孵化室温湿度控制_精品文档.doc
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孵化室温湿度监控系统设计
沈阳工程学院
课程设计
设计题目：
孵化室温湿度监控系统设计
系别自动控制工程系班级测控本081
学生姓名王秋弟学号2008310109
指导教师祝尚臻职称讲师
起止日期：
2011年2月28日起——至2011年3月11日止
1
孵化室温湿度监控系统设计
-21-
沈阳工程学院
课程设计任务书
课程设计题目：
孵化室温湿度监控系统设计
系别自动控制工程系班级测控本081
学生姓名 王秋弟学号2008310109
指导教师祝尚臻职称讲师
课程设计进行地点：
F430
任务下达时间：
2011年2月28日
起止日期：
2011年2月28日起——至2011年3月11日止
教研室主任年月日批准
1设计主要内容及要求
1.1设计目的：
（1）了解温湿度检测和控制技术的基本知识以及电工电子学、单片机、传感器等相关技术。
（2）初步掌握常用测温、测湿方法的特点和应用场合，并选择恰当方法应用于本设计。
（3）通过学习，具体掌握所选择测温、测湿方法和相关传感器的使用特点和方法。
1.2基本要求
（1）孵化室对温度有一定要求，温度是否合适直接影响孵化效果，为此需要对温度进行严格控制，主要指标如下：
孵化室温控制在36～42℃，温度低时启动电热器加热，温度高时，启动风扇冷却。
报警指示，当温度大于42℃或低于36℃时，用声光报警。
孵化室湿度要求保持在相对湿度55％～60％范围内，超出该范围要求声光报警。
（2）要求设计相关的硬件电路，选择合适的传感器、控制系统和显示系统。
（3）要有相应的控制算法（软件流程图）。
1.3发挥部分
自由发挥
2设计过程及论文的基本要求：
2.1设计过程的基本要求
（1）基本部分必须完成，发挥部分可任选；
（2）符合设计要求的报告一份，其中包括总体设计框图、电路原理图各一份；
（3）报告的电子档需全班统一存盘上交。
2.2课程设计论文的基本要求
（1）参照毕业设计论文规范打印，包括附录中的图纸。
项目齐全、不许涂改，不少于3000字。
图纸为A4，所有插图不允许复印。
（2）装订顺序：
封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及相应的详细的功能分析和重要的参数计算、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（总体设计框图与电路原理图）。
3时间进度安排
顺序
阶段日期
计划完成内容
备注
1
2011.2.28
讲解主要设计内容，安排学生查阅资料
2
2011.3.1
检查任务框图的设计情况
3
2011.3.2
检查整个设计理论方面的准备情况
4
2011.3.3
指导学生进行传感器的选择
5
2011.3.4
进程传感器及测量电路的硬件电路设计
6
2011.3.7
讲解原理图的绘制要求
7
2011.3.8
检查原理图完成情况，讲解及纠正错误
8
2011.3.9
检查流程图的绘制及报告的书写要求
9
2011.3.10
布置答辩
10
2010.3.11
答辩、写报告
2011-2-28
沈阳工程学院
传感器技术课程设计成绩评定表
系（部）：
自控系班级：
测本081学生姓名：
王秋弟
指导教师评审意见
评价
内容
具体要求
权重
评分
加权分
调研
论证
能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。
0.1
5
4
3
2
工作能力
态度
工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作，
0.2
5
4
3
2
工作量
按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。
0.2
5
4
3
2
说明书的质量
说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。
0.5
5
4
3
2
指导教师评审成绩
（加权分合计乘以12）
分
加权分合计
指导教师签名：
年月日
评阅教师评审意见
评价
内容
具体要求
权重
评分
加权分
查阅
文献
查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力
0.2
5
4
3
2
工作量
工作量饱满，难度适中。
0.5
5
4
3
2
说明书的质量
说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。
0.3
5
4
3
2
评阅教师评审成绩
（加权分合计乘以8）
分
加权分合计
评阅教师签名：
年月日
课程设计总评成绩
分
中文摘要
现代科学技术使人类社会进入了信息时代，来自自然界的物质信息都需要通过传感器进行采集才能获取。
人们把电子计算机比作人的大脑，把传感器比做人的五种感觉器官，执行操作人的四肢。
尽管传感器与人的感觉器官相比还有许多不完善的地方，但传感器在诸如高温、高湿、高空等环境及高精度、高可靠性、远距离、超细微等方面所表现出来的能力湿人的器官所不能替代的。
传感器不仅充当着计算机、机器人、自动化设备的感觉器官及机电结合的接口，而且已渗透到人类生命、生活的各个领域。
现代的生产、养殖等好多行业的设备都与计算机密切相关。
目前在中国，绝大部分的养殖场的温湿度的检测还停留在人工测量和记录的水平上，没有一个科学的高技术的测试系统。
因此，一个好的养殖场的温湿度的控制系统，将给养殖场带来该方面的技术革新。
随着电子技术的迅速发展，传感器在仪表中的应用日益广泛。
智能仪器无论是在测量的准确度、灵敏度、可靠性、应用功能等方面还是在解决测试技术问题的深度及广度方面都有了巨大的发展，以一种崭新的面貌展现在人们的面前。
随着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展，以及人工智能在测试技术方面的广泛运用，智能仪器有了更大的发展。
测试仪器的智能化已是现代仪器仪表发展的主流方向。
本次设计中，可以实现的功能有：
孵化室温控制在36～42℃，温度低时启动电热器加热，温度高时，启动风扇冷却；湿度控制在55％～60％范围内，湿度低时启动喷雾机工作，湿度高时，启动通风机排空气。
报警指示，当温湿度高于（小于）所设定限定值时，用声光报警。
关键词：
温度传感器，湿度传感器，报警
目录
课程设计任务书 I
课程设计成绩评定表 III
中文摘要 IV
1设计主要内容及要求 1
2设计思路 2
3设计方框图 3
4各部分电路设计 5
4.1.信号输入端电路设计 5
4.2.湿度控制电路比较器 5
4.3温度控制部分的设计 7
4.4声光报警系统 8
4.5外部高电压电路 9
5工作过程分析 10
6元器件清单 11
7主要元器件介绍 12
7.1湿度传感器简介 12
7.2温度传感器简介 15
小结 18
致谢 19
参考文献 20
附录：
A1逻辑电路图 21
1设计主要内容及要求
1设计主要内容及要求
1.1设计目的：
（1）了解温湿度检测和控制技术的基本知识以及电工电子学、单片机、传感器等相关技术。
（2）初步掌握常用测温、测湿方法的特点和应用场合，并选择恰当方法应用于本设计。
（3）通过学习，具体掌握所选择测温、测湿方法和相关传感器的使用特点和方法。
1.2基本要求
（1）孵化室对温度有一定要求，温度是否合适直接影响孵化效果，为此需要对温度进行严格控制，主要指标如下：
孵化室温控制在36～42℃，温度低时启动电热器加热，温度高时，启动风扇冷却。
报警指示，当温度大于42℃或低于36℃时，用声光报警。
孵化室湿度要求保持在相对湿度55％～60％范围内，超出该范围要求声光报警。
（2）要求设计相关的硬件电路，选择合适的传感器、控制系统和显示系统。
（3）要有相应的控制算法（软件流程图）。
1.3发挥部分
自由发挥
2设计思路
该系统采用温度传感器测量温度，用湿度传感器测量室内湿度，在传感器两端加上一定的工作电压，则其输出电压随着温度/湿度的变化而变化，由传感器输出的电压再由运放转将信号放大，输入到比较器中，与所需温度/湿度的上、下限数值进行比较。
当室内温度低于规定温度范围的下限时，比较器输出端输出的电压导通光耦电路，使发热器开始工作，直到达到适当的温度，同时比较器输出的电压接通报警电路，报警电路中发光二极管开始发出蓝光，电铃同步响。
如果测得的温度超出规定值的上限时，比较器的输出端输出电压将驱动光耦电路连接的散热器，使室内的温度降低，输出的电压也接通报警电路，开始报警，发光二极管发出不同颜色的光。
当室内湿度低于规定湿度范围的下限时，比较器输出端输出的电压导通光耦电路，使喷雾器开始工作，直到达到适当的湿度，同时比较器输出的电压接通报警电路，报警电路中发光二极管开始发出红光，电铃同步响。
如果测得的湿度超出规定值的上限时，比较器的输出端输出电压将驱动光耦电路连接的通风机，使室内的湿度降低，输出的电压也接通报警电路，开始报警，发光二极管发出不同颜色的光。
3设计方框图
温度传感器
室内温度
﹤36℃
声光报警
36℃～42℃
﹥42℃
温度控制驱动电路
声光报警
电压显示
加热器
散热器
湿度度传感器
室内湿度
﹤55%
声光报警
55%~60%
﹥60%
湿度控制驱动电路
声光报警
电压显示
喷雾器
通风机
4各部分电路设计
4.1.信号输入端电路设计
湿度控制器的电路如图示，该湿度控制器中采用了一只高分子湿度传感器作湿敏元件。
IC1（555电路）组成一只300Hz的方波发生器，信号通过耦合电容C2施加于湿敏元件HPR。
IC2、二极管D2~D4构成对数变换电路，其输出的电压将随相对湿度的增加而增大。
该输出电压R3和C4滤去干扰信号，然后分三路输出，分别连接到IC3、IC5的同相端（“+”端）和IC4的反相端（“—”端）。
4.2.湿度控制电路比较器
IC4和IC5是电压比较器，判断室内湿度所允许的变化范围，即上、下限湿度。
其原理如下：
根据室内所需湿度的控制范围，通过电位器W2和
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