶液濃度隨之改變從而也改變了測(cè)濕膜片的電阻。（7）薄膜濕敏電容：是以高分子聚合物為介質(zhì)的電容器，因吸收（或釋放）水汽而改變電容值。它制作精巧，性能優(yōu)良，常用在探空儀和遙測(cè)中。隨著智能檢測(cè)系統(tǒng)的飛速發(fā)展，基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)將多傳感器系統(tǒng)結(jié)合在一起。如何把多傳感器集中于一個(gè)檢測(cè)控制系統(tǒng)，綜合利用來(lái)自多傳感器的信息，獲得對(duì)被測(cè)對(duì)象的可靠了解和解釋，以利于系統(tǒng)做出正確的響應(yīng)、決策和控制，是智能檢測(cè)控制系統(tǒng)中需要解決的首要問(wèn)題。在溫濕度要求嚴(yán)格的場(chǎng)合，利用多傳感技術(shù)可以提高系統(tǒng)的可靠性和精度，亦可以提高系統(tǒng)的時(shí)間空間的覆蓋范圍。單片機(jī)是系統(tǒng)的控制核心，所以單片機(jī)的性能關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的好壞。因此單片機(jī)的選擇，對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)以及功能的擴(kuò)展有著很大的影響。單片機(jī)種類很多，在眾多51系列單片機(jī)中，較為常用的是ATMEL 公司的AT89C51和AT89S52單片機(jī)，AT89C51片內(nèi)4KROM是Flash工藝的，使用專用的編程器自己就可以隨時(shí)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行電擦除和改寫(xiě)，片內(nèi)有128字節(jié)的RAM。而AT89S52含有在系統(tǒng)可編程的Flash存儲(chǔ)器，片內(nèi)有8K閃存，RAM的容量也較AT89C51大，為256字節(jié)。顯然這種單片機(jī)優(yōu)點(diǎn)更多，開(kāi)發(fā)時(shí)間也大為縮短。在本次設(shè)計(jì)中選用了STC89C52單片機(jī)。鍵盤(pán)接口電路較為簡(jiǎn)單，而顯示部分有兩種方案供選擇：一種為L(zhǎng)CD，一種為L(zhǎng)ED。LCD液晶顯示的像素單元是整合在同一塊液晶版當(dāng)中分隔出來(lái)的小方格。通過(guò)數(shù)碼控制這些極小的方格進(jìn)行顯像。顯示非常細(xì)膩但是造價(jià)很高。而LED數(shù)碼顯示中每一個(gè)像素單元就是一個(gè)發(fā)光二極管，如果是單色，一般是紅色發(fā)光二極管。如果是彩色，一般是三個(gè)三原色小二極管組成的一個(gè)大二極管。這些二極管組成的矩陣由數(shù)碼控制實(shí)時(shí)顯示文字或圖象，造價(jià)相對(duì)低廉，顯示效果也較好。本設(shè)計(jì)中，最終選用的集成溫度傳感器DHT11，采集到的溫濕度信號(hào)送至單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)溫濕度的顯示與控制。系統(tǒng)主要由以上元器件組成，通過(guò)硬件電路和軟件程序的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能。第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)的高敏感和可控性、溫濕度傳感器可以產(chǎn)生模擬信號(hào)，和A/D模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片的性能，此設(shè)計(jì)以STC89C52基本系統(tǒng)為核心的一套檢測(cè)系統(tǒng)，其中包括單片機(jī)、復(fù)位電路、溫濕度檢測(cè)、鍵盤(pán)及顯示、報(bào)警電路、系統(tǒng)軟件等部分的設(shè)計(jì)。鍵盤(pán)控制顯示電路系統(tǒng)晶振電平變換PC機(jī)報(bào)警電路溫濕度傳感器單片機(jī) 系統(tǒng)重點(diǎn)及組成：溫濕度的檢測(cè) 溫濕度的顯示 單片機(jī)與PC機(jī)間的通信 通過(guò)開(kāi)關(guān)量控制實(shí)現(xiàn)溫濕度上下限調(diào)節(jié) 系統(tǒng)總體框圖 溫濕度傳感器DHT11產(chǎn)品概述DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處
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