温、湿度环境监测系统设计.ppt

物流运输环境监测温 湿度环境监测系统设计 刘凯悦孙海涛魏欣然 课题简介 名称 温 湿度环境监测系统设计分工 功能实现 编程方面 硬件组合等 搜集资料 系统测试 软件调试等 合作 文献综述 需求分析 内容提要 1 课题介绍2 总体方案设计3 主要器件介绍4 软件仿真5 硬件调试 一 介绍 以STC89C52单片机为控制器的温湿度监测系统 可用来测量当前环境的实时温度和湿度 温湿度是最基本的环境参数 人们的生活与其息息相关 在工业生产过程中需要实时测量温湿度 在农业生产中也离不开温湿度的测量 因此研究温度和湿度的测量方法和装置具有重要的意义 内容提要 1 课题介绍2 总体方案设计3 系统组成4 软件仿真5 硬件调试 二 总体方案设计 该系统主要由以下功能块系统构成 中央控制处理器STC89C52组成的主机系统 环境数据采集系统 输出显示与键盘控制系统等 主要的系统电路有 电源电路 温度传感器与湿度传感器电路 显示电路 报警电路 键盘输入控制电路等 二 总体方案设计 主要单元选择 1 单片机控制模块的选择方案一 采用XC9000系列的FPGA 方案二 采用单片机作为控制核心 单片机数学运算功能较强2 温度湿度检测模块的选择方案一 选用DHT11作为温湿度检测模块 方案二 选用DS18B20温度传感器和HS1101湿度传感器 二 总体方案设计 控制系统方框图 采用温度传感器DS18B20与电容式湿敏传感器HS1101的系统结构框图如图 温度传感器的选择 方案1 单总线数字式温度传感器DS18B20 无需外部器件 可通过数据线供电 零待机功耗 测温范围 55 125 温度以9 12位数字量读出 方案2 采用AD590温度传感器 它的测温范围在 55 150 之间 而且精度高 M档在测温范围内非线形误差为 0 3 AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压 因而器件反接也不会损坏 使用可靠 它只需直流电源就能工作 而且 无需进行线性校正 所以使用也非常方便 接口也很简单 作为电流输出型传感器的一个特点是 和电压输出型相比 它有很强的抗外界干扰能力 AD590的测量信号可远传百余米 但是还需加入A D转换 才可连接单片机 综合比较方案1与方案2 方案1更为适合于本设计系统对于温度传感器的选择 湿度传感器的选择 方案1 采用HOS 201湿敏传感器 HOS 201湿敏传感器为高湿度开关传感器 它的工作电压为交流1V以下 频率为50HZ 1KHZ 测量湿度范围为0 100 RH 工作温度范围为0 50 阻抗在75 RH 25 时为1M 这种传感器原是用于开关的传感器 不能在宽频带范围内检测湿度 因此 主要用于判断规定值以上或以下的湿度电平 方案2 采用HS1100 HS1101湿度传感器 HS1100 HS1101电容传感器 在电路构成中等效于一个电容器件 其电容量随着所测空气湿度的增大而增大 具有完全互换性 高可靠性和长期稳定性 响应时间快速 精度较高 综合比较方案一 方案二 方案一虽然满足精度及测量湿度范围的要求 但其只限于一定范围内使用时具有良好的线性 其工作电压为交流1V以下 实现叫困难 而且还不能在系统要求的温度条件下工作 因此 我们选择方案二来作为本设计的湿度传感器 内容提要 1 课题介绍2 总体方案设计3 系统组成4 软件仿真5 硬件调试 三 系统组成 整个系统硬件由三大部分组成 以DS18B20和HS1101温湿度传感器的温湿度测量传感部分 以STC89C52单片机为主的控制部分 以1602液晶显示器为主的显示部分 三 系统组成 各个功能部分 1 温度测量传感部分 DS18B20温度传感器2 湿度测量传感部分 HS1101电容式湿度传感器3 控制部分 STC89C52是整个装置的控制核心4 蜂鸣器电路 PNP型晶体管S85505 显示部分 1602液晶显示器6 电源部分 4节1 5V的电池 内容提要 1 课题介绍2 总体方案设计3 系统组成4 软件仿真5 硬件调试 四 软件仿真 主程序流程图 DS18B20温度子程序流程图 初始化 单片机使用时间隙 timeslots 来读写DSl8B20的数据位和写命令字的位 DS18B20的初始化时序如图4 3所示 总线在t0时刻发送一复位脉冲 最短为480 s的低电平信号 接着在t1时刻释放总线并进入接收状态DSl8B20在检测到总线的上升沿之后等待15 60 s接着DS1820在t2时刻发出存在脉冲 低电平持续60 240 s DS18B20初始化程序相关代码 voidInit DS18B20 void unsignedcharx 0 DQ 1 delay 18B20 8 DQ 0 delay 18B20 80 DQ 1 delay 18B20 14 x DQ delay 18B20 20 内容提要 1 课题介绍2 总体方案设计3 系统组成4 软件仿真5 硬件调试 五 硬件调试 在实际的电路焊接中加了一个蜂鸣器作为报警器 为外电源预留了接头 温度传感器和湿度传感器分别在单片机两侧 以防止相互之间的干扰 总结 DS18B20 HS1100集成芯片作为温湿度传感器用于温湿度测量电路 分析了温湿度测量的工作原理及过程 提出了温湿度检测系统设计的整体方案 本文设计的测量系统湿度测量满足课程设计要求 通过