基于51单片机的温室大棚温湿度检测报警系统设计

湖南科技大学课程设计课程设计名称：多路温湿度测试报警系统学生姓名：学院：机电工程学院专业及班级：09级测控一班学号：0903030110指导教师：2013年01月18日湖南科技大学机电工程学院课程设计任务书课程设计名称专业综合课程设计课程设计题目温室大棚温湿度检测系统设计学生姓名年级09级专业测控技术与仪器学号0903030110指导教师单位湖南科技大学重点实验室课程设计起止日期2012-12-30~2013-1-18任务与要求：主要参考资料：设计内容：本设计是基于AT89c51单片机的大棚温湿度控制系统，通过多个DHT11温湿度传感器采集不同地点的坏境数据，并用LCD12864实时显示；程序中设置所需的温湿度，若显示的坏境数据超过设置值，则通过蜂鸣器报警。湿度±5%0～100%温度±1%0～100℃限定（20～100）限定（1～20%）LCD实时显示电源DC5V工作环境温度小于90℃湿度小于90%可设置报警温湿度单片机编程实用技巧丛书传感器原理与应用LCD1602系列液晶显示与模块设计摘要随着现代技术的不断发展，生产生活现代化的不断提高，用温室大棚技术来培养农作物可以显著的提高农作物产量，降低农业生产对自然环境和气候变化的要求。然而温室大棚对于温度湿度等一系列空气成分指标要求非常严格，而现代化的温室大棚则必须有一整套温度湿度的检测和控制系统，本设计就是为了适应现代温室大棚的需求，更加方便有效地观测环境温湿度，以便于更为科学合理地对温室大棚进行管理。本设计是以单片机为核心，配合温湿度传感器，以及相关的外围电路组成的检测系统，可以接收所测环境的温度和湿度信号，检测人员可以通过LCD显示的数据，实时监控环境的温度和湿度情况，如果检测到的数据超过所设定的温湿度上下限，则系统会自动产生相应的声光报警。所有的测量操作都可以通过主机控制软件来实现，温度和湿度传感器得到的测量信号，经电路转换为电信号，然后通过转换送到单片机进行数据处理，经软件分析处理后送显示装置。本系统包括系统硬件和软件设计,可靠性高，结构简单，系统还应用RS232与上位机相连接，可以设置自动记录温度、湿度的相关的参数，也可以设置每隔一定的时间自动记录，操作简便，应用广泛。关键词：STC89C52单片机，温湿度传感器，LCD显示AbstractWiththedevelopmentofmoderntechnology,theproductionofmodernlifecontinuestoimprove,forgreenhousetechnologytocultivatecropscansignificantlyincreasetheyieldofcrops,reducingtheagriculturalproductionofthenaturalenvironmentandclimatechangerequest.However,thegreenhousetemperatureandhumidityrequirementsforaseriesofaircompositionindicatorsareverystrict,andgreenhousemodernizationmusthaveasetoftemperatureandhumiditymeasurementandcontrolsystem,thedesignisforpeoplelivingwithandthecontinuousimprovementofproductionlevel,tothelivingenvironmentandtherequirementsoftheproductionenvironmentisparticularlyimportant,controltemperatureandhumidityisatypicalexample,therefore,emergeasthetimesrequireanintelligenttemperatureandhumiditydetectionsysteminmodernlifeandfast,convenientandreliabledetectionsystem,especiallyintheindustrialproductionifthedetectionofinaccuratewilloccurinmanyproductionaccidents.Toprovideabetterlifeformodernpeopletowork,scientificresearch,andmoreconvenientfacilities,wemuststartfromtheSCMtechnology,alltowarddigitalcontrolsystem,intelligentcontroldirection.Thedesignisbasedonsingle-chipmicrocomputerasthecore,withthetemperatureandhumiditysensor,detectingsystemandrelatedperipheralcircuit,canreceivethemeasurementofenvironmentaltemperatureandhumiditysignal,detectingpersonnelcanbedisplayedbytheLCDdata,thetemperatureandhumidityofreal-timemonitoringoftheenvironment.Themeasurementoperationallcanberealizedthroughthehostcomputercontrolsoftware,themeasurementsignalsaretemperatureandhumiditysensor,thecircuitisconvertedtoelectricalsignals,andthenthedatawereprocessedbyconversiontoSCM,throughthesoftwareanalysisprocessingevacuationdisplaydevice.Thesystemhardwareandsoftwaredesign,includingthesystemofhighreliability,simplestructure,realizestheautomaticcontroloftemperatureandhumidity.ThesystemalsoappliesRS232andhostmachineisconnected,canparametersrelatedtotheautomaticrecordingoftemperature,humiditysettings,canalsobesetatacertaintimeautomaticrecording,availableinthemeteorologicalobservation.Keywords：STC89C52microcontroller,temperatureandhumiditysensor,LCDdisplay目录第1章概述……………………………………………………………………………1.1课题研究的背景………………………………………………………………1.2温湿度检测的发展状况以及存在的问题…………………………………1.3本课程设计的主要内容………………………………………………………第2章系统总体方案设计………………………………………………………2.1温湿度传感器…………………………………………………………………2.1.1DHT11产品概述…………………………………………………………2.1.2接口说明……………………………………………………………………2.1.3电源引脚……………………………………………………………………2.1.4串行接口(单线双向)……………………………………………………2.1.5DHT11引脚说明…………………………………………………………2.1.6焊接信息……………………………………………………………………2.1.7注意事项……………………………………………………………………2.2RS232接口……………………………………………………………………2.3单片机STC89C52………………………………………………………2.4LCD1602………………………………………………………………………第3章系统的硬件设计和连接…………………………………………………3.1主控模块……………………………………………………………………………3.2显示模块……………………………………………………………………………3.3温度和湿度采集模块……………………………………………………………3.4键盘设计……………………………………………………………………………3.5与上位机相连电路的设计………………………………………………………3.6报警电路设计………………………………………………………………………第4章系统软件方案的设计………………………………………………………4.1程序流程图…………………………………………………………………………第5章总结与展望……………………………………………………………………参考文献因此为了保证产品的质量及机台的使用寿命，对其环境的要求也很高，尤其的是对温度、湿度的控制。例如在我工作的生产发光二极管LED的工业现场，前面的两道工序固晶片和焊线要求的精度非常高，晶片必须固到碗杯的中心点，偏差不可超过1/5晶片的宽度，且对胶量的控制也有严格的要求，只有这道工序做好了，下一个工序焊线才会顺利，否则焊线将会出现很多异常，不仅会降低产量也会造成质量问题，因此要求每三个小时记录一次室内的温湿度，且要保证其温度在18℃--23℃之间，湿度不可超过60%。随着信息产业的发展及工业化的进步,温度和湿度不仅仅表现在以上几个方面直接或间接影响着人类基本生活条件,还表现在对工生物制品、医药卫生、科学研究、国防建设等方面的影响。针对以上情况，研制可靠且实用的温湿度控制器显得非常重要。常用温湿度传感器的非线性输出及一致性较差，使温湿度的测量方法和手段相对较复杂，且给电路的调试带来很大的困难。传统的温湿度测量多采用模拟小信号传感器，不仅信号调理电路复杂，且温湿度值的标定过程也极其复杂，并需要使用昂贵的标定仪器设备。因此对于温湿度控制器的设计有着很大的现实生产意义。本文设计的是基于单片机STC89C52的温湿度检测和控制系统，主要以广泛应用的DHT11作为温度和湿度的检测，该仪器具有测量精度较高、硬件电路简单、并能很好的进行显示，可测试不同环境温湿度的特点。另外和控制电路相连，可以进行加湿电路和除湿电路的控制，使温度和湿度参数在预先设定的范围内，不需要人的直接参与。本系统还通过RS232和上位机相连，可以设置每隔一定的时间进行温度和湿度的采集，上传到上位机，以供查询。1.2温湿度检测的发展状况以及存在的问题传统的温度和湿度检测系统主要有以下几种：（1）水汽压（e）：是水汽在大气总压力中的分压力。它表示了空气中水汽的绝对含量的大小，以毫巴为单位。（2）相对湿度（rh）：湿空气中实际水汽压e与同温度下饱和水汽压E的百分比，相对湿度的大小能直接表示空气距离饱和的相对程度。空气完全干燥时，相对湿度为零。相对湿度越小，表示当时空气越干燥。当相对湿度接近于100%时，表示空气很潮湿，越接近于饱和。（3）露点（或霜点）温度：指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。（4）干湿球温度表：用一对并列装置的、形状完全相同的温度表，一支测气温，称干球温度表，另一支包有保持浸透蒸馏水的脱脂纱布，称湿球温度表。（5）发湿度表（计）：利用脱脂人发（或牛的肠衣）具有空气潮湿时伸长，干燥时缩短的特性，制