基于单片机的仓库多点温湿度检测.doc
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基于单片机的仓库多点温湿度检测.doc
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摘要
防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的主要内容,其中湿度和温度是衡量仓库管理质量的重要指标,它直接影响到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、输出显示模块共六个单元构成,可以实现仓库多点温湿度检测实时显示、测试值自动存储、存储数据回放显示功能。
系统选用AT89C52单片机为控制器,模拟温度传感器LM35、湿度传感器ST-19-06采集仓库温度和湿度,传感器采集的模拟电压信号通过8位模数转换器ADC0809进行转换后,送给单片机处理显示。
系统设置了5个功能按键,实现存储、回放等操作,测试值通过1602液晶显示器显示。
整个系统结构简单紧凑、功能明确,通过系统仿真检测,可以实现多点温、湿度检测的目的。
关键词:
AT89C52单片机温度湿度检测
Abstract
Moistureproof,mouldproof,anti-corrosion,explosion-proofisthemaincontentofthedailyworkofwarehouse,includinghumidityandtemperaturearetheimportantindicatorsofqualityofwarehousemanagement,itdirectlyaffectsthestockpileoflifeandworkingreliability.
ThissystemisbyMCUcontrolmodule,sensordetectionmodule,ADconversionmodule,memorymodule,keyboardinputmodule,theoutputdisplaymodule,atotalofsixunits,andcanimplementwarehousemultipointtemperatureandhumiditydetectionreal-timedisplay,automaticstorage,storage,dataplaybacktestvaluedisplayfunction.SystemwithAT89C52single-chipcomputerascontroller,thesimulationLM35temperaturesensor,humiditysensorST-19-06collectionwarehousetemperatureandhumidity,sensoracquisitionofanalogvoltagesignalthrough8-bitanalog-to-digitalconverterADC0809conversion,aftersenttoMCUprocessingdisplay.Systemsetupfivebuttons,storage,playbackoperation,thetestvaluesthrough1602LCDdisplay.Thewholesystemsimpleandcompactstructure,thefunctionclear,throughsystemsimulationtest,canrealizethepurposeofthemultipointtemperatureandhumiditydetection.
Keywords:
AT89C52MCUTemperatureHumidityTesting
II
目录
第1章绪论 1
1.1选题背景 1
1.2国内外相关研究情况 1
1.3设计功能及系统要求 1
1.3.1系统功能要求 1
1.3.2主要技术参数 2
第2章系统方案的选择与论证 3
2.1单片机控制器 3
2.1.1单片机简介 3
2.1.2芯片选型 3
2.2模数转换模块 3
2.3存储单元 4
2.3.1存储器简介 4
2.3.2存储器选型 4
2.4温湿度传感器简介 5
2.4.1温度传感器 5
2.4.2湿度传感器 5
2.4.3温湿度传感器SHT11 6
2.4.4传感器方案选择 6
2.5显示部分 6
2.5.1常用显示器件介绍 6
2.5.2显示方案选择 7
2.6输入方案的确立 8
2.6.1独立式按键 8
2.6.2矩阵键盘 8
2.6.3键盘输入方案的选择 9
第3章系统硬件电路设计 10
3.1系统设计框图 10
3.2单片机控制最小系统的设计 12
3.3温、湿度传感器模块的设计 12
3.4A/D转换器模块的设计 14
3.5存储单元的设计 15
3.6按键单元的设计 15
3.7显示部分的设计 16
3.8电源模块 17
第4章软件开发与仿真结果 18
4.1程序框图及流程图 18
4.2程序清单 22
4.3仿真结果 23
结论 25
致谢 26
参考文献 27
附录 28
附录A系统整体原理图 28
附录B程序清单 29
IV
西京学院本科毕业设计(论文)
第1章绪论
1.1选题背景
防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作中的重要内容,是衡量仓库管理质量的重要指标。
它直接影响到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,对于保证日常仓库管理工作顺利进行具有重要的意义。
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,从初期,以热敏电阻和湿敏电阻作为传感器器件,通过检测电阻的变化来反映温、湿度的变化,到后来,出现数字式温度传感器和数字式湿度传感器,可以直接输出数字量,集成度更高,使用更方便。
与此同时,仓库温度和湿度数据的采集和处理方面,初期,采用人工测量与人工抄录、人工管理相结合的传统方法,并且用人工的办法对仓库存储物品进行晾晒、通风、喷洒药剂,防止温、湿度异常及虫害,这种处理方式消耗了大量的人力和财力,效率较低,然而往往由于判断失误和管理不力,效果不佳,发霉变质等现象大量存在,到现在,研制高精度,高性能,多功能的温、湿度监控系统是主流,提高可靠性、灵活性和降低成本也是其考虑的重点,并且系统存在报警、存储和查询历史数据、控制、通信等方面的自动化和智能化,即将成为发展的方向。
1.2国内外相关研究情况
温、湿度监控系统主要应用于控制环境空间的温度和湿度,从系统控制的角度来看,属于纯滞后控制。
国外的温湿度监控系统相对比较先进,无论是传感器的测量精度、反应速度、稳定性、功能多样性,还是使用环境方面技术都相对比较领先。
目前,国内生产的仓库温湿度监控系统品种繁多,系统结构各异,在仓库物品内外温湿度检测及分析、通风机械的控制等方面,比之前有了不少进步但仍有进步空间,在存储数据和历史查询等拓展功能方面也开始了相应研究。
1.3设计功能及系统要求
1.3.1系统功能要求
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(至少三点)温度和湿度的检测。
(2)能显示当前及历史温度的测量值。
(3)可以实现相关测量值的存储和对历史数据进行查询。
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2章系统方案的选择与论证
本监测系统,包括单片机最小系统,ADC转换模块,传感器检测模块,存储单元,显示输出,按键输入等6部分。
各部分的简介及其方案选择论证如下:
2.1单片机控制器
2.1.1单片机简介
单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术,把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口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,由运算器,控制器,存储器,输入输出设备构成。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域,广泛运用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。
2.1.2芯片选型
结合本设计所需完成的功能和系统要求,选用的控制器,需要满足以下条件:
(1)、可用I/O口大于或等于20。
(2)、有A/D转换器或方便与A/D转换器级联。
(3)、有或者能模拟实现I2C总线。
(4)、1个以上中断及其2个定时器。
(5)、下载程序方便。
综合考虑单片机的资源、性价比和自己所掌握的知识等因素,最终确定选用AT89C52作为本系统的控制芯片。
2.2模数转换模块
模数转换器简介
模数转换器是将输入的模拟电信号转换为数字信号的电子元件。
模数转换器最重要的参数是转换的精度与速度,通常用输出数字信号位数的多少表示精度,用每秒转换次数来表示速度。
转换器能够准确输出数字信号的位数越多,表示转换器能够分辨输入信号的能力越强,转换器的性能也就越好。
2.3存储单元
2.3.1存储器简介
存储器是具有“记忆”功能的设备,主要功能是存储程序和各种数据,并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。
它采用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息。
这些器件也称为记忆元件,记忆元件的两种稳定状态分别表示为“0”和“1”。
日常使用的十进制数必须转换成等值的二进制数才能存入存储器中,计算机中处理的各种字符,例如英文字母、运算符号等,也要转换成二进制代码才能存储和操作。
常见的存储器及其特点如表2.1:
表2.1常见的存储器及其特点
存储器
功能
寻址方式
掉电后
说明
随机存取存储器(RAM)
读、写
随机寻址
数据丢失
只读存储器(ROM)
读
随机寻址
数据不丢失
工作前写入数据
闪存(FlashMemory)
读、写
随机寻址
数据不丢失
电可擦可编程只读存储器
(EEPROM)
读、写
随机寻址
数据不丢失
2.3.2存储器选型
本设计需要的功能,所选储存器芯片,需满足以下条件:
(1)、掉电后不丢失数据。
(2)、易与单片机实现级联。
(3)、存储空间大于2KB。
在上面常用的存储器的分类当中,随机存储器是掉电后数据丢失的,不能选用,考虑总成本和各方面因数的要求,选择存储容量为2K的EEPROM—AT24C02作为设计的存储芯片。
2.4温湿度传感器简介
传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他有效形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求,它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
2.4.1温度传感器
温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的设备,分类如下:
1、热电偶:
两种不同成分的导体(称为热电偶丝或热电极)两端接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电动势。
热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(
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- 关 键 词:
- 基于 单片机 仓库 多点 温湿度 检测