温湿度智能监控系统的设计 毕业设计 好
温室大棚温湿度监测系统设计-毕业论文(设计)

摘要随着农业产业规模的提高,对于数量较多的大棚,传统的温度控制措施就显现出很大的局限性。
为此,在现代化的蔬菜大棚管理中通常有温湿度自动控制系统,以控制蔬菜大棚温湿度,适应生产需要。
本论文主要阐述了基于P89LPC938单片机的温室大棚温湿度监测系统设计原理,主要电路设计及软件设计等。
该系统采用LPC938单片机作为控制器,DHT11进行温湿度采集,并通过无线模块NRF24L01进行主机与从机的无线通信,利用其I2C总线技术控制SRL_11280W_LCD液晶实时显示。
使用户在控制室即可监测温室大棚内的实时温湿度,从而方便用户对温室大棚的管理。
关键词: 单片机P89LPC938; 传感器DHT11;液晶SRL_11280W_LCD; 无线模块 NRF24L01第一章绪论1.1 课题研究背景目前,我国农业正处于从传统农业向以优质、高效、高产为目标的现代化农业转化新阶段。
而大棚作为现代化农业设施的重要产物,在国内多数地区得到了广泛应用。
大棚可以避开外界种种不利因素的影响,人为控制或创造适宜农作物生长的气候环境,可以看成是一个半封闭式的人工生态环境。
由于大棚中各种环境因素是可以人为控制的,因此控制技术直接决定着大棚中农作物的产量和质量。
大棚监测系统一般包括三个模块:环境参数采集模块、数据处理模块和执行模块。
在目前的监测系统中,需采集的环境参数主要包括温度、湿度、CO2浓度、光照强度、土壤湿度等。
在实际设计中还需根据大棚的规模及所在区域设定不同的采集方式,确保数据采集的准确性。
例如我国北方地区,冬季寒冷而漫长,大棚监测最主要的一部分就是温度的调节。
这时可将一天分为午前、午后、前半夜和后半夜4个时段来进行温度调节。
午前以增加同化量为主,一般应将棚温保持在25~30℃为宜;午后光合作用呈下降趋势,以20~25℃为好,避免高温下养分消耗过多;日落后4~5h内,要将棚内温度从20℃逐渐降到15℃上下,以促进体内同化物的运转。
仓库温湿度监测系统设计本科毕业论文

仓库温湿度监测系统设计本科毕业论文研究课题:仓库温湿度监测系统设计研究方案:一、引言:仓储行业对于温湿度的监测十分重要,对于一些特定的货物,如食品、药品等,温湿度的变化都会对其质量产生重要影响。
设计一套仓库温湿度监测系统,可以实时地监测温湿度数据,并进行分析与提取,对于提高仓储物品的质量和管理效率具有重要意义。
本文旨在探讨仓库温湿度监测系统设计的关键技术及实施情况,并为解决实际问题提供参考。
二、研究目标:1. 设计一个集温湿度采集、传输与分析为一体的仓库温湿度监测系统。
2. 通过采集的温湿度数据,结合已有研究成果,提出新的观点和方法,并对数据进行分析得出结论。
3. 探索更准确、稳定的温湿度监测技术,并建立相应的模型和算法。
三、方案实施情况:1. 硬件设计:a. 选择合适的传感器,可通过数字接口与主控板连接,并能准确地测量仓库内的温湿度。
b. 设计合适的电源供应系统,保证传感器和主控板的正常工作。
c. 开发合适的数据存储与传输模块,实现温湿度数据的存储与传输。
2. 软件设计:a. 完成主控板的固件开发,实现温湿度数据的采集、处理与传输。
b. 开发后台数据库和管理系统,实现温湿度数据的存储、管理与分析。
c. 设计用户界面与工具,方便用户实时地查看仓库温湿度数据,并进行数据分析与决策。
3. 实验环境与调试:a. 确定实验环境,建立标准的温湿度模拟环境。
b. 进行传感器的校准与测试,确保测量准确性。
c. 进行实验数据的采集与传输测试,验证系统的稳定性与可靠性。
四、数据采集与分析:1. 根据实验与调试所得的数据,使用合适的数据采集工具进行记录。
2. 对采集到的温湿度数据进行整理与分析,采用统计学方法和图表可视化工具,得出数据的基本特征与规律。
五、结论:通过本次实验与调研,我们成功地设计出了一套仓库温湿度监测系统,能够实时地采集、传输和分析仓库内的温湿度数据。
在已有研究成果的基础上,我们提出了一些新的观点和方法,并对数据进行了深入分析。
毕业设计stm32

毕业设计:基于STM32的智能温湿度检测系统引言智能温湿度检测系统是一种能够实时检测和监控环境温度和湿度的系统,广泛应用于仓储、办公室、工厂等场所。
本文介绍了一种使用STM32微控制器搭建的智能温湿度检测系统的设计和实现。
设计目标本设计的目标是开发一种低功耗、高精度的智能温湿度检测系统,能够实时监测环境温湿度并提供数据记录和报警功能。
同时,该系统还具备良好的可扩展性,能够与其他设备进行数据通信和远程控制。
系统设计硬件设计本系统的硬件主要由STM32微控制器、温湿度传感器、液晶显示屏、按键和蜂鸣器等组成。
1.STM32微控制器:选择STM32F103C8T6,具备高性能、低功耗和丰富的接口资源。
2.温湿度传感器:采用DHT11数字温湿度传感器,具有简单、经济和稳定的特点。
3.液晶显示屏:使用1602液晶显示屏,能够通过显示温湿度数据和系统状态。
4.按键:设计了4个按键,用于系统设置和菜单导航。
5.蜂鸣器:用于温湿度异常时的报警提醒。
软件设计本系统的软件设计主要包括STM32固件程序和上位机监控程序两部分。
1.STM32固件程序:使用STM32CubeMX进行初始化配置和代码生成,通过定时器中断实现温湿度数据的采集和处理,通过串口通信实现数据传输和控制。
2.上位机监控程序:使用C#编写上位机程序,通过串口与STM32进行通信,实现数据的监控、记录和远程控制。
用户可以通过上位机设置查询间隔、报警阈值等参数。
系统实现系统实现主要包括硬件的搭建和软件的编程两个步骤。
硬件搭建方面,按照硬件设计进行电路连接和元件的布局,保证各元件之间的正常通信和协作。
软件编程方面,通过STM32CubeMX生成初始化代码,编写主程序和中断服务函数。
在上位机监控程序方面,使用C#编写串口通信程序,并进行数据处理和界面设计。
系统测试和评估系统测试主要针对温湿度检测精度、报警功能和系统稳定性进行评估。
通过与标准仪器进行对比测试,验证系统的测量精度。
本科毕业设计---花窖温度湿度测控系统设计自动控制

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章绪论1.1 选题的目的和意义此系统设计的目的在于对花窖的温湿度控制实现自动化,科学化,通过分析监测数据,结合花卉生长发育的规律,控制环境条件,使花卉在不适宜生长发育的反季节中可获得比自然下室外生长更优良的环境条件,达到对花卉的优质,高产,时节的控制。
改革开放后,人们对生活质量的要求显著提高,对美丽的花卉的需求量也急剧上升,这种对养殖花卉为生计的园林工人是一个机遇,同时也是对传统的手工培养花卉是一个挑战,花卉一般都采用温室栽培,要充分利用好温室栽培这种高效技术,就需要一套科学的,先进的管理控制方法,用以对不同的花卉生长的各个时期所需的温度湿度等环境条件进行实时的监控。
由于我国从国外引入的自动温湿度测控系统侧重点与我国气候特征不相匹配,而且引进投资高,运行维护费用高,因此难于在我国花卉市场推广应用。
因此,根据我国环境条件自主设计低成本的高效率的花卉温湿度控制系统对加快我国花房产业的现代化水平及提高温室的经济效益都有重要的意义。
植被栽培技术:植被的“设施栽培”,即“保护地栽培”。
它是指在某种类型的保护设施内(如阳畦、温室、等),认为的创造是一直被生长的最佳环境条件,在不同季节内,尤其是不利于植被生长的季节进行植被栽培的一种措施。
设施栽培是人类利用自然、改造自然的一种创造行为。
由于涉室内的条件可以实现人为控制,使得植被可以周年生产。
玻璃温室和塑料薄膜温室出现后,植被生产出现了划时代的变化。
现在人们可以根据自己的意愿,随时生产出所需的各种植被。
可以说这是“设施栽培”的功劳。
在不利于植被生长的自然环境中,温室能够创造适宜植被生长发育的条件。
温室环境的调节主要包括三个方面:温度:根据植被生的适宜温度进行温室温度调节,若低于下限温度则采取升温措施,通常采取电热增温和火力增温,火力增温较为方便。
若高于上限温度则采取降温措施,通常通过水管降温和风扇降温。
毕业设计(论文)-粮库温湿度智能监控系统的设计与研究

摘要粮食储藏是国家为防备战争、荒灾以及其他突发性事件而采取的有效措施。
粮食是人类生存的必需品,温度与湿度是保存好粮食的先决条件,随着中国加入WTO和粮食市场的逐渐开放,储存大量的粮食对稳定国民经济的发展起到至关重要的作用。
影响粮食安全储藏主要参数是粮食的湿度和温度,这两者之间是互相关联的。
人们通常使用温度计、湿度计来测量粮库的温度和湿度,通过人工加热、加湿、通风和降温等方法来控制粮库的温度、湿度,这种方法不但控制精度低、实时性差,而且操作人员的劳动强度大。
同时温度与相对湿度的大幅度变化可能导致种子大范围腐烂或者影响种子的发芽率,从而带来极大地经济及财产损失。
因此,保证适宜的粮库温度、湿度对保证农产品种子存储质量十分重要。
本设计分为上下两层结构,下位机系统以ATMEL公司生产的AT89C51单片机作为温、湿度监控核心部件,采用DS18B20温度传感器,它是数字温度传感器,能够直接读取被测物的温度值;选取HS1101作为湿度传感器,通过将该湿敏电容置于555定时器与电阻组成的电路中,将电容值的变化转为与之呈反比的电压频率信号,并采用RS485与上位机进行通信;一旦温度或湿度值超过设定阈值,即可实现报警。
上位机系统仍以单片机为核心,扩展数据存储器,在键盘模块里可以更改阈值,LCD显示模块显示从下位单片机传来的温度、湿度值。
从而实现一种小型粮库的温湿度智能监控。
实验表明该系统具有转换速度快、精度高、控制能力强等特点。
目前实现粮库温湿度的智能控制需要一种稳定性高、成本低的温湿度智能控制系统,其采用上、下位机控制结构,实现全方位智能化的粮库监控。
单片机在这种系统中往往作为一个终端机,安装在系统的某些节点上,对现场温湿度进行实时的测量和控制。
单片机的高可靠性和强抗干扰能力,使它可以置于恶劣环境的前端工作。
关键词单片机;小型粮库;温度;湿度AbstractThe food storage is the national guard against war, for Huang zai and other unexpected events and take effective measures. Food is the human survival necessities, temperature and humidity is to keep the good food prerequisites, with China's accession to the WTO and the opening up of the food market, store large amounts of food to stabilizing the development of national economy play a crucial role. Affect food security is the main parameters of grain storage humidity and temperature, between the two are interrelated. People often use thermometer, island-from mosquitoes to measure the temperature and humidity of warehouse, through the artificial heating, add wet, ventilation and cooling method to control the warehouse temperature, humidity, this method not only control precision low, real-time, and operation of the personnel labor intensity. At the same time temperature and relative humidity can lead to big large variation seed range decay or influence of seed germination rate, thus brings great economic and property losses. Therefore, ensure the warehouse of the appropriate temperature and humidity on agricultural seed storage quality guarantee is very important.This design is divided into the upper and lower levels structure, lower place machine system to ATMEL company produces the AT89C51 as humidity and temperature monitoring core components, the temperature sensor DS18B20, it USES "single bus" interface, can be measured directly read things value; Select HS1101 as humidity sensor, through the wet sensitive capacitance in 555 timer and resistors circuit, will the change of capacitance values to the inverse of a voltage and frequency signal, and USES the RS485 communication and the upper machine;Once the temperature or humidity value more than setting threshold, can realize the alarm. PC system based on single-chip microcomputer is still, extended data storage in the keyboard module can change the threshold, LCD display module from a single chip that under the temperature, humidity value from. So as to achieve a small the temperature and humidity of the warehouse intelligent monitoring. Experiments show that the system has a conversion speed and precision, strong ability to control etc. Characteristics.Now realize intelligent control of the temperature and humidity warehouse need a high stability, low cost of temperature, humidity intelligent control system, and its use,under a machine control structure, achieving all-round intelligent warehouse management controlsystem.SCM in such systems often as a terminal, installed in the system of some nodes, the temperature and humidity of real-time measurement and control. The single chip microcomputer high reliability and strong anti-interference ability, make it can be placed in the front of the bad environment.Key words :single-chip microcomputer; Small grain depot; Temperature; humidity目录摘要........................................................................................................................................... Abstract (I)1 绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2粮库温湿度系统国内外现状以及发展趋势 (1)1.3本设计主要工作内容 (2)2 系统总体设计 (4)2.1系统总体设计 (4)2.2下位机系统 (5)2.3上位机系统 (5)3 系统硬件电路设计 (6)3.1下位机系统硬件电路设计 (6)3.1.1温度检测模块 (6)3.1.2湿度检测模块 (9)3.1.3 RS-485S串口通信模块 (9)3.1.4报警电路模块 (14)3.2上位机系统硬件电路设计 (14)3.2.1显示模块 (14)3.2.2 RS-485S串口通信模块 (16)3.2.3键盘模块 (16)3.3 AT89C51硬件电路设计 (17)3.3.1 AT89C51性能参数 (17)3.3.2内部时钟电路设计 (19)3.3.3复位电路设计 (20)3.3.4 AT89C51内部结构 (21)4 软件设计 (23)4.1下位机软件设计 (23)4.1.1温度子程序设计 (23)4.1.2湿度子程序设计 (24)4.1.3报警子程序设计 (24)4.1.4下位机中断程序设计 (25)4.1.5 串口通信程序设计 (26)4.2 上位机软件设计 (27)4.2.1键盘子程序设计 (28)4.2.2串口通信模块子程序设计 (29)5 总结与展望 (30)5.1总结 (30)5.2展望 (30)参考文献 (31)结束语 (32)致谢词 (33)附录1:下位机系统电路图 (34)附录2:上位机系统电路图 (35)附录3:下位机系统程序 (36)附录4:上位机系统程序 (39)1 绪论1.1研究背景粮食是人类生存的必需品,温度与湿度是保存好粮食的先决条件,随着中国加入WTO 和粮食市场的逐渐开放,储存大量的粮食对稳定国民经济的发展起到至关重要的作用。
基于单片机的温湿度监测系统毕业设计

基于单片机的温湿度监测系统毕业设计一、引言在现代生活和工业生产中,对环境温湿度的准确监测和控制具有重要意义。
温湿度的变化可能会影响产品质量、设备运行以及人们的生活舒适度。
因此,设计一个可靠、精确且易于使用的温湿度监测系统是十分必要的。
本毕业设计旨在基于单片机技术开发一款实用的温湿度监测系统。
二、系统总体设计(一)系统功能需求该监测系统应能够实时采集环境的温度和湿度数据,并将其显示在屏幕上。
同时,系统应具备数据存储功能,以便后续分析和查询。
此外,还应设置报警阈值,当温湿度超出设定范围时能发出警报。
(二)系统组成本系统主要由传感器模块、单片机控制模块、显示模块、存储模块和报警模块组成。
传感器模块负责采集环境温湿度数据,选用了精度高、稳定性好的DHT11 温湿度传感器。
单片机控制模块作为系统的核心,采用了 STC89C52 单片机,负责处理传感器采集到的数据、控制其他模块的工作以及进行逻辑判断。
显示模块采用了液晶显示屏(LCD1602),能够清晰地显示当前的温湿度值。
存储模块使用了 EEPROM 芯片,用于保存历史数据。
报警模块则通过蜂鸣器和指示灯实现,当温湿度异常时发出声光报警。
三、硬件设计(一)传感器接口电路DHT11 传感器与单片机通过单总线进行通信,连接时需要注意数据线的上拉电阻。
(二)单片机最小系统STC89C52 单片机的最小系统包括时钟电路和复位电路。
时钟电路采用晶振和电容组成,为单片机提供稳定的时钟信号。
复位电路用于系统初始化和异常情况下的复位操作。
(三)显示电路LCD1602 通过并行接口与单片机连接,需要配置相应的控制引脚和数据引脚。
(四)存储电路EEPROM 芯片通过 I2C 总线与单片机通信,实现数据的存储和读取。
(五)报警电路蜂鸣器通过三极管驱动,指示灯通过限流电阻连接到单片机的引脚,由单片机控制其工作状态。
四、软件设计(一)主程序流程系统上电后,首先进行初始化操作,包括单片机内部寄存器的设置、传感器的初始化、显示模块的初始化等。
基于单片机的毕业设计

基于单片机的毕业设计基于单片机的毕业设计随着科技的不断发展,单片机已经成为了电子工程领域中不可或缺的一部分。
在大学电子工程专业的学习中,毕业设计是一个重要的环节,它不仅考察学生的理论知识掌握程度,还要求学生能够将所学知识应用于实际项目中。
基于单片机的毕业设计是一种常见的设计形式,下面将介绍一个基于单片机的毕业设计案例。
设计题目:智能温湿度监测系统设计背景:随着人们对生活质量的要求提高,温湿度的监测越来越重要。
无论是室内环境还是工业生产过程中,温湿度的变化都会对人们的生活和工作产生影响。
因此,设计一个能够实时监测温湿度并进行数据记录和分析的系统,对于提高人们的生活质量和工作效率具有重要意义。
设计目标:设计一个基于单片机的智能温湿度监测系统,能够实时采集温湿度数据并通过LCD显示屏进行展示,同时能够将数据存储到SD卡中,并通过串口传输到电脑上进行进一步的分析。
设计方案:1. 硬件设计:a. 选择合适的单片机:根据设计需求选择一款适合的单片机,考虑到数据处理能力和接口数量等因素。
b. 温湿度传感器:选择一款高精度的温湿度传感器,能够准确地采集环境温湿度数据。
c. LCD显示屏:选择一款适合的LCD显示屏,能够清晰地显示温湿度数据。
d. SD卡模块:选择一款适合的SD卡模块,能够实现数据的存储和读取功能。
e. 串口模块:选择一款适合的串口模块,能够实现单片机与电脑之间的数据传输。
2. 软件设计:a. 单片机程序设计:编写单片机的程序代码,实现温湿度数据的采集和处理,以及LCD显示屏、SD卡模块和串口模块的控制。
b. 电脑端程序设计:编写电脑端的程序代码,实现与单片机的串口通信,将温湿度数据传输到电脑上并进行进一步的分析和处理。
3. 系统测试:a. 硬件测试:将设计好的电路进行焊接和连接,检查各个模块是否正常工作。
b. 软件测试:将编写好的程序烧录到单片机中,通过LCD显示屏和串口模块观察温湿度数据的采集和传输情况,通过SD卡模块检查数据的存储功能。
大棚仓库温湿度自动控制系统的毕业设计

系统的应用场景和意义
应用场景:大棚仓库温湿度自动控制系统适用于农业大棚、食品仓库、 药品存储等需要精确控制温湿度的场所。
意义:该系统能够提高存储物品的品质和延长保质期,降低因温湿度失 控而产生的损失,提高生产效益和安全性。
系统的基本组成和原理
温湿度传感器: 实时监测大棚 仓库内的温湿
度数据
控制器:根据 传感器数据自 动调节温湿度
大棚仓库温湿度自动控 制系统的毕业设计
汇报人:
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01
大棚仓库温湿度自动控制 系统的概述
02
大棚仓库温湿度自动控制 系统的硬件设计
03
大棚仓库温湿度自动控制 系统的软件设计
04
大棚仓库温湿度自动控制 系统的测试与验证
05
大棚仓库温湿度自动控制 系统的应用前景与展望
06
添加章节标题
大棚仓库温湿度 自动控制系面布局:简洁明了,操作方便 温湿度显示:实时更新,准确显示 控制功能:一键操作,快速响应 报警功能:及时提醒,保障安全
大棚仓库温湿度 自动控制系统的 测试与验证
测试环境的搭建
测试场地:选择一个适合大棚仓库 温湿度自动控制系统的场地进行测 试
测试网络:确保测试场地内的网络 连接稳定,以便实时传输数据
系统的定义和功能
系统的定义:大棚仓库 温湿度自动控制系统是 一种通过自动化技术对 大棚仓库内的温湿度进 行监测、调节和控制的 系统。
系统的功能:大棚仓库温 湿度自动控制系统具有实 时监测、数据记录、异常 报警、自动调节等功能, 能够有效地保证大棚仓库 内的温湿度环境,提高农 作物的生长质量和产量。
性能优化建议: 根据测试结果, 提出针对性的优 化建议,提高系 统的性能表现
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温湿度智能测控系统摘要本设计实现的是单片机温湿度测量与控制系统,通过在LCD1602上实时显示室内环境的温度和相对湿度。
系统采用集温湿度传感器与A/D转换器为一体的DHT90传感器芯片,通过单片机AT89C52处理进行显示,其它模块包括了实时时钟/日期产生电路和超限报警处理电路,对所测量的值进行实时显示和报警处理。
本文介绍了基于ATMEL公司的AT89C52系列单片机的温湿度实时测量与控制系统和显示系统的设计,包括介绍了硬件结构原理,并分析了相应的软件的设计及其要点,包括软件设计流程及其程序实现。
系统结构简单、实用,提高了测量精度和效率。
关键词:温湿度测控DHT90传感器AT89C52单片机LCD1602AbstractThe design and implementation of measurement and control temperature and humidity is MCU system, through which the temperature and humidity measurement LCD1602. System adopts set temperature and humidity sensor and A/D converter for DHT90 chip microcontroller processing, through that other modules including real-time clock/date produce circuit and the off-gauge alarm circuit, the value of measurement for real-time display and alarm.The paper introduces the ATMEL company based on AT89C52 single-chip series of temperature and humidity measurement and control system and real-time display system design, including the hardware structure and principle, and the corresponding software design, including the design of the software and its key process and procedure.System structure is simple, practical, and improve the measuring precision and efficiency.Keywords: temperature and humidity control, DHT90, LCD1602, AT89C52目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................... I I 目录.............................................................................................................. I II 前言. (1)1 概述 (2)1.1 温度、湿度数据采集与监测技术的发展历程 (2)1.2 内外温度和湿度测量的发展史 (3)2 系统总体设计 (6)2.1 系统功能设计 (6)2.2 系统设计原则 (6)3 方案论证与比较 (8)3.1 数据采集部分 (8)3.2 控制部分 (9)3.3 显示部分 (10)3.4 系统框架图 (10)4 系统硬件结构 (11)4.1 温湿度传感器DHT90 (13)4.1.1 温湿传感器DHT90的简介 (13)4.1.2 接口说明 (14)4.1.3 温湿传感器DHT90的工作过程 (14)4.1.4 输出转换为物理量 (16)4.2 AT89C52 (19)4.2.1 主要性能参数 (19)4.2.2 功能特性概述 (19)4.2.3 特殊功能寄存器 (22)4.2.4 存储器结构 (24)4.2.5 看门狗定时器 (25)4.2.6 定时器2 (26)4.2.7 中断 (28)4.3 单片机最小系统的设计 (28)4.3.1 复位电路设计 (28)4.3.2 时钟电路设计 (29)4.3.3 报警电路 (29)4.3.4 键盘设定模块 (30)4.3.5 稳压电路 (31)4.4 软件设计 (31)5 系统软件设计 (32)6 仿真与调试 (33)6.1 仿真 (33)6.2 硬件调试 (34)总结 (36)致谢 (38)参考文献 (39)附件 (40)前言在现代工业现场,随着科技的进步和自动化水平的提高,电缆的用量越来越大,电缆的安全保护已成为不可忽视的问题。
从国内外有关电缆火灾的统计资料看,许多电缆火灾是由电缆头击穿绝缘引起的。
因此为电缆配置在线温度监测系统,对于电缆接头多,电缆密集的场所,就显得尤为重要。
粮食是人类生存的必需品,温度与湿度是保存好粮食的先决条件,我国的公粮现均集中存放在国家或地方的仓库中,最大粮库方圆几公里,仓库库房数为数十个,测点可达数千个。
按照国家粮食保护法则,必须定期抽样检查各点的粮食温度与湿度,以确保粮食的存储质量。
档案馆中的档案资料同样会受到外界空气温湿度变化的影响,纸张纤维热胀冷缩,使强度降低,湿度过大会使霉菌和害虫滋长,以致造成资料质变。
由此可见,温度、湿度监测在人们现实生活生产中应用已日渐广泛,在发电厂、纺织、食品、医药、仓库、农业大棚等众多的应用场所,对温度、湿度参量的要求都非常严格,因此能否有效对这些领域的温、湿度数据进行实时监测和控制是一个必须解决的重要前提。
本课题即以上述问题为出发点,设计实现了温度、湿度的实时监测系统,该系统不仅能实时采集各抽样点的温度值与湿度值,而且能够迅速处理,友好的将数据结果显示给用户,并存储结果以方便以后的对比研究。
1 概述随着社会的发展,人们对环境中的温度和湿度的要求也越来越高,尤其是在医学、电子电力、航天航空、食品发酵等领域中对湿温度的要求尤其严格,鉴于此,设计出一个能够精确、稳定、实时测量出温湿度的实用型温湿度检测仪显得尤为重要。
1.1 温度、湿度数据采集与监测技术的发展历程最早的也是最简单的实现对温度、湿度的监测是采用人工的方式,这种方式不仅效率低,劳动时间长,而且会由于抽样的不具代表性使得监测结果失去其原有的意义。
该方式还有一个弊端——其应用场所有很大的局限性,工作人员不可能直接测量地下电缆的表面温度;去提取存有炸药、鞭炮等危险品仓库温湿度数据的工作人员还要承担一定的风险。
后来随着电子技术的出现与进步,科研人员开始采用温度与湿度传感器代替原始的温度计与湿度计,开发了以单片机为核心的监测系统,并佐以接口芯片将结果显示在LED数码显示管上,单片机可直接控制打印监测数据。
这种方式在很大程度上提高了工作效率,并扩展了应用范围。
但其中所采用的温度、湿度传感器直接输出为模拟电压信号,该信号在传输过程中易损耗,影响系统精度,且传输距离较近,需要经过A/D 转换芯片才能被单片机接收。
每个测试点都需要各自独立的信号线,为了实现多点监测不仅需要成百上千条信号线,还需要多路模拟转换开关电路轮流对多个测试点进行连续监测,从而增加了整个系统的环节,使其难于维护,价格昂贵。
近年来,伴随微处理器芯片和网络通信技术的发展,为了简化系统设计并降低成本,各公司及科研机构开始致力于相关领域的探索,使得温湿度数据监测数字化、网络化的实现成为可能。
其中美国达拉斯半导体公司推出了1-Wire(单总线)接口协议,单总线技术与其它总线不同,它采用单根信号线,既可传输时钟,又能传输数据,而且数据传输是双向的,因此单总线技术具有线路简单,硬件开销少,成本低廉,便于总线扩展和维护等优点。
该公司所提供的适用于单总线微网技术的单总线器件具有无需另附电源、在测试点直接将模拟信号数字化等特点,一方面减少了系统环节,另一方面保证了系统的精度。
同时各软件公司开发的可视化软件开发工具,更是向着效率高、功能强大的方向努力,从而为获得良好的用户界面奠定了基础。
1.2 内外温度和湿度测量的发展史模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的,它是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用IC。
模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等,适合远距离测温、控温,不需要进行非线性校准,外围电路简单。
它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器,典型产品有AD590、AD592、TMP17、LM135等。
智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。
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都包含温度传感器、A/D转换器、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)。
智能温度传感器的特点是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);并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的,其智能化程度也取决于软件的开发水平。
进入21世纪后,智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。
新型智能温度传感器的测试功能也在不断增强。
例如,DS1629型单线智能温度传感器增加了实时日历时钟(RTC),使其功能更加完善。
DS1624还增加了存储功能,利用芯片内部256字节的E2PROM存储器,可存储用户的短信息。
另外,智能温度传感器正从单通道向多通道的方向发展,这就为研制和开发多路温度测控系统创造了良好条件。
智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化,所采用的总线主要有单线总线、I2C总线、SMBus总线和SPI总线。
湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业。
湿度传感器主要分为电阻式和电容式两种,产品的基本形式都是在基片上涂覆感湿材料形成感湿膜。
空气中的水蒸汽吸附在感湿材料上后,元件的阻抗、介质常数发生很大的变化,从而制成湿敏元件。