单片机仓库恒温恒湿监控系统的设计-详细C源代码和原理图

I摘要社会向前走的越来越快，人们在生产活动中对物资的存储质量越来越看重，所以对物资存储的环境也相对的更加看重了。而防潮、霉、腐、爆是我们仓库日常管理的重心，也是评判仓库好坏的决定性参数。因为它直接决定了仓库储物的安全与否。为了维持良好的储物环境，所以对仓库的温度和湿度的监测与控制也就成了重中之重。过去仓库里面测量温度和湿度的方法是：湿度表，温度计，湿度纸等，人工进行监测，温度高了就降温，湿度高了就通风，这些方法不仅工人成本高，而且还不能实时的监测仓库的温度和湿度。当仓库温湿度不符合要求的时候也不能及时的进行更改，因而仓库储物的质量得不到足够的保证。因此大家需要一款成本低、使用简单，能够精确测出温湿度，并且对温湿度不符合标准的仓库及时做出反应的温湿度监控系统。现在单片机在我们生产生活的过程当中所占的比重越来越大，其作用也越来越被大家所认可，基于单片机的仓库温湿度监控系统由此而生。本设计的主要研究内容为：基于89C51单片机的监控系统，温度采集；湿度采集；语音报警；温湿度显示。相比于过去的温湿度采集方式而言，有测量精确，测量范围宽，读数方便等特点。关键词：89C51单片机；温度传感器；湿度传感器；温湿度显示；语音报警IIAbstractSocietyforwardfasterandfaster,peopleintheproductionofmaterialsstoragequalityaremoreandmoreimportant,sothematerialstorageenvironmentisrelativelymoreimportant.Andmoisture,mildewandrot,blastingisthefocusofourwarehousedailymanagement,alsoisgoodorbadthedecisiveparameterevaluationwarehouse.Becauseitdirectlydeterminesthesafetyofthewarehousestorageornot.Inordertomaintainagoodstorageenvironment,sothetemperatureandhumiditymonitoringandcontrolofthewarehousehavebecometoppriority.Insidethewarehousetomeasurethetemperatureandhumidityofthemethodis:hygrometer,thermometer,moistureofpaper,suchasartificialmonitoring,hightemperaturecooling,andventilationtohumidityishigh,costishigh,themethodnotonlyworkersbutalsocannotbereal-timemonitoringofthetemperatureandhumidityofwarehouse.Whenthewarehousetemperatureandhumidityisnotinconformitywiththerequirementscan'ttimelymakechanges,andthusthequalityofthewarehousestorageisnotenough.Soweneedalowcost,simpletouse,canaccuratelymeasuretemperatureandhumidity,andtemperatureandhumiditydonotconformtothestandardofwarehousetorespondinatimelymannerofthetemperatureandhumiditymonitoringsystem.Microcontrollerintheprocessofourproductionandlivingnowaccountsformoreandbigger,theeffectisbecomingmoreandmorerecognizedbyeveryone,thewarehousetemperatureandhumiditymonitoringsystembasedonsinglechipmicrocomputercomes.Themainresearchcontentofthisdesignis:monitoringsystembasedon89c51,temperatureacquisition;Humidityacquisition;Voicealarm;Temperatureandhumiditydisplay.Wayofcollectingthedataoftemperatureandhumiditythaninthepast,themeasurementprecision,widemeasuringrange,easyreading,etc.Keywords:89C51;thetemperaturesensor;Humiditysensor;Temperatureandhumiditydisplay;Voicealarm目录摘要…………………………………………………………………...…ⅠAbstract…………………………………………………………….......Ⅱ第一章绪论……………………………………………………….……...11.1选题背景…………………………………………………….………11.2设计过程及工艺要求…………………………………………….....2第二章方案的比较……………………………………………………....22.1温度传感器的方案选择………………………………………….…22.2湿度传感器的方案选择……………………………………….……32.3信号采集通道的选择…………………………………………….…4第三章系统总体设计……………………………………………….…...63.1信号采集………………………………………………………….....73.1.1温度传感器…………………………………………………….…73.1.2湿度传感器………………………………………………..……133.1.3多路开关……………………………………………………..…153.2信号分析与处理…………………………………………………..173.2.1A/D转换……………………………………………………..….173.2.2AT89C51简介………………………………………………...…213.2.3工作方式……………………………………………………..…273.2.4数据存储器的掉电保护…………………………………..……283.2.5系统时钟的设计……………………………………………..…283.3显示与报警……………………………………...…………………293.3.1显示电路…………………………..…..…………………...……293.3.2报警电路………………………………….………………..……29第四章软件设计…………………………………………………..……31结论与展望…………………………………………………………..…35参考文献……………………………………………………………......36附录A……………………………………………………………...........38附录B……………………………………………………………...........3911第一章绪论1.1选题背景电子学和计算机科学等技术的快速发展革新了传统的仪器和测量方法，给我们的时代插上了腾飞的翅膀。传统的测量仪器精度不高、麻烦、智能化低、人工成本也大，现代测量技术和智能仪器的发展给我们的生活带来了翻天覆地的变化，极大的提高了生产力，同时降低了边际成本。传感技术是现代测量技术和智能仪器的基础。传感技术越来越先进，现在的传感技术不仅能够在很多种复杂恶劣的环境下使用，稳定性良好，而且精度相当高。现在的传感器和里面的结构都微型化了，做工也越来越精密，工艺也越来越精湛。使得传感器逐渐从传统结构向以微机械加工的微结构技术方向发展。随着传感器的发展，传感器的功能逐渐变多，并且越来越可靠、耐用，能够适应各种环境，在各种环境下使用。并且，现在的传感器越来越趋于集成化，所谓集成化就是由一种功能向多种功能发展，也就是说现在的传感器器相对于传统的传感器而言具备了同时检测几种参数的能力。近年来，智能手机发展迅猛，现在除了老人用非智能手机以外，年轻的一代基本都用上了智能手机，所以现在非智能手机被称为老人机，因为只有老人使用。当然我这并不是嘲讽老人，我只是想说智能手机的普及，和传感器的智能化有着千丝万缕的关系。不仅仅是手机，现在家用电器都走上智能化道路了，这些技术以后一定会发展的越来越成熟。还有一个新兴名词，就是传感器的网络化。所谓传感器的网络化就是把传感器和通信技术相结合，实现网络传输数据，并且可以远程传输。这得益于我们通信技术的快速发展。随着我们时代的快速发展，社会的竞争加剧。商家对成本的管控也越来越看重，仓库里面的环境如果做的好，是有利于产品的长期存放的，同时会减小不必要的损失。反之，如果仓库的环境不利于产品存放，或者由于某些原因，对仓库的管理不够到位，导致仓库的温度或者湿度等指标达不到要求，则会导致产品质量受损，造成不必要的损失。并且过去很多仓库里面的温湿度基本上都是有人工去测量的，这样的有几个有缺陷的地方，比如费时费力、不能时时监测、成本高等等。因此，市场上需要一种造价比较低、操作简单而且能够做到精准测量的测量仪器。121.2设计过程及工艺要求一，功能•监测温湿度•显示温湿度•过限报警二、技术参数•温度检测范围：-30℃～+50℃•测量精度：0.5℃•湿度检测范围：10%-100%RH•测量精度：1%RH•显示方式：温湿度四位显示•报警方式：三极管驱动的蜂鸣音报警第二章方案的比较单片机作为测控系统的核心，任何系统都要有信号的输入通道，单片机收到信号以后对信号进行分析与处理。所以站在系统的角度来说，准确的获取外界信息是最重要的，如果信息获取的不够准确，那后面的信息的分析与处理也就没有任何意义了，系统也就不能够准确的对信息做出反应了。因此准确的获取被测量信息是至关重要的一环。对于获取信息，非传感器莫属，我们一切的电子信息，基本上都是来自于传感器，都是靠传感器去监测各种数据，完了以后传达给系统的分析层，分析完了以后接着对信息进行处理。所以选用的传感器一定要符合要求，符合我们所需要的各种各样的条件，并且要准确。2.1温度传感器的方案选择方案一：热电阻温度传感器。原理是利用电导体的电阻随温度变化的属性制作而成的温度测量器件。这种测温器件精度较高，测量的范围也比较大，并且可以远距离测量。可是这种测温器件里面的电阻一般是金属，有些还是稀有金属，这样的话就有一些缺点了。比如抗氧化性不能满足条件啊，价格高啊，性价比不高，电阻率不能满足要求等等。13铂电阻可以满足精度和温度系数的要求，但是价格贵，不利于广泛的普及。铜电阻温度系数满足要求，价格不不贵，可是它的电阻率低。并且铜电阻的抗氧化能力不强。方案二：AD590。AD590是美国ANALOGDEVICES公司的单片集成两端感温电流源，其输出电流与绝对温度成比例。在4V至30V电源电压范围内，该器件可充当一个高阻抗、恒流调节器，调节系数为1µA/K。片内薄膜电阻经过激光调整，可用于校准器件，使该器件在298.2K(25°C)时输出298.2µA电流。AD590适用于150°C以下、目前采用传统电气温度传感器的任何温度检测应用。低成本的单芯片集成电路及无需支持电路的特点，使它成为许多温度测量应用的一种很有吸引力的备选方案。应用AD590时，无需线性化电路、精密电压放大器、电阻测量电路和冷结补偿。除温度测量外，还可用于分立器件的温度补偿或校正、与