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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流基于单片机的温湿度控制系统的设计.精品文档.基于单片机的温湿度控制系统的设计 姓名:叶子龙 班级:20114097 学号:2011409704 学院:三峡大学科技学院NAME:stone CLASS:20114097 STUDENT NUMBER:2011409704 ACADEMY:China Three Gorges University Institute of Technology摘 要:随着温湿度检测系统的广泛运用,不同行业和领域对温湿度检测有着不同要求和标准。该设计主要用于普通室内温湿度测量。采用DS2438,HIH3605B集成
2、芯片作为温湿度传感器。文中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,对各个子模块设计进行了方案的论证与比较。硬件设计采用protel 99se软件,完成了单片机最小系统,LCD显示电路,传感器的原理图和PCB图。软件设计采用Keil uVision2 ,完成了程序模块各个模块的设计编程,实现了对温湿度信号处理过程的编程和调试。本测量系统湿度测量范围0%100%,分辨率2%;温度测量范围-40+125,分辨率0.5。能达到 日常生活温湿度测量要求。关键词:AT89S52;HIH3605B;DS2438;LCD;数据采集;数据处理Pick to: wAlong with
3、 the humiture examination systems widespread utilization, the different profession and the domain have the various requirement and the standard to the humiture examination. This design mainly uses in the ordinary indoor humiture survey. Uses the DS2438, HIH3605B integration chip to take the humiture
4、 sensor. In the article has analyzed the humiture survey principle of work and the process, proposed the humiture examination system designs overall plan, has carried on the plan proof to each submodule design and compares. The hardware design uses protel the 99se software, has completed the monolit
5、hic integrated circuit smallest system, the LCD display circuit, sensors schematic diagram and the PCB chart. The software design uses Keil uVision2, has completed the program module each module design programming, has realized to the humiture signal processing process programming and the debugging.
6、 This measurement system humidity measuring range 0%100%, resolution 2%; Temperature survey scope - 40+125, resolution 0.5. Can meet the daily life humiture survey requirements.key words: AT89S52; HIH3605B; DS2438; LCD; Data acquisition; Data processing一、本课题研究的主要内容、目的和意义 室内温湿监控系统的设计是一个对现实生活非常实用,对学生知
7、识运用非常好的锻炼课题。本课题研究的主要内容是设计制作对室内温湿度的监督与控制,相当于简易空调的制作,了解空调系统,运用原理设计制作方案;运用物理知识制作控制温湿变化设备;传感器获取外界温湿度参数, 51单片机编程控制,实现智能化设计;并用仿真软件对控制效果进行仿真研究。 随着科技的飞速发展和普及,高性能设备越来越多,各行各业对温湿度的要求也越来越高。 传统的温湿度监测模式是以人为基础,依靠人工轮流值班,人工巡回查看等方式来测量和记录环境状况信息。在这种模式下,不仅效率低下不利于人才资源的充分利用,而且缺乏科学性,许多重大事故都是由人为因素造成的,人工维护缺乏完整的管理系统。而问世监控系统就可
8、以解决这样人才资源浪费,管理不及时的问题,这是由于它的智能化设计所决定的。它的工作步骤如下:感应环境温湿度;单片机判断感应到的温湿度是否异常;若感应到的温湿度异常,实行措施进行调节;判断异常是否超过预设时间,若超过预设时间,则输出异常信号报警;判断异常是否处理完毕,若处理完毕,解除报警。这样就可以利用控制器对机房温湿度进行监控,从而实现环境温湿度管理的实时性和有效性。故本次设计对于类似项目还具有普遍意义。二、文献综述 人类的生存和社会活动与湿度密切相关。随着现代化的实现,很难找出一个与湿度无关的领域来。科技的迅速发展使对温湿度的要求逐渐提高。食品行业:对于食品储存来说至关重要,温湿度的变化会带
9、来食物变质,引发食品安全问题。 档案管理:纸制品对于温湿度极为敏感,不当的保存会严重降低档案保存年限。 温室大棚:植物的生长对于温湿度要求极为严格,不当的温湿度下,植物会停止生长、甚至死亡。 动物养殖:各种动物在不同的温度下会表现出不同的生长状态,高质高产的目标要依靠适宜的环境来保障。 药品储存:根据国家相关要求,药品保存必须按照相应的温湿度进行控制。 所以说对温湿度监控有着重要意义。从17世纪初伽利略发明温度计,把玻璃管倒过来,把液体放在管内,把玻璃管封闭进行测量温度。在1659年法国人布利奥把玻璃泡的体积缩小,并把测温物质改为水银,这样的温度计已具备了现在温度计的雏形。以后荷兰人华伦海特在
10、1709年利用酒精,在1714年又利用水银作为测量物质,制造了更精确的温度计。瑞典人摄尔修斯于1742年改进了华伦海特温度计的刻度,他把水的沸点定为100度,把水的冰点定为0度。而真正把温度变成电信号的传感器是1821年由德国物理学家赛贝发明的,这就是后来的热电偶传感器。五十年以后,另一位德国人西门子发明了铂电阻温度计。在半导体技术的支持下,20世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应,根据波与物质的相互作用规律,相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。从此电子温度计随着传感器的发展越来越成熟。智能温度传感器(亦称数字温度传感器)在20世纪90年代
11、中期问世。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE_)的结晶。目前,国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种微控制器(MCU),并且可通过软件来实现测试功能,温度计也越来越智能化。而湿度计好像是里安纳度-一个在15世纪在意大利里出生的人-是第一个想出这一个仪器量度出空气中的水蒸气含量的人开始探索的。他将一干燥的棉花放在一个天砰的一侧上。然后他安置一
12、个正是与棉花相同的重量的对象在天砰的另一侧。当干燥的棉花从空气吸收水蒸汽,它变得更重并且这个天砰的这侧开始降落。在两重量之间的不同是湿度的度量标准。 现在科学家使用一台称为psychrometer的仪器测量相对湿度。psychrometer由两个绑在一起的温度计造成。一个温度计的泡被用清水浸过的材料包着。开始量度相对湿度时,要把psychrometer旅转直至被包着的温度计维持一个稳定的温度,而这温度一定比干的那个温度计低。实际的空气温度被干燥的那个温度计量度。在两温度之间的不同被叫为wet-bulbdepression是来自物质的水的蒸发的结果。科学家记录低干的温度计的温度和wet-bulb
13、depression,然后制成一个图表,来计算相对湿度。这个也是干湿球湿度计的工作原理。跟电子温度计一样湿度计随着湿度传感器的发展趋于成熟。现在常用的温度传感器AD590,DS18B20湿度传感器HMxx系列,HS1xx系列,随着温湿度计的发展温室监控系统也越来越成熟,更好的为人们服务。三、拟采取的研究方法(方案、技术路线等)和实现的可行性论证运用物理知识制作控制温湿变化设备;传感器获取外界温湿度参数, 51单片机编程控制,实现智能化设计;并用仿真软件对控制效果进行仿真研究。通过网上查询、翻阅图书了解空调系统原理,借鉴前人经验;传感器使用方法;数码管显示可实现系统设计。四、预期结果(或预计成果
14、)通过运用所学知识,查阅相关资料,在老师的细心指导下,一定能在规定的时间内完成课题的要求,实现模型建立、51控制、以及系统仿真。六、主要参考文献1陈汝全.实用微机与单片机控制技术.电子科技大学出版社2沈德金,陈粤初MCS-51系列单片机接口电路与应用程序实例北京航空航天大学出版社 3李志全等.智能仪表设计原理及应用.国防工业出版社 4李建民.单片机在温度控制系统中的应用.江汉大学学报 5潘其光.常用测温仪表技术问答.国防工业出版社6刘笃仁、韩保君.传感器原理及应用技术。机械工业出版社 7杨振江等.智能仪器与数据采集系统中的新器件及应用.西安电子科技大学出版社8施俊良.室温自动调节原理和应用M.北京:中国建筑工业出版社