基于单片机的仓库多点温湿度检测

摘要防潮、防霉、防腐、防爆是仓储日常工作的主要内容，其中湿度和温度是衡量仓储管理质量的重要指标，它直接影响储备物资的寿命和工作可靠性。系统由单片机控制模块、传感器检测模块、AD转换模块、存储器模块、键盘输入模块、输出显示模块共6个单元构成，能够实现仓库的多点温湿度检测实时显示、测试值自动存储、存储数据再现显示功能系统采用AT89C52单片机作为控制器，模拟温度传感器LM35、湿度传感器ST-19-06收集仓库温度和湿度，传感器收集的模拟电压信号经8位模数转换器ADC0809转换后，单片机该系统安装了5个功能按钮，实现存储、重放等操作，测试值用1602液晶显示器显示。 整个系统结构简单紧凑，功能明确，通过系统仿真测量，可实现多点温度、湿度测量的目的。关键词： AT89C52单片机温度湿度检测AbstractMoistureproof，mouldfor，anti-corrosion， explosion-profisthemaincontentofthedailyworkofwarehouse includinghmunidityandtemertheimportingsofqualityofwarehousemanagementThis system is by MCU control module，sensor detection module，ad转换模块，memory module，keyboard input module，the output display module， atototalofsixsunits，ancanimplementwarehousemultiponttementttrationandhumiditydetectreal-timedisplay，automatic storage，storage， dataplicationtestvaluedisplayfunction.systemwithat 89 c52 single-chiccomputerscontroller， thesimulationlm 35 temperature sensor humiditysensorst-19-06 colletrationwarehousetemperatureandhumidity sensoracquisitionofanalogvor it analog-to-digitalconverteradc 0809 conversion aftersenttomcuprocessingdisplay.systemsetupfivebuttons，storage， playback operation thetestetvalulesthrough 1602液晶显示器. theelementsystemsimplementandcompactstructure，the function clear， through system simulation test canrealizethepurposeofthemultippotementttrationandhumidititydetection。keywords : at 89 c 52 mcutemperaturehumiditytestingii.ii目录第一章绪论11.1选题背景11.2国内外相关研究情况11.3设计功能和系统要求11.3.1系统功能要件11.3.2主要技术参数2第二章系统方案的选择与论证32.1单片机控制器32.1.1单片机介绍32.1.2芯片选型32.2模拟数字转换模块32.3存储单元42.3.1内存概要42.3.2内存选择42.4温湿度传感器介绍52.4.1温度传感器52.4.2湿度传感器52.4.3温湿度传感器SHT1162.4.4传感器方式选择62.5显示部62.5.1一般显示设备介绍62.5.2显示方案选择72.6建立输入计划82.6.1独立键82.6.2矩阵键盘82.6.3选择键盘输入方案9第三章系统硬件电路设计103.1系统设计方框图103.2单片机控制最小系统的设计123.3温湿度传感器模块的设计123.4 A/D转换器模块的设计143.5内存单元的设计153.6按钮单元的设计153.7显示部的设计163.8电源模块17第四章软件开发和仿真结果184.1程序框图和流程图184.2方案清单224.3模拟结果23结论25谢谢，26参考文献27附录28附录a系统整体图28附录b程序清单29IV号西京学院本科毕业设计(论文)第一章绪论1.1选题背景防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的重要内容，也是衡量仓库管理质量的重要指标。 那个直接影响储备物资的寿命和工作的可靠性。 加强仓库内温度、湿度的实时监测，对于顺利进行日常仓库管理具有重要意义。在仓库温湿度监测系统的设计中，随着温湿度传感器的发展，从一开始就以热敏电阻和湿度传感器为传感器设备，通过检测电阻的变化来反映温湿度的变化，然后出现数字温度传感器和数字湿度传感器，能够直接输出数字量，集成度高，使用方便。 与此同时，仓库温度和湿度数据的收集和处理，早期采用人工抄表、人工管理相结合的传统方法，采用人工干燥、换气、喷洒药剂、防止温度、湿度异常和害虫危害的处理方式耗费大量人力和财力，效率低，但判断失误和管理能力差， 到目前为止，开发高精度、高性能、多功能温湿度监测系统已成为主流，降低可靠性、灵活性和成本也是关键，系统存在报警、历史数据保存、查询、控制、通信等方面的自动化和智能化，成为发展方向。1.2国内外相关研究情况温湿度监测系统主要应用于控制环境空间的温度和湿度，从系统控制的角度看是纯滞后控制。 国外温湿度监测系统相对先进，在传感器测量精度、反应速度、稳定性、功能多样性、使用环境方面技术相对领先。 目前国内生产的仓库温湿度监测系统品种多，系统结构不同，在仓库物品内外温湿度的检测与分析、通风机械的控制等方面，虽然有了很多进步，但仍有进步的馀地，在保存数据和历史查询等功能方面也开始了相应的研究。1.3设计功能和系统要求1.3.1系统的功能要求系统以单片机为控制核心，需要实现以下基本功能和要求(1)实现多点(至少3点)温度和湿度的检测。(2)可显示当前及历史温度的测量值。(3)能够实现相关测量值的存储和历史数据查询。1.3.2主要技术参数(1)温度检测范围：-10 50。(2)温度测量精度： 0.5。(3)湿度检测范围： 10%RH 80%RH。(4)湿度测量精度：1%RH。第二章系统方案的选择与论证监视系统包括六个部分，即，单片机最小系统、ADC转换模块、传感器检测模块、存储单元、显示输出、键输入等。 各部分的概要及其方案选择论述如下：2.1单片机控制器2.1.1单片机介绍单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模集成电路技术，具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O端口和中断系统、计时器/计时器等功能(显示驱动电路、脉冲宽度调制电路、芯片也有可能包括d转换器等电路)集成在一个硅晶片上构成的小型完整的微型计算机系统，由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。目前，单片机已渗透到我们生活的各个领域，广泛应用于仪表、家用电器、医疗器械、航天、专用仪器的智能管理和过程控制等领域。2.1.2芯片选型根据本设计所需的功能和系统要求，所选择的控制器必须满足以下条件(1)、可用的I/O端口为20个以上。(2)、有A/D转换器或容易与A/D转换器级联连接。(3)、实现或模拟I2C总线。(4)、一个或多个中断及其两个定时器。(5)，下载程序很方便。综合考虑单片机的资源、性价比和自己掌握的知识等要素，最终选定AT89C52作为本系统的控制芯片。2.2模拟数字转换模块模拟/数字转换器概述模拟/数字转换器是将输入的模拟电信号转换成数字信号的电子元件。 模数转换器的最重要的参数是转换的精度和速度，通常以输出数字信号的位数的多少来表示精度，以每秒的转换次数来表示速度。 转换器可以正确输出数字信号的位数越多，表示转换器能够识别输入信号的能力越强，转换器的性能也越好。2.3存储单元2.3.1存储概述存储器是具有“存储”功能的设备，主要功能是存储程序和各种数据，在计算机运行中能够高速、自动地完成对程序和数据的访问。 使用具有两种稳定状态的物理设备存储信息。 这些设备也称为存储元件，存储元件的两个稳定状态分别表示为“0”和“1”。 日常使用的十进制数字必须转换为等效的二进制数字，以便存储在内存中。 电脑处理的各种文字，例如英文字母和运算符号等，也必须转换成二进制代码进行存储和操作。一般存储器及其特点见表2.1表2.1常见内存及其特点存储器功能地址方式停电后说明随机存取存储器(RAM )读书写字随机地址数据丢失只读存储器(ROM )读随机地址数据不会丢失在工作前填写数据快闪存储器读书写字随机地址数据不会丢失电可擦可编程只读存储器(EEPROM )读书写字随机地址数据不会丢失2.3.2内存选型本设计所需的功能、选择的存储器芯片必须满足以下条件(1)、停电后也不丢失数据。(2)、易于实现单片机和级联。(3)存储区域大于2KB。在以上常用的内存分类中，随机内存在停电后数据丢失，无法选择。 考虑总成本和各方面的因素，选择存储器容量为2K的EEPROMAT24C02作为设计的存储器芯片。2.4温湿度传感器介绍传感器能够感知测量出的信息，将检测出的信息按一定规则转换为电信号或其他有效形式的信息输出，能够满足信息传送、处理、存储、显示、记录和控制等要求，是实现自动检测和自动控制的第一环节。2.4.1温度传感器温度传感器是能够感知温度并转换为可用输出信号的设备，分类如下1、将电路连接在热电偶：的两个不同成分的导体(称为热电偶芯线或热电极)的两端，当接合点的温度不同时，在电路中产生电动势的现象称为热电效应，将该电动势称为热电动势。 热电偶是利用该原理进行温度测定的，其中，用于测定介质温度的直接使用的一端(也称为测定端子，另一端称为冷端(也称为补偿端子) )与显示器连接，显示热电偶产生的热电动势，通过检查热电偶索引表，能够得到被测定介质温度2、测温电阻体：的测温电阻体是测温电阻体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。 因此，只要测量热敏电阻的电阻值变化，就可以测量温度。3、模拟温度传感器：将驱动电路、信号处理电路和必要的逻辑控制电路集成到单片集成电路中具有实际尺寸小、使用方便、灵敏度高、线性度好、响应速度快等优点。 常用的是LM3911、LM335、LM35。4、数字温度传感器：将传感器元件、A/D转换单元、存储器等集成在一个芯片上，直接输出与被测温度反应的数字信号，使用方便，但响应速度慢(100ns )。 例如DS18B20。2.4.2湿度传感器湿度传感器检测气体中水蒸气的含量，转换成能够输出信号的传感器。湿度传感器是最简单的湿度传感器。 湿式温感元件主要有电阻式、静电电容式两种。润湿电阻的特征是，通过在基板上复盖由润湿材料制成的膜，空气中的水蒸气吸附在润湿膜上时，元件的电阻率和电阻值发生变化，可以利用这个特性测量湿度。润湿敏感电容器一般由高分子薄膜电容器制成，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、丁酸乙酸纤维等。 环境湿度变化时，湿度敏感电容器的介电常数变化，其容量也变化，其容量变化量与相对湿度成正比。2.4.3温湿度传感器SHT11SHT1x/SHT7x是由标准数字输出湿度和温度传感器模块组成的集成芯片。 该芯片包括两个校准的微温和湿度传感器、14位A/D转换器、放大器、线性校准电路和数字串行接口。 一体化结构具有质量好、反应快、抗干扰、价格低等