温湿度检测仪.doc

前言温度和湿度的检测和控制是许多行业的重要工作之一,不论是货品仓库、生产车间,都需要有规定的温度和湿度,然而温度和湿度却是最不易保障的指标, 针对这一情况,研制可靠且实用的温度和湿度检测与控制系统就显得非常重要。温湿度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一[1],随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用。在生产中,温湿度的高低对产品的质量影响很大。由于温湿度的检测控制不当,可能使我们导致无法估计的经济损失。为保证日常工作的顺利进行,首要问题是加强生产车间内温度与湿度的监测工作,但传统的方法过于粗糙,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。由于温湿度传感器及其控制系统是 20世纪 90年代才兴起的行业,因此设计出一款精度高、稳定性好、成本低的温湿度检测控制系统具有一定的市场前景。此研究项目采用具有高精度,防干扰等优点的传感器,结合单片机嵌入式系统技术,设计完成的系统具有易携带、低功耗等特点,从而克服了传统温湿度检测系统需要复杂的校准过程和精度较低的缺点。本设计所介绍温湿度检测仪与传统的温湿度计相比具有读数方便,测温湿范围广,测温湿准确,其输出温湿度度采用 LED 数码管显示,该设计控制器使用单片机,数字温湿度传感器 DS18B20,DHT11 ,用LED 数码管,实现温湿度度显示,能准确达到要求。本次论文只要有四章,其中第一章主要介绍了本次设计的主要内容;第二章主要是介绍了主要的元器件以及硬件设计及其内容;第三章主要介绍了软件流程的过程;第四章主要软硬件的调试。第1章绪论 设计任务设计一个基于单片机的测温湿度控制系统,用单片机作为主控芯片,通过温湿度传感器监控对温湿度进行实时性控制,通过设置警戒温度,利用单片机控制, 当温湿度高于设定温湿度基准值时启动报警,以达到控制的目的。设计的功能如下: (1)实现 LED 数码管显示; (2)能通过按键选择工作模式和基准值的设定。设计技术指标如下: (1)显示三位温度三位湿度; (2)温度采集精度为± ℃,湿度采集精度为±5%。 原理描述本设计主要由电源模块、温湿度采集模块、按键模块、报警模块、单片机控制模块以及数据显示模块几部分组成。如下图 1-1 所示: 单片机控制模块数据显示模块电源模块报警模块温湿度度采集模块按键模块图 1-1 系统总体结构框图 总体方案的设计用温温度传感器 DS18B20 ,DHT11 主要实现检测温度、湿度的检测,将温度湿度[2]信号通过传感器进行信号的采集并转换成数字信号,再运用单片机进行数据的分析和处理,为显示和报警电路提供信号。设定模块主要为设定温湿度报警的阈值,其流程图 1-1 所示: 系统原理温湿度采集模块使用的是 DS18B20 ,DHT11 数字温湿度传感器,它使用单总线方式,接口简单,而且无需另外校准,完全能够满足日常环境温湿度的检测要求。数据处理模块使用的是 AT89S51 单片机,其完成温湿度数据的采集、运算和逻辑控制的功能。其余模块主要由按键、LED 和蜂鸣器构成。其中按键用于用户设定温湿度阈值, LED 用于数据显示,蜂鸣器用于提示用户。按照系统的设计功能所要求的, 温湿度监控系统原理图如下图 1-2 所示: 温湿度传感器单片机 LED 温湿度显示按键模块蜂鸣器图 1-2 温湿度监控系统原理图单片机作为主控制器,主要负责处理由温湿度传感器送来数据,并把处理好的数据送向显示器模块,温湿度传感器主要用来采集周围的环境参数,并把所采集到得数据送向单片机,按键电路主要是用来完成单片机的复位操作和温湿度初始值的设定。蜂鸣器电路就是用三极管来实现的,用来判断周围的温度或者湿度是否超出设定数值,显示电路主要用来显示当前的温湿度。 整体方案的论证 温湿度检测电路方案一:选用 DS18B20 温度传感器和 HS1101 湿度传感器。 DS18B20 是一线式数字温度传感器,具有独特的单线式接口方式,测量范围在- 55℃~125 ℃, -10℃~85℃,误差为 ℃。最高精度可达 ℃。HS1101 是电容式湿度传感器,可测相对湿度范围在 0%~100%RH ,误差为 2%RH 。方案二:选用 DHT11 作为温湿度检测模块。 DHT11 是一款数字输出的复合传感器,包含一个电阻式感湿元件和 NTC 式温度检测元件,可测 20~90%RH 湿度, 误差 5%RH ,0~50 ℃,误差 2℃。由于 HS1101 所构成的测湿度电路对电阻的精度要求高并电路繁琐, 而 DHT11 温度精度达不到要求,所以取两者方案优点用 DS18B20 测温度和 DHT11 测湿度来完成