数字温湿度计—测量电路设计.doc

1绪论
本课题国内外发展现状
随着微型计算机和传感器技术的迅速发展,自动检测领域发生了巨大变化,仓库的温度和湿度自动监测控制方面的研究有了明显的进展。美国、日本的仓库监测设施近20年来发展很快,他们结合本国条件做出了具有创新特色的成就,其中仓库环境调控技术均有较高水平,但其监控设备价格昂贵。我国近年引进了多达16个国家和地区的仓库环境控制系统,对吸收国外先进经验、推动仓库温度湿度自动检测产生了积极的作用,但多因能耗过大,造价高,品种未能配套,未能达到很好的效果。中国的仓库环境综合控制系统必须走适合中国国情的发展道路,在引进、消化、吸收国内外先进技术和科学管理的基础上, 进行总结提高、集成创新、超前示范,既开发适宜我,又能满足不同气候条件,接近或达到世界先进水平的智能化仓库监测系统。在专用品种、综合配套技术、贮运营销上,应该研制具有中国知识产权的产品和技术。
随着现代科技的发展,电子计算机已用于控制仓库环境。控制系统由中央控制装置、终端控制设备、传感器等组成。先编制出仓库存放粮食最优环境条件的管理程序表,存储于电子计算机的记忆装置中,电子计算机根据程序表确认、修正各仓库的参数,并给终端控制系统指令。终端控制设备向中央控制装置输送检测信息,根据中央控制装置的指令输出控制信号,使电器机械设备执行动作,实现粮食仓库的环境调节。该种系统可以达到自动控制降温、除湿、通风。根据需要,通过键盘将信息输入中央管理室,根据情况可随时调节仓库温度。
选题背景及意义
温度和湿度的测量和控制是许多行业的重要工作目标之一,不论是粮食仓库、中药材仓库,还是图书保存,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。
随着工业的发展,需要对温湿度控制的场合越来越多。对粮仓而言,温湿度的高低对粮食的质量影响很大,温湿度过高会使粮食变质,湿度过大会使霉菌和害虫滋生。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
粮仓内温度与湿度的监测工作,但传统的方法是用湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材,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。因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度测量仪。
本次设计的主要内容及参数要求
基本功能
主要实现检测温度、湿度的检测,将温度湿度信号通过传感器进行信号的采集并转换成电信号,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。
主要技术参数
温度检测范围: -30℃-+100℃
测量精度: ℃
湿度检测范围: 1%-100%RH
检测精度: 1%RH
2 系统方案的设计和比较
本设计是基于单片机对数字信号的高敏感和可控性、温湿度传感器可以产生模拟信号,和A/D模拟数字转换芯片的性能,以单片机为核心的一套检测系统,其中包括A/D转换、单片机、温度检测、湿度检测、显示、系统软件等部分的设计。
多路开关
A/D转换
多路开关
湿度检测
显示电路
报警电路
单片机
温度检测
图2-1 系统总体框图
本设计由信号采集、信号分析和信号处理三个部分组成的。
信号采集由温度传感器、湿度传感器及多路开关组成;
信号分析由A/D转换器、单片机基本系统组成;
信号处理由串行口LED显示器和报警系统等组成。
系统总体方案的选择
方案1:基于MCS-51系列单片机嵌入式系统的温湿度检测控制系统
该系统由温度传感器、湿度传感器、8031嵌入式系统、加热设备、加湿设备几部分组成。结构原理框图如图2-2所示。通过温度传感器和湿度传感器测量温室内的温湿度经过AD转换送入8031进行处理,测量结果通过显示电路进行显示。

现场
传感器
传感器
特定接口
输入/ 输出
电源
RAM
处理单元
键盘
显示电路
A/D转换
图2-2 系统结构原理图
方案2:基于MSP430F1232单片机的温湿度检测系统设计
本方案采用分别设计温度和湿度采样电路如图2-3所示,将集成温度传感器采集得到的电流信号和湿度传感器采集到的电压信号转换为给定范围内的电压信号。然后由MSP430F1232单片机的AD采样端口将该电压信号读入,如果温度小于门限值或者湿度大于门限值就给出报警信号,门限值可以通过按键进行设定。传感器
传感器
信号调理电路
MSP430F1232
EPROM
键盘和LED显示
正常或告警指示电路
通讯模