分布式环境温湿度监测系统设计
温湿度环境监测系统设计
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。
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(time slots)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480µs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1560µs 接着DS1820在t2时刻发出存在脉冲(低电平持续60-240µs). DS18B20初始化程序相关代码： void Init_DS18B20(void) { unsigned char x=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
基于SensirionSHT系列传感器的分布式温湿度监测系统
关键词 ：ｅｓ ｉ Ｈ Ｓｎｉｏ Ｓ Ｔ温 湿度 传感 器；ＭＣ 一１ 片机 ； 串行通信 ； 嵌入 式电 力线 载波调制解调 器； 多机通 讯 系统； Ｖｓａ ｒｎ Ｓ５ 单 ｉ ｌ ｕ
Ｃ ＋ 序 ＋ 程
中图法分类号 ： Ｐ ９ Ｔ ３
文献标 识码： Ａ
文章编号 ：０ ０７２ ２０ ） １ ４ ６０ １０ —０４（０ ８ ２— ７—３ ５
Ｍ ｏ ｉ ｒｓ ｓｅ ｏ ｕ ｄ ｔ ｎ ｍｐ ｒｔ ｒ ａ ｅ ｎＳ ｎ ｉｉｎ Ｓ ｅ ｓ ｒ ｎ ｔ ｙ ｔｍ ｆ ｍｉ ｉ ａ ｄｔ ｏ ｈ ｙ ｅ ｅａｕ ｅｂ ｓ ｄｏ ｅ ｓｒ ＨＴ ｓ ｎ ｏ ｓ ｏ
Ｓｎｉｏ Ｓ Ｔ系 列 数 字温 湿 度 传 感 器 ， ｅｓｉ Ｈ ｒｎ 所采 集 信 号直 接 送 入单 片 机 处 理 ，系 统对 温 湿 度 测 量 的 精 度 理 论 值 即 为 Ｓ Ｔ传 感 器 Ｈ
的精 度 。 为 其它 环 节 都是 数 字信 号 传 输 ， 会 带来 任 何误 差 。 因 不
ｍｏ ｅ ｄ ｍ； ｍｕ ｔ ｌ ｃ ｍｐ ｔｒｃ ｍｍｕ ｉａｉ ｎ ｓ ｓｅ ｌ ｐ ｅ ｏ ｕ ｅ ｏ ｉ ｎ ｃ ｔ ｙ ｔ ｍ； Ｖｉｕ ｌ ＋ｐ ｏ ｒ ｍ ｏ ｓ ａ Ｃ＋ ｒ ｇ ａ
０ 引 言
仓 库 的 环 境 （ 度 、 度 等 ） 仓 储 商 品 的影 响 至 关 重 要 。 温 湿 对
特 别 是 一 些 对 仓 储 环 境 要 求 高 的 商 品 ， 旦 环境 达 不 到要 求 ， 一 一
就会严重受损， 甚至 全部 报 废 ， 雇主 和 运 输 户 造 成 重 大 经 济 给
基于RFID和LABVIEW的分布式温湿度监控系统的设计
基于RFID和LABVIEW的分布式温湿度监控系统的设计彭安娜;袁愿;冯金垣【摘要】研究一种基于RFID和LABVIEW的分布式温湿度监控系统，采用单片机AT89C2051作为控制核心，用SHT10作为温湿度采集传感器，再通过无线芯片nRF24L01发送数据，同时单片机接收发送来的数据并进行处理，接收端接收数据并通过串口与计算机相连，在计算机上显示数据并进行处理分析。
实验结果表明，温度为26．76？C，与Lab-VIEW中显示的结果相一致，可以准确地显示环境温度，相对湿度为59．33%RH，与LabVIEW显示的湿度58．52%RH稍有偏差，在误差允许范围内，能满足对实时性的需求，实现监控温湿度变化的预期目标。
%The text researches one kind of distributed temperature and humidity monitoring system based on radio frequency technology and LABVIEW,which uses a single chip microcomputer AT89C2051 as the control core,a chip SHT10 as a sensor for collecting temperature and humidity, then, transmitting data over the wireless chip nRF24L01, at the same time, the SCM receives the data and processes, receiving end receives the data and connects to a computer through the serial port, displaying data on the computer and beginning analysis. Experimental results show that temperature is 26.76?C,consistented with the results shown in LabVIEW, which can accurately display the ambient temperature. The humidity is 59.33%RH, with the 58.52%RH shown in LabVIEW of slight deviation. In the range of allowable error , it can meet the needs of real-time, successfully achieve the desired objective of monitoring temperature and humidity.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2016(024)006【总页数】4页(P145-148)【关键词】RFID;LABVIEW;无线数据传输;温湿度监控【作者】彭安娜;袁愿;冯金垣【作者单位】华南理工大学广东广州 510641;华南理工大学广东广州 510641;华南理工大学广东广州 510641【正文语种】中文【中图分类】TN99随着科技的进步和现代工农业技术的发展，温度和湿度的测量和控制对人类生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都将起着越来越重要的作用［1］。
分布式温湿度监测系统的设计
郑州航空工业管理学院毕业论文（设计）2008 届通信工程专业 0813071 班级题目分布式温度监测系统姓名学号指导教师楚随英职称高级实验师二О一二年 5 月16 日内容提要本系统采用单总线传感器网络的设计思想，包含了二个组成部分：数据采集，单片机控制，是基于DS18B20传感器和STC89C51单片机为核心的采用数字化单总线技术的智能检测系统,其中控制部分外接显示电路、报警电路、按键、以及基本的晶振复位电路。
本设计通过智能传感器DS18B20采集并存储测量数据,然后将数据传送给单片机并与设定的温度高、低界限相比较,若当前温度值超过高温界限，LED1灯会亮并启动报警器，三极管Q1导通,继电器U1的常开触点闭合;若当前温度值低于低温界限，LED2灯会亮并启动报警器,三极管Q2导通,继电器U2常开触点闭合。
通过LED显示器和LED灯来显示当前温度值并判断当前温度是否超过了所设定的最高和最低温度界限。
关键词单片机；温度；传感器；测量The design of distributed temperature monitoring 081307120 Ma Xiaolong The tutor Chu Suiying Senior ExperimentlistAbstractThis system uses an design idea based on one-wire sensor network, consisting the data acquisition, and MCU control. It is an intelligent detection system based on DS18B20 sensors and STC89C51 MCU as the core of digital one-wire technology.Control circuit consists of warning,serial communication, display and temperature acquisition.In this system, intelligent sensor DS18B20 collection and storage measurement datas.Then datas are sent to microcontroller and compared with the temperature boundries has been set.If current temperature is higher than upper bound,the LED1 will be bright and start clarm, the transisitor-Q1 will be conduct and the ralay will be contact closed at the same time.On the countrary,if it is lower than lower limit,the LED2 will be bright and start clarm, the transisitor-Q2 will be conduct and the ralay will be contact closed at the same time.Through the LED display and LED lights to display the current temperature and the temperature is more than the judge to set the highest and lowest temperature limits.KeywordsSingle chip microcomputer;Temperature;Sensor;Measurement目录一、绪论 (1)1.1选题意义 (1)1.2 温度检测与控制系统在国内外的发展概况 (1)二、总体系统的设计以及关键器件的选择 (2)2.1 总体系统的设计 (3)2.2.1 DS18B20简介 (3)2.2.2 DS18B20的工作原理 (8)2.2.3 DS18B20的控制方法 (10)2.2.4 DS18B20使用中的注意事项 (12)三、系统硬件电路设计 (13)3.1 原理图电路 (13)图3.1 原理图电路 (14)3.2 各部分电路 (14)3.2.1 显示电路 (15)3.2.2 单片机电路 (15)3.2.3 DS18B20传感器电路 (15)3.2.4 继电器电路 (16)3.2.5 晶振控制电路 (16)3.2.6 复位电路 (17)四、系统软件设计 (17)4.1 系统设计的整体思想 (17)4.2 系统总流程图 (18)4.3 系统各部分流程图 (19)4.3.1 写入子程序流程图 (19)4.3.2 读温度子程序流程图 (20)4.3.3 复位,应答子程序流程图 (22)4.4 系统程序设计 (23)致谢 (28)参考文献 (29)温度监测系统的设计081307120 马孝龙指导教师楚随英高级实验师一、绪论1.1选题意义随近年来，在我国以信息化带动的农业生成技术正在蓬勃发展.在农业生产中，对一些反季节种植作物大棚进行温湿度的检测和控制是非常必要的，直接关系到作物的生长状况，进而决定着菜农的收入状况，结果造成了不必要的损失.目前，我国很多地方的种植大棚温度检测和控制的方法还比较落后原始，还在采用温度计进行对温度的检测，这样不利于大规模的种植，限制了农业生产规模的扩大。
室内温湿度检测系统设计
室内温湿度检测系统设计【摘要】本文介绍了室内温湿度检测系统设计的相关内容。
在分别从研究背景、研究目的和研究意义三个方面进行了论述。
在正文部分则详细阐述了传感器选择与布局设计、硬件系统设计、软件系统设计、系统性能测试以及数据处理与分析等内容。
在总结了设计的成果，并展望了未来的发展方向，同时也对系统的局限性进行了讨论。
通过本文的介绍，读者可以了解到室内温湿度检测系统设计的具体过程和关键技术，以及该系统在实际应用中的重要性和潜在的局限性。
【关键词】室内温湿度检测系统设计、传感器、布局设计、硬件系统、软件系统、性能测试、数据处理、设计总结、未来展望、局限性讨论。
1. 引言1.1 研究背景室内温湿度检测系统设计的研究背景对于室内环境的监测与调控起着至关重要的作用。
随着人们对居住环境舒适性的要求不断提高，室内温湿度的监测，实时控制以及数据分析变得愈发重要。
传统的温湿度检测方法主要依靠人工测量或使用简单的仪器进行监测，然而这些方法存在人力成本高、数据采集不精确等问题。
随着物联网技术的快速发展，室内温湿度检测系统的设计与应用变得更加便捷与智能。
通过使用各种传感器技术，可以实时监测室内温湿度数据，并通过硬件系统和软件系统实现数据处理与分析，从而实现智能化的室内环境监测与控制。
这不仅可以提高居住环境的舒适性，还可以节约能源资源，提高生活质量。
设计一套稳定、精准和智能的室内温湿度检测系统对于现代生活具有重要意义。
通过本研究，我们将探讨传感器选择与布局设计、硬件系统设计、软件系统设计、系统性能测试以及数据处理与分析等方面，为室内温湿度检测系统的设计与应用提供一定的参考和指导。
1.2 研究目的研究目的是为了设计一个能够准确监测和控制室内温湿度的系统，以提高室内环境的舒适度和健康性。
通过对室内温湿度的实时监测和分析，可以及时调整空调和加湿器的工作状态，确保室内空气质量达到最佳状态。
研究还旨在探索利用传感器技术和数据处理算法来实现智能化控制系统，从而提高能源利用效率和节约资源。
温湿度监控系统方案
温湿度监控系统方案温湿度监控系统方案⒈引言本文档旨在提供一个完整的温湿度监控系统方案，以便用户能够了解系统的整体设计和功能，以及相关的技术要求和环境需求。
⒉系统概述⑴系统描述温湿度监控系统是用于实时监测和记录环境中的温度和湿度，并将数据传输到中央服务器进行存储和分析的系统。
⑵系统功能●实时监测和记录环境温度和湿度数据●提供可视化界面显示温湿度数据●发出警报通知管理员当温湿度超出预设范围●数据存储和分析功能⒊技术要求⑴硬件要求●温湿度传感器：用于测量环境温度和湿度的设备●数据采集器：用于收集传感器数据并将其发送到服务器的设备●中央服务器：用于存储和分析传感器数据的设备●可视化界面：用于显示温湿度数据和系统状态的设备⑵软件要求●嵌入式软件：运行在数据采集器上，负责接收传感器数据并将其发送到服务器●服务器软件：用于接收和存储数据，并提供数据分析功能●可视化界面软件：用于显示温湿度数据和系统状态⒋系统设计⑴硬件设计●安装温湿度传感器在监测区域●部署数据采集器在每个监测区域●配置中央服务器用于存储和分析数据●连接可视化界面设备到服务器⑵软件设计●开发嵌入式软件，实现传感器数据的采集和发送功能●配置服务器软件，用于接收和存储数据，以及提供数据分析功能●开发可视化界面软件，实现数据的显示和系统状态的监测功能⒌系统测试⑴功能测试●测试温湿度监测功能是否正常●测试数据采集器和服务器之间的通信是否正常●测试警报功能是否正常⑵性能测试●测试系统的响应时间和吞吐量●测试系统的可靠性和稳定性⒍系统部署●安装温湿度传感器和数据采集器●部署中央服务器和可视化界面设备●配置系统参数和网络设置⒎系统维护和升级●定期检查和校准传感器●定期备份和维护服务器数据●及时修复软硬件故障●升级软件和固件以提高系统性能⒏附件本文档附带的附件为：●温湿度监控系统设计图纸●嵌入式软件源代码●服务器软件配置文件●可视化界面软件源代码⒐法律名词及注释●温湿度传感器：测量环境温度和湿度的设备，通常使用数字式温湿度传感器●数据采集器：将传感器数据采集并发送到服务器的设备，通常使用嵌入式系统●中央服务器：用于存储和分析传感器数据的设备，通常使用数据库和分析软件●可视化界面：用于显示温湿度数据和系统状态的设备，通常使用计算机或移动设备。
温湿度监测系统课程设计
温湿度监测系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解温湿度监测系统的基本构成及其工作原理；2. 学生能掌握温度、湿度传感器的工作原理及其在监测系统中的应用；3. 学生能了解数据采集、处理和传输的基本方法。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的温湿度监测系统；2. 学生能通过编程实现对温湿度数据的采集、处理和显示；3. 学生能运用团队协作和沟通技巧，完成课程项目的实施。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理与信息技术融合的兴趣，增强对科学研究的热情；2. 学生通过实践活动，培养动手能力、问题解决能力和创新意识；3. 学生在学习过程中，注重环保、节能理念，认识到温湿度监测系统在智能生活、环境保护等领域的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程以实践性、综合性、创新性为特点，结合初中年级学生的认知水平和兴趣，注重引导学生动手实践、合作探究。
通过课程学习，使学生将理论知识与实际应用紧密结合，提高学生的科学素养和创新能力。
课程目标分解为具体学习成果，以便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 温湿度监测系统的基本构成- 传感器原理与应用（教材第3章）- 数据采集、处理与传输（教材第4章）2. 温湿度监测系统的设计与实现- 系统设计原理（教材第5章）- 硬件连接与编程（教材第6章）- 数据显示与报警（教材第7章）3. 课程项目实施与评价- 团队协作与沟通技巧（教材第8章）- 项目实施流程（教材第9章）- 项目评价与反馈（教材第10章）教学内容安排与进度：第一周：学习传感器原理，了解温湿度监测系统的基本构成；第二周：学习数据采集、处理与传输方法，掌握编程技巧；第三周：设计并实现温湿度监测系统，进行硬件连接与编程；第四周：完善系统功能，实现数据显示与报警；第五周：团队协作完成项目实施，进行项目评价与反馈。
教学内容注重科学性和系统性，结合教材章节，引导学生从理论学习到实践应用，逐步掌握温湿度监测系统的设计与实现。
分布式无线温湿度检测与传输系统的设计
于 后 续 电 梯 隔 振 系 统 的 研 究 具 有 一 定 的参 考 价 值 。
参 考 文 献
温 湿度 信息传 输 给上 位机 。 上 位 机 子 系 统 的 结 构 原 理 图 如 图 ２所 示 ． 由 图 中 可 以看 出 ， 上 位 机 子 系 统 主 要 由 液 晶 显 示 、 存 储 器 、
故 障 检 测 复 杂 等 缺 点 ；第 二 种 传 输 方 式 是 无 线 传 输 方
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２年 １ ２月
系统 的隔 振 效果 不好 ， 远 低 于 线 性 阻 尼 （ Ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ） ． 这 对
［ ３ ］ Ｓ ｏ ｎ ｇ Ｇ Ｙ ．Ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉ ｒ ｓ ｔ ｉ ｃ ｏ ｆ
足 ， 提 出 了一 种 分 布 式 无 线 温 湿 度 检 测 与 传 输 系 统 ， 该
系统 具有 可靠 性 高 、 传 输 距离 远 、 维 护方便 等 优点 。
１ 系统 技 术 方 案
本 文 采 用 的 技 术 方 案 如 图 １所 示 。 为 了 满 足 无 线 系统 传输 的需要 ． 整 个 技术 方 案 可分 为 上位 机 子 系统
和下 位机 子 系统 两部 分 。其 中上 位 机－ ７ ： 系统 放 置 在监
控 的 机 房 中 ，通 过 ｎ ＲＦ ９ ０ ５无 线 传 输 模 块 接 受 下 位 机
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选型
②传感器的选型
温湿度传感器/变送器：RS-WS-N01-8
供电电源 10~30VDC 温度测量范围 -40℃~80℃ 温度精度 ±0.5℃ 湿度测量范围 0~100%RH 湿度精度 ±3%RH 环境温度 -40℃~80℃ 输出信号 RS-485
选型
③电源的选择
开关电源
选型依据：
1.体积小、重量轻
分布式环境温湿度监测系统设计
Design of Distributed Environment Temperature and Humidity Monitoring System
CONTENTS
1
课题的背景及意义
2
系统的总体思路及选型
3
组态王软件的应用
4
系统的运行测试结果
1.设计背景及意义
1.温度和湿度对工作的影响
2.应用地点：工业生产、农业、气象、医院、商场等 3.预期监测30个点位，分布控制集中管理
2.系统的总体思路及选型
（1）设计总体思路
MODBUS RTU通信规约
（2）选型
RS485
温湿度传感器/变送器
开关电源
选型
①485总线
485选型依据
1.较长的通信距离 2.支持较多的点位，最多支持32个节点
分布式环境温湿度监测系统。从测试结果来看，测试
值与实际值较为接近，在误差允许范围之内，所以可 以说明本次设计达到了不同地点的温湿度监测要求， 为较大范围、较远距离、分布控制集中管理模式提供 了一个可行的方案。
温度（℃） 湿度（%RH）
测试值
真实值
25.9~26
26
53.4~54.5
47
误差分析：1.温湿度传感器误差 2.地点 3.轮寻
（4）灵敏度测试
人为改变温湿度
总结
本次设计通过连接温湿度传感器/变送器，开关电源， UPS电源和PC机等硬件设备，利用RS485总线结构和 MODBUS RTU通信规约，在组态王软件中搭建了一个
（寄存器寻址，轮寻，口令内存）
（3）用户及登录界面
（4）监测主界面
监测主界面主要包括了实 时曲线，历史曲线，报表， 报警记录，系统结构图的 菜单切换选项。还有时间 和各个工位的温湿度数据 显示。同时点击相对应的 工位名称，即可进入对应 的工位画面。
实时趋势曲线
历史趋势曲线
报警界面
（5）报表
实现保存的命令语言： string filename; Filename=InfoAppDir()+"Report0\"; filename=filename+\\本站点\$日期 +StrFromInt(\\本站点\$时,10)+"时 "+StrFromInt(\\本站点\$分,10)+"分 "+StrFromInt(\\本站点\$秒,10)+"秒.rtl"; ReportSaveAs("Report0",filename); 实现刷新的命令语言： string file; file=InfoAppDir()+"Report0\*.rtl"; listClear("List"); listLoadFileName("List",file); 实现本地导入的命令语言： string ReportName; ReportName=InfoAppDir()+"Report0\"+报 表查询; ReportLoad("Report0",ReportName);
2.功耗小、效率高 3.可将220V的交流电转换为10V~30V的直流电
3.组态王软件的应用
分布式环境温湿度监测系统
登 录 界 面
监 测 主 界 面
工 位 画 面
实 时 趋 势 曲 线
历 史 趋 势 曲 线
报 警 界 面
报 表
（1）新建工程，设备配置
（2）画面的构图和数据词典的建立
（场地管道仪器）
4.系统的运行测试结果
（1）实物接线图
将30个温湿度传感器放置在 不同地点，安装USB/485驱动 后进行测试。
（2）运行测试结果 实验地点：本部第二实验楼一楼 试验时间：6月1号中午12点 测试结果： 温度为25.9℃—26℃ 湿度值为53.4%RH—54.5%RH。
（3）测试结果分析 真实数据根据网上气象台数据查 询如右图所示，温度为26摄氏度， 湿度为47%RH。